Question

电动势的物理意义是什么

Answer 1

　　电动势的物理意义

　　电动势反映电源内部非静电力做功把其他形式的能量转化为电能的情况，如何理解“功是能量转化的量度”。

　　用电器通过静电力做功，把电能转化为光能、机械能、热能等其它能。用电器电压高低反映了静电力推动单位电荷通过用电器把电能转化为其它能的能力大小。

　　电源通过非静电力做功，把其他形式的能量转化为电能。

　　电动势反映电源内部非静电力做功把其他形式的能量转化为电能的能力大小。

　　电动势的与电势差区别

　　电动势与电势差(电压)是容易混淆的两个概念。电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功与电荷量的比值;而电势差则表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功与电荷量的比值。它们是完全不同的两个概念。

　　虽然电动势与电势差(电压)有区别，但电动势和电势差一样都是标量。对于给定的电源来说，不管外电阻是多少，电源的电动势总是不变的.，而电源的路端电压则是随着外电阻的变化而变化的，它是表征外电路性质的物理量。

　　电动势的与电压区别

　　电动势和电压虽然具有相同的单位，但它们是本质不同的两个物理量。

　　(1)它们描述的对象不同：电动势是电源具有的，是描述电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，电压是反映电场力做功本领的物理量 。

　　(2)物理意义不同：电动势在数值上等于将单位电量正电荷从电源负极移到正极的过程中，其他形式的能量转化成的电能的多少;而电压在数值上等于移动单位电量正电荷时电场力作的功，就是将电能转化成的其他形式能量的多少。它们都反映了能量的转化，但转化的过程是不一样的 。

　　(3)二者做功的力不同：电压是电场中两点间的电势差值，电场力在电场中移动单位正电荷所做的功就是电势差，即电压，W=UQ是电场力做的功，可见电压U是与电场力做功相联系的.电动势是反映电源非静电力做功这种特性的，它的数值大小等于电源非静电力从电源负极向正极移送单位正电荷所做的功.在化学电源中非静电力是与离子的溶解和沉淀过程相联系的化学作用;在温差电源中非静电力是与温差和电子浓度相联的扩散作用;在普通发电机中非静电力的作用是电磁作用.电动势罗二即q中的平就是诸如以上这些非静电力所做的功，所以电动势g是与非静电力做功相联系的 。

　　(4)能量的转化过程不同：电压是电势能变化的量度，是将电场能转化为电荷机械能的过程.由于电势在数值上等于单位正电荷在电场中具有的电势能，电场中存在电压，正电荷可以在电场力作用下通过做功由高电势移向低电势处，电势能减小.电压越高电势能减小越大，那电势能转化为电荷运动机械能的值越大.与物体在重力场中自由下落重力势能转化为动能的情况相类似.而电动势却是非静电力反抗电场力做功，转化其他形式能量本领的量度.在闭合电路中某种非静电力作用在被移动的电荷上，增加了电荷的电势能，在此其他形式的能如化学能、太阳能、热能、机械能等转化为电能.不同的电源这种由非静电力做功转化为电能的本领不同，所以电动势也不同.如化学电源的电动势决定于溶液跟极板的性质，发电机的电动势决定于电枢、磁场和它们的相对运动 。

　　(5)在电路中的因果关系不同：如果电路中没有电源，即使有电压，电流形成也很短暂，最后电压也不会维持。没有电源(电动势)，电流就如无源之水，电压也不会稳定.因此电路中各部分电压的产生和维持都是以电动势的存在为先决条件的.就拿两个孤立带电导体来看，也必须要先有非静电性质的作用来迁移电荷，即必须先有电动势，才谈得上导体上有稳定持续的电势差(电压) 。

　　(6)在给定电路中变与不变不同：对于一个给定的电源，一经制好，电动势就固定不变，与外电路是否接通无关，也与外电路的组成情况无关而电路中的电压却要因外电路电阻的改变而改变，如并联支路数目增减、电阻变化时将引起电路各部分电流、电压重新分配，电压将发生变化至于外电路断开时的路端电压在数值上等于电源电动势，也只是这种分配的一个特殊结果，并不说明电压就是电动势 。