第十八章電能從哪里來(lái)第一節(jié)電能的產(chǎn)生了解常用電池的構(gòu)造、類型、性能及使用過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化情況。知道火力發(fā)電、水力發(fā)電及核能發(fā)電方式中的能量轉(zhuǎn)化。了解電池及各類能源的使用與環(huán)境之間的關(guān)系。123學(xué)習(xí)目標(biāo)2我們知道電路中可以用電池做為電源，那么你知道電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是如何構(gòu)成嗎？思考3一、電池1、定義：電池是一種把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。電池提供的是直流電。示波器上顯示的直流電直流電的大小和方向不隨時(shí)間變化。4供電系統(tǒng)給家庭電路提供的是交流電。它周期性變化的次數(shù)與時(shí)間之比稱為交流電的頻率(單位是Hz)。知識(shí)拓展交流電的大小和方向隨時(shí)間做周期性變化，我國(guó)交流電的頻率是50Hz。示波器上顯示的交流電52、種類：化學(xué)電池、太陽(yáng)能電池和燃料電池（1）化學(xué)電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。是生活中最常用的電池。常見的形狀有圓柱體、長(zhǎng)方體、小的如紐扣形等。6①根據(jù)所用的材料不同，化學(xué)電池分為鋅錳干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鋰電池、銀鋅電池等。鋅錳干電池鉛酸蓄電池鎳鎘電池銀鋅電池鋰電池7②一次電池和二次電池一次電池：又叫原電池，使用是一次性的，一節(jié)原電池的電壓都是1.5V；二次電池：又叫蓄電池，可反復(fù)充電使用。我國(guó)常用的1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、7號(hào)干電池都是原電池，它們的電壓都是1.5V。1號(hào)2號(hào)5號(hào)7號(hào)8碳棒（正極）、鋅筒（負(fù)極）及二氧化錳和電解質(zhì)等組成，它屬于一次性使用的原電池。碳棒（正極）二氧化錳電解質(zhì)鋅筒（負(fù)極）鋅錳干電池下面我們一塊觀察一下鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖9③蓄電池屬于二次電池可反復(fù)充電使用。需預(yù)先充電，把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在電池內(nèi)；使用時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。常見的鉛酸蓄電池的極板是鉛制的，電解質(zhì)溶液是硫酸。每節(jié)蓄電池電壓為2V，要獲得較高的電壓，可將幾個(gè)蓄電池串聯(lián)使用。如汽車上的蓄電池組是用6個(gè)蓄電池串聯(lián)的，電動(dòng)自行車的蓄電池組是由3個(gè)或4個(gè)蓄電池串聯(lián)而成的。汽車蓄電池10④化學(xué)電池的應(yīng)用化學(xué)電池在生活、通信、生產(chǎn)以及科學(xué)研究方面都有廣泛的應(yīng)用。廢舊干電池要集中分類處理，化學(xué)電池雖然使用方便，但現(xiàn)在多數(shù)化學(xué)電池內(nèi)含有汞、鎘、鋰等金屬元素，鉛酸蓄電池中更有鉛電極板和電解液，隨意丟棄會(huì)污染環(huán)境，破壞生態(tài)，所以廢棄電池要集中分類處理。⑤廢舊電池的處理111、器材：西紅柿、銅片、鋅片、導(dǎo)線、二極管。2、步驟:（1）將銅片和鋅片插入西紅柿中，（2）再將導(dǎo)線分別與二極管兩個(gè)接線腳相連。觀察二極管是否發(fā)光。制作西紅柿電池迷你實(shí)驗(yàn)室12（2）太陽(yáng)能電池①原理及能量轉(zhuǎn)化：太陽(yáng)能電池用半導(dǎo)體硅和金屬導(dǎo)體制成，當(dāng)太陽(yáng)光照射到電池上時(shí)，在正、負(fù)兩極之間形成電壓，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能。②應(yīng)用計(jì)算機(jī)中的太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能發(fā)電站人造衛(wèi)星上的太陽(yáng)能帆板13③優(yōu)點(diǎn)：清潔污染少，太陽(yáng)能資源豐富，并且屬于可再生能量。缺點(diǎn)：太陽(yáng)能比較分散，受天氣條件限制。（3）燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。從外表上看有正、負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。14電池提供的電能是有限的，要想獲得更充足、更強(qiáng)大的電能，就需要使用發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。目前常用的發(fā)電方式：火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電等。發(fā)電機(jī)：是把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。二、發(fā)電機(jī)151、火力發(fā)電（2）能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是：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→電能巨大的汽輪機(jī)葉輪（1）火力發(fā)電是通過(guò)煤、石油等燃料的燃燒來(lái)加熱鍋爐中的水，產(chǎn)生高溫、高壓水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。16（2）火力發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：原材料易獲得，設(shè)備簡(jiǎn)單不受客觀因素的影響。②缺點(diǎn)：火力發(fā)電要燃燒大量的煤、石油等燃料，這些都是一次性能源，是不可再生的；燃料燃燒還會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳、含硫的氣體和粉塵等，污染環(huán)境，降低了空氣質(zhì)量，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。172、水力發(fā)電（1）水力發(fā)電是在江河上筑壩建水庫(kù)，讓水庫(kù)中的水從可控制的閘門中奔瀉而出，沖擊水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。葛洲壩水利樞紐水的機(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（2）水力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是：18三峽大壩三峽大壩工程包括主體建筑物工程和導(dǎo)流工程兩部分，安裝了32臺(tái)單機(jī)容量為7×105kW的水輪發(fā)電機(jī)組，外加2臺(tái)5×104kW水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為2.25×107kW，堪稱世界第一大水電工程。（3）水力發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：是對(duì)自然資源的綜合利用，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。②缺點(diǎn)：其發(fā)展受地理位置和自然條件變化的影響。193、核電站（1）核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時(shí)放出的核能來(lái)加熱水，用水產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽作為動(dòng)力，推動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)電。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（2）核能發(fā)電的能量傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程是：20優(yōu)點(diǎn)：核能發(fā)電不僅節(jié)省了大量的煤、石油等能源，而且用料省，運(yùn)輸方便。（3）核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn):①核電廠安全生產(chǎn)系數(shù)要求高，投資成本大。②核電廠熱效率較低，故核電廠的熱污染較嚴(yán)重。③核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害,故必須慎重處理，且需面對(duì)相當(dāng)大的政治困擾。21我國(guó)秦山核電站秦山核電站是由我國(guó)自己設(shè)計(jì)。建造、調(diào)試和運(yùn)營(yíng)的中國(guó)第一座核電站。目前，我國(guó)已建成多座核電站。人們還在研究更多種利用資源發(fā)電的方法，如海浪發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，除了在地面建立太陽(yáng)能電站外，還擬建立太空發(fā)電站。22發(fā)電方式能量傳遞或轉(zhuǎn)化的過(guò)程

火力發(fā)電燃料的化學(xué)能→水和水蒸氣的內(nèi)能→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→電能水力發(fā)電水的機(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→電能核能發(fā)電核能→水和蒸汽的內(nèi)能→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→電能常用發(fā)電方式中的能量傳遞或轉(zhuǎn)化23化學(xué)電池太陽(yáng)能電池和燃料電池火力發(fā)電和水力發(fā)電核能發(fā)電4123課堂總結(jié)241、（多選）從所用資源的能量形式分析，下列各種發(fā)電方式與“水力發(fā)電”不同的是（）A．火力發(fā)電B．風(fēng)力發(fā)電C．核能發(fā)電D．地?zé)岚l(fā)電AC隨堂演練252、某市是全國(guó)生態(tài)文明示范城市，從物理與生態(tài)保護(hù)的角度來(lái)看，下列哪項(xiàng)措施符合建設(shè)生態(tài)文明城市的舉措（）A.大力發(fā)展火力發(fā)電 B.多燒煤少用天然氣C.多安裝景觀燈，使城市更美 D.大力開發(fā)風(fēng)能和太陽(yáng)能D263、如圖示為太陽(yáng)能飛機(jī)，它的動(dòng)力裝置由太陽(yáng)能電池板、電動(dòng)機(jī)等組成。機(jī)翼上的太陽(yáng)能電池板面積較大是為了獲得更多的(

)能，并將其轉(zhuǎn)化為(

)能，使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的原理是()。通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用太陽(yáng)電274、如圖所示，是一種利用健身球設(shè)計(jì)的充電器，當(dāng)人們?cè)谵D(zhuǎn)動(dòng)球的時(shí)候就可以給電池充電，這時(shí)健身球里面的裝置相當(dāng)于________（選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電