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  遠(yuǎn)方你521 2017-08-23 11:15:36

  一、原電池中的電極 電極是原電池的基本組成部分。利用自發(fā)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置叫原電池，一個(gè)原電池必須由兩個(gè)基本部分組成：兩個(gè)電極和電解質(zhì)溶液。給出電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極，如丹尼爾電池（右圖上部所示）中的Zn極，由于其電勢(shì)較低，被稱(chēng)為負(fù)極（negative electrode）；而接受電子發(fā)生還原反應(yīng)的一極，如Cu極，由于其電勢(shì)較高，而稱(chēng)作正極（positive electrode）。 根據(jù)組成電極物質(zhì)的狀態(tài)，可以把電極分為三類(lèi)。diyi類(lèi)電極是金屬電極和氣體電極，如丹尼爾電池中鋅電極和銅電極，還有標(biāo)準(zhǔn)氫電極；第二類(lèi)電極是金屬-金屬難溶鹽電極及金屬-金屬難溶氧化物電極，如Ag-AgCl電極。第三類(lèi)電極是氧化還原電極（任一電極皆為氧化還原電極，這里所說(shuō)的氧化還原電極是專(zhuān)指參加電極反應(yīng)的物質(zhì)均在同一個(gè)溶液中），如Fe3+，F(xiàn)e2+溶液組成的電極。 二、電解槽中的電極 電極是電解過(guò)程中，電流進(jìn)入或離開(kāi)電解液的導(dǎo)體。電解過(guò)程就是在電極相界面上發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 電極分為陰極和陽(yáng)極，和電源正極相連的是陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)；和電源負(fù)極相連的是陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。 電解材料的種類(lèi)很多，常用的是碳電極，此外鈦等金屬也可以做電極。在電鍍中，鍍層金屬往往作為陽(yáng)極，待鍍制品作為陰極。 電極 electrode 　　電池的組成部分，它由一連串相互接觸的物相構(gòu)成，其一端是電子導(dǎo)體──金屬（包括石墨）或半導(dǎo)體，另一端必須是離子導(dǎo)體──電解質(zhì)（這里專(zhuān)指電解質(zhì)溶液，簡(jiǎn)稱(chēng)“電解液”或“電液”）。結(jié)構(gòu)Z簡(jiǎn)單的電極應(yīng)包括兩個(gè)物相和一個(gè)相界面，即〔金屬｜電液〕。上述定義的電極也稱(chēng)“半電池”。 1.電動(dòng)勢(shì)：electromotive force (emf) 電路中因其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能所引起的電位差，叫做電動(dòng)勢(shì)，簡(jiǎn)稱(chēng)電勢(shì)。用字母E表示，單位是伏特。在電路中，電動(dòng)勢(shì)常用符號(hào)δ表示。 2.原理：電動(dòng)勢(shì)是描述電源性質(zhì)的重要物理量。電源的電動(dòng)勢(shì)是和非靜電力的功密切聯(lián)系的。所謂非靜電力，主要是指化學(xué)力和磁力。在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極板移到正極板時(shí)要對(duì)電荷做功，這個(gè)做功的物理過(guò)程是產(chǎn)生電源電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)。非靜電力所做的功，反映了其他形式的能量有多少變成了電能。因此在電源內(nèi)部，非靜電力做功的過(guò)程是能量相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。電源的電動(dòng)勢(shì)正是由此定義的，即非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功與該電荷電量的比值，稱(chēng)電源的電動(dòng)勢(shì)。 3.公式：E＝W／q E=-U 4.物理意義：由上式可知，在電源內(nèi)部，非靜電力把單位正電荷從負(fù)極移送到正極時(shí)所做的功。 5.區(qū)別：電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差（電壓）是容易混淆的兩個(gè)概念。前面已講過(guò)，電動(dòng)勢(shì)是表示非靜電力把單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功；而電勢(shì)差則表示靜電力把單位正電荷從電場(chǎng)中的某一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。它們是完全不同的兩個(gè)概念。 6.閉合電路歐姆定律：電源的路端電壓是指電源加在外電路兩端的電壓，是靜電力把單位正電荷從正極經(jīng)外電路移到負(fù)極所做的功。電源的電動(dòng)勢(shì)對(duì)一個(gè)固定電源來(lái)說(shuō)是不變的，而電源的路端電壓卻是隨外電路的負(fù)載而變化的。它的變化規(guī)律服從含源電路的歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： U＝E－Ir 式中U為路端電壓，Ir為電源的內(nèi)電壓，也叫內(nèi)壓降。對(duì)于確定的電源來(lái)說(shuō)，電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r都是一定的，從上式可以看出，路端電壓U跟電路中的電流有關(guān)系。電流I增大時(shí)，內(nèi)壓降Ir增大，路端電壓U就減??；反之，電流I減小時(shí)，路端電壓U就增大。 7.可變電路：在電源放電的情況下，當(dāng)外電路中沒(méi)有反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，路端電壓U＝IR（R是外電路的總電阻）。根據(jù)含源電路的歐姆定律可得I＝E／（R＋r），即電流I的大小隨外電阻R而變化。因此，路端電壓U也隨外電阻R而變化。R增大時(shí)，I減小，U增大；R減小時(shí)，I增大，U減小。當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，R變?yōu)闊o(wú)限大，I變?yōu)榱悖瑑?nèi)壓降Ir也變?yōu)榱?，這時(shí)路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)。 但是不能認(rèn)為路端電壓一定小于電動(dòng)勢(shì)。在電源被充電時(shí)，電源內(nèi)部的電流是從電源正極流向負(fù)極，內(nèi)壓降的方向與電動(dòng)勢(shì)的方向相反，電源的電動(dòng)勢(shì)是反電動(dòng)勢(shì)，這時(shí)路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)壓降之和，即U＝E＋I(xiàn)r，路端電壓大于電動(dòng)勢(shì)。

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