逍遥学能 2018-01-09 22:24
电磁学是高考中重要的一部分，很多同学觉得电磁学太过抽象，因为我们生活中几乎不可能见到那些物理题中描绘的情形，大家时不时还会抱怨一下高考的这些知识就是为了考试，除了应付考试一点用也没有。其实并不是这样，我们的生活处处和电打交道，如果留心就会发现电磁学中的很多知识在生活中都有应用，比如我们大家非常熟悉的电池。
电动势
在物理里面，我们一般将电池和其他供电装置统称为电源，这意味着电池和其他电源既有着联系，也有着不太一样的地方。在学习电源时，我们主要学习了电源的两个物理特征，即电动势和内阻。电动势的定义是，电源搬运单位电荷时非静电力所做的功的大小在数值上等于电动势。
在这里我们需要强调关于非静电力的问题。因为在电源内部，电荷是逆着电场线方向运动的，所以必然还会收到一个非静电力克服电场力推动电荷运动，这个非静电力就由电源提供，对于电池来说，这个非静电力我们可以认为是化学力。因为非静电力推动电荷逆着电场力方向运动，那么从能的角度出发，电荷的电势能应该上升，电源的非静电能消耗，对于电池来说，即电池的化学能消耗。
所以一般的，对于电源的定义，我们可以从两个角度出发，第一个是从力的角度，即电源是提供非静电力，推动电荷在电源内部运动的装置，第二个是从能的角度，即电源是消耗自身非静电能补充电荷静电能的装置。电池作为电源的一种，自然也满足电源的特征，电动势说的是搬运单位电荷电源所贡献出的能量，那么对于电池来说，我们常见的电池标称的伏值就是电池的电动势，如一节五号电池是1.5V，即意味着一节五号电池搬运1C电荷贡献出1.5J的能量。
内阻
除了电动势的概念，我们在学习电源时还学习了内阻的概念。那么对于电池，内阻的概念依然存在，不过我们一般不会在电池上标称其内阻值。这是因为电池的内阻一般是在变化的，比如五号电池，随着电池的使用，内部不断发生化学反应，其内阻一般会变大。这也是为什么有的电池在玩具四驱车中已经无法使用，但是放到电视遥控器里还可以继续使用的原因。
电池从头到尾，其伏值即电动势都没有变化，变的是内阻。内阻变了，对于相同的外端电路即外电路阻值一定时，路端电压也就不一样。电池使用时间越久，内阻越大，那么提供的路段电压也就越小，所以无法继续带通四驱车的马达。但是此时将电池放入遥控器内，依旧可以使用，这是因为遥控器内的外电路阻值和四驱车马达的外电路阻值不同，和变大了的电池内阻相比，遥控器的电路依旧可以获得较大的路端电压，这样就可以继续工作了。
容量
上面两点，都是从电源的一般特征来考察电池的，除了这两点，电池还有一个重要的物理特征，就是容量。我们刚刚在电动势里提到，电动势可以用来评价电池给予单位电荷能量的能力，电动势大，意味着电池可以给予单位电荷更多的能量。那么仔细想一想就会发现，电池能给多少电荷这样的能量也是一个重要的问题，这个问题对应的物理参数就是容量。
对于家庭电源，不会存在这样的问题，因为家庭电源接入电网中，电网可以源源不断的搬运电荷。按照我们的理解，电池的容量应该是电池可以搬运电荷的多少，电荷的单位是库伦，那么容量的单位应该也是库伦，但是在实际中，我们一般很少使用库伦，以移动电源为例，买移动电源时，其价格和容量直接相关，我们一般用毫安时（mAh）来衡量容量。仔细思考可以看到，毫安时应该是毫安和时相乘得到，毫安是电流的单位，时是时间的单位，两者相乘，正好是电荷量的单位，具体的计算：1mAh=0.001A×3600s=3.6C。
相信下次各位再看到林林总总的电池时，
应该不会太过头疼了。
留心生活，处处都有物理的影子。