析,如果没有电源,正电荷会在电路中电场的作用下从正极开始流向电势较低的负极,只会形成一个瞬时电流,最终正、负极间电势差为零。电源的作用是提供"非静电力",克服电源内部从正极指向负极的静电力,不断把正电荷从负极搬运电势高的到正极,维持正、负极的电势差,从而使电路中有持续电流。
活动3:类比于甲图水泵和水路的能量转化,试猜想乙图中电源的外部(外电路)和内部(内电路)能量的转化有什么不同?
提示:甲图中,水泵通过电力做功,将外界提供的能量转化为水的重力势能,从而使水持续流动,水流向低处流动,通过水轮机做功,水的重力势能转化为其他能。乙图中,电源通过"非静电力"做功,将电源提供的能量(如电池中的化学能、发电机中的机械能)转化为电荷的电势能,从而维持电流的持续流动,电流向电势低处流动,通过电路中的用电器做功,电能转化为其他能。
活动4:讨论、交流、展示,得出结论。
(1)静电力:即电场力,是静止的带电体之间的作用力,例如每一对静止的点电荷之间的静电力,可以用库仑定律去求解。
(2)非静电力:除静电力之外,对电荷的运动起促进或阻碍作用的力,常见的有化学作用、电磁作用等。
①如图所示,在电源外部的电路里,自由电荷在电场力作用下移动,电场力做正功,电势能转化为其他形式的能;在电源内部,自由电荷移动的方向与受到的电场力方向相反,移送电荷的不再是电场力,而是"非静电力"。非静电力做功将电荷"移送"到电势能高的电极,增加电势能(消耗其他形式的能)。所以可以说:电源是通过非静电力做功,将其他形式的能转化为电能的装置。
②作用:保持两极间有一定的电压,供给电路电能。
③非静电力的实质