【教学反思】电压概念的由来


电动势使电源两端产生电压。

看来,要了解电压,就需要了解电动势与电压之间的区别和联系。

电动势与电压的区别和联系

1、产生原因不同:

电动势是对电源而说的,它就是电源将单位正电荷从负极经电源内部移到正极时,非静电力所做的功。

电压是对一般电路(包括电源内部电路和外部电路)而说的,即某段电路两端的电压,也就单位正电荷,从某点沿电路移到另一点时,电场力所做的功。

这两个在电学里的概念,的确不容易分清。因为人们常常在表述时,也很不注意把他说得很确切。我想用一个水路的概念,先来表述一下:在一个循环的水路中,水泵的电功率就是电动势。而水压差就是电压(差),水流就好比电流。

 

3、物理意义不同:

电动势表示了外力(非电场力)做功的能力,而电压表示电场做功的能力。

4、电动势和电压方向不同:

如图所示。电动势有方向,并且与电压方向相反。电动势方向是电位升高的方向,电压方向是电位降低的方向。

5、存在的位置不同:

电动势只存在于电源的内部,而电压存在于电源的两端,并且存在于电源外部电路中。例如,电阻两端存在电压,外电路中的每一个元器件两端都存在电压。

6、对电位的影响不同:

如果是一个闭合电路(回路),电流在电源的外部电路中(称为外电路)是从高电位流向低电位的,这是电场力在做功。在电源的内部(称为内电路),电流从低电位流向高电位,这是外力在做功。电动势使电位升高(就是你所说的内电压)也就是在内电路中,产生电位升(电压升)。而在外电路中的负载中产生了电位降(电压降)。所以在一个闭合回路中,我们往往用电压升等于电压降。

7、造成的电流方向不同:

电源如同一个“电荷泵”,将电源负极端的电荷搬到正极(电流由负极流向正极),使电源正极端的电位高于负极端的电位,一旦外电路接通,电路中就有电流流过,电流的通路是由外电路和内电路组成的。

8、开路与通路时的不同:

当电源两端不接负载时,电源中没有电流,在电阻上没有电压,所以电源端电压等于电源电动势。电源内部存在一个电阻,通常情况下电源内阻越小越好。

当电源两端接上负载后,电路中的各电压之间的关系如下

即电源电动势等于电源内阻两端电压加上负载电路两端电压。

电源内阻越小,电源两端的电压就越大。新电池的内阻小,所以装入手电筒里后灯泡比较亮。

什么是非静电力

静电力是指相对静止的正负电荷之间的吸引力或同种电荷之间的排斥力。静电场是有源无旋,非静电场是无源有旋。非静电场没有源头,是闭合,与静电场差别很大。电荷在静电场中受的力为静电力,在非静电场中受的力是非静电力。

对于电源而言,非静电力是电源内使正、负电荷分离,并使正电荷聚积到电源正极,负电荷聚积到电源负极非静电性质作用力。

非静电力有不同的来源。在化学电池(干电池、蓄电池)中,非静电力是一种与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用;在温差电源中,非静电力是一种与温度差和电子浓度差相联系的扩散作用;在一般发电机中,非静电力起源于磁场对运动电荷的作用,即洛伦兹力。变化磁场产生的有旋电场也是一种非静电力,但因其力线呈涡旋状,通常不用作电源,也难以区分内外。

电源内部的非静电力使电源两极间产生并维持一定的电势差。

当电源两极与电路(例如导体)接通后,在静电力推动下,正电荷从电源正极经电路移至负极(或负电荷从电源负极经电路导线移至正极),电势降低;在电源内部,非静电力克服静电力的阻碍,使正电荷又从负极经电源内部移至正极(或理解为,使负电荷从正极经电源内部移至负极),从而形成电荷流动的回路。因此,静电力和非静电力是构成电流回路的两个必要因素。

电动势与电势

 


以上是百度搜索到的,我个人现在有些明白了。

原来,电动势指是电子运动的趋势。

电子为什么会有运动趋势?

因为在电源内部的电极与电解质之间发生了化学反应。

为什么发生了化学反应,就能使电子具有运动趋势(电动势)?或者说,化学反应是如何进行的,从而了使电子具有运动趋势(电动势)?

一切化学反应实质上就是原子最外层电子运动状态的改变;在化学反应中吸收或者释放的能量就叫做化学能,化学能的来源是在化学反应中由于原子最外层电子运动状态的改变和原子能级发生变化的结果”。

简单说,化学能就是平时储存在化学键中,新化学键的产生和旧的断裂都是最外层电子的偏移,偏向。原子从激发态回归到基态,这都是所谓的运动状态改变,就释放出来这个能量了。

学过量子力学的话,这些变化,释放的能量都是以辐射的形式放出。而辐射是不会产生力的,连力都没有何谈做功?

 

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