第一節(jié)電能的產(chǎn)生

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)1.了解常見電池的結(jié)構(gòu)、性能及注意事項(xiàng)、能量轉(zhuǎn)化。2.了解各種發(fā)電方式中的能量轉(zhuǎn)化。能力目標(biāo)通過觀察實(shí)物知道干電池的電壓是1.5V,蓄電池的電壓是2V。素養(yǎng)目標(biāo)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)1.常見干電池、蓄電池、太陽能電池和燃料電池的能量轉(zhuǎn)化特征和對環(huán)境的影響。2.各種發(fā)電方式中有關(guān)能量轉(zhuǎn)化過程、影響可持續(xù)發(fā)展的因素,以及是否存在環(huán)境污染隱患等內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)常見干電池的結(jié)構(gòu)及性能。

教學(xué)過程

一、新課導(dǎo)入夜晚明亮的街燈、音箱中播放悠揚(yáng)的音樂、實(shí)驗(yàn)室里的激光電筒,你是否想到這些現(xiàn)象都與電有關(guān),那么你知道電能是從哪里來的嗎?二、教學(xué)步驟探究點(diǎn)1電池[閱讀課本]P157“電池是一種……電流呈正弦曲線變化。”[思考]電池提供的是直流電,你能說說直流電和交流電的不同嗎?[提示]直流電的大小和方向不隨時(shí)間變化,交流電的大小和方向隨時(shí)間做周期性變化。[思考]你見過的干電池有哪些呢?能列舉幾個(gè)例子嗎?[提示]手電筒里面的電池,收音機(jī)里面的電池,玩具電動(dòng)車?yán)锩娴碾姵?鐘表里面的電池等。[思考]生活中不同種類的電池作用相同嗎?[提示]電池是把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置。[閱讀課本]P157~159“化學(xué)電池……都有廣泛的應(yīng)用。”[思考]我們常見的鋅錳干電池、鎳鎘電池、鋰電池、銀鋅電池等,是根據(jù)什么分類的呢?[提示]制作這些電池的材料不同,電池的名稱也與所采用的材料有關(guān)。[思考]這些電池可以多次使用嗎?[提示]大多數(shù)電池的使用是一次性的,我們稱之為原電池,如鋅錳干電池;有些電池可以反復(fù)充電使用,我們稱之為蓄電池或二次電池,如鋰電池。[思考]你了解鋅錳干電池的組成嗎?[提示]仔細(xì)觀察“圖18-3鋅錳干電池”,注意碳棒是電池的正極,鋅筒是電池的負(fù)極。[思考]生活中我們常見到型號(hào)不同的干電池,如5號(hào)電池、7號(hào)電池等,它們提供的電壓相同嗎?[提示]干電池提供的電壓與型號(hào)無關(guān),無論大小提供的都是1.5V電壓。[思考]你知道這些電池是將什么能轉(zhuǎn)化為電能的嗎?[提示]化學(xué)電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。[思考]電動(dòng)車?yán)锩娴碾姵厥歉呻姵貑?[提示]電動(dòng)車?yán)锏碾姵厥切铍姵?其實(shí)蓄電池也屬于化學(xué)電池。它在使用之前要先充電,充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能蓄存在電瓶內(nèi),當(dāng)其向外放電時(shí),則將化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。蓄電池能供給較大的電流,電壓也比較穩(wěn)定。常見的蓄電池是鉛酸蓄電池。[思考]一節(jié)蓄電池的電壓也是1.5V嗎?如果不是,那你知道是多少嗎?[提示]一節(jié)蓄電池的電壓為2V,使用時(shí)常將若干個(gè)蓄電池串聯(lián)使用。[閱讀課本]P159“化學(xué)電池雖然使用方便……分類處理。”[思考]廢舊電池應(yīng)如何處理呢?[提示]化學(xué)電池含有不易降解的汞、鉛、鎘等重金屬元素,這些重金屬元素進(jìn)入環(huán)境后,會(huì)對人類健康造成很大危害,丟棄時(shí)要集中分類處理。[思考]你聽說過水果電池嗎?怎樣可以制成水果電池?[提示]閱讀課本P159“制作西紅柿電池”。[閱讀課本]P160“太陽能電池”[思考]相信你的身邊也有太陽能電池,你知道它的組成嗎?[提示]太陽能電池又稱為光伏電池,是用半導(dǎo)體硅和金屬導(dǎo)體制成的。[思考]你了解太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化嗎?[提示]太陽能電池是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。[思考]你知道太陽能電池的具體應(yīng)用嗎?[提示]太陽能電池可用在計(jì)算器、玩具等上面。大量的太陽能電池聯(lián)成陣列,可以建成太陽能發(fā)電站,巨大的太陽能帆板是人造衛(wèi)星上的主要電源之一。[思考]與化學(xué)電池相比,太陽能電池有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)呢?[提示]太陽能取之不盡,沒有污染,因此太陽能電池是廉價(jià)而又干凈的電源,它的不足之處是易受到天氣的限制。[習(xí)題]電源是能夠持續(xù)供電的裝置。通常情況下,自帶直流電源的家用電器是 ()A.蒸汽電熨斗 B.筆記本電腦C.環(huán)保電冰箱 D.護(hù)眼臺(tái)燈[分析]蒸汽電熨斗在工作時(shí)必須接電源,沒有自帶直流電源;筆記本電腦中有電池,屬于自帶直流電源的家用電器;環(huán)保電冰箱在工作時(shí)必須接電源,沒有自帶直流電源;護(hù)眼臺(tái)燈在工作時(shí)必須接電源,沒有自帶直流電源。[答案]B[習(xí)題]1791年,意大利人伏打發(fā)明了最早的電池——伏打電堆,小明仿造了一個(gè)伏打電堆,并用電壓表測量其電壓,如圖所示。此電池的正極是(選填“鋅板”或“銀板”),需要節(jié)這樣的電堆串聯(lián)才能達(dá)到一節(jié)鉛蓄電池的電壓,伏打電堆是將能轉(zhuǎn)化為電能的電池。

[分析]從題圖中可看出,銀板接電壓表的正接線柱,故銀板為電源的正極。題圖中電壓表選用的量程為0~3V,對應(yīng)的分度值為0.1V,故電壓表示數(shù)為0.5V;一節(jié)鉛蓄電池的電壓為2V,故需要4節(jié)這樣的電堆串聯(lián)使用。據(jù)上面的信息可知,伏打電堆消耗化學(xué)能,產(chǎn)生電能,所以是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池。[答案]銀板4化學(xué)探究點(diǎn)2發(fā)電機(jī)[思考]我們家庭所用的電能一般來源于發(fā)電廠,你知道發(fā)電廠有哪些方式發(fā)電嗎?[提示]發(fā)電方式很多,有火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電等。[歸納提升]發(fā)電廠轉(zhuǎn)化能量的主要部件是發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。[閱讀課本]P160“火力發(fā)電”[思考]說出火力發(fā)電方式中的能量轉(zhuǎn)化是怎樣的?[提示]火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程:燃料的化學(xué)能→水和水蒸氣的內(nèi)能→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→電能。[思考]火力發(fā)電有哪些弊端呢?[提示]大量燃燒煤、石油等不可再生能源,同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳、含硫氣體和粉塵等,污染環(huán)境。[閱讀課本]P161“水力發(fā)電”[思考]說出水力發(fā)電方式中的能量轉(zhuǎn)化是怎樣的?[提示]水力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程:水的機(jī)械能→水輪機(jī)的機(jī)械能→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→電能。[思考]水力發(fā)電有哪些弊端呢?[提示]受到地理位置和自然條件變化的制約,同時(shí)對生態(tài)也有相當(dāng)大的影響。[閱讀課本]P161“核能發(fā)電”[思考]說出核能發(fā)電方式中的能量轉(zhuǎn)化是怎樣的?[提示]核能發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程:核能→水和蒸汽的內(nèi)能→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→電能。[思考]核能發(fā)電有哪些弊端呢?[提示]核廢料仍有很強(qiáng)的放射性,需裝入特別的容器深埋地下,否則會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生極大的污染。[思考]你還知道哪些新型的發(fā)電方式嗎?[提示]潮汐發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等。[習(xí)題]某智能百葉窗的葉片上貼有太陽能板,在光照時(shí)發(fā)電,給電動(dòng)機(jī)供電以調(diào)節(jié)百葉窗的開合。該過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是 ()A.電能→機(jī)械能→光能B.光能→機(jī)械能→電能C.光能→電能→機(jī)械能D.機(jī)械能→電能→光能[分析]太陽能板在光照時(shí)發(fā)電,即把太陽能轉(zhuǎn)化為電能;電能供給電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,調(diào)節(jié)百葉窗的開合;故該過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是光能→電能→機(jī)械能。[答案]C[習(xí)題]如圖為核電站發(fā)電流程圖。在核電站的發(fā)電過程中,從核能到電能,圖中所示的能量轉(zhuǎn)化順序正確的是 ()A.核能,化學(xué)能,機(jī)械能,電能B.核能,內(nèi)能,機(jī)械能,電能C.核能,機(jī)械能,內(nèi)能,電能D.核能,內(nèi)能,化學(xué)能,電能[分析]核能發(fā)電的能量傳遞和轉(zhuǎn)化過程是:核能→水和蒸汽的內(nèi)能→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→電能。[答案]B三、板書設(shè)計(jì)第一節(jié)電能的產(chǎn)生1.電源:電池和發(fā)電機(jī)2.電池(1)種類(2)能量轉(zhuǎn)化(3)對環(huán)境的影響3.發(fā)電機(jī)(1)