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第十八章 電能從哪里來
第一節(jié) 電能的產(chǎn)生
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解常見電池、常用的幾種發(fā)電方式中的能量轉(zhuǎn)化。
2.了解常見電池的結(jié)構(gòu)、性能及注意事項(xiàng)。
3.增強(qiáng)環(huán)保意識。
【重點(diǎn)】
1.常見電池的主要結(jié)構(gòu)和能量轉(zhuǎn)化。
2.常見發(fā)電方式的介紹。
【難點(diǎn)】各種電池和發(fā)電方式的能量轉(zhuǎn)化。
新課導(dǎo)入
明亮的電燈燈光、電視機(jī)屏幕上的絢麗畫面、收音機(jī)中播放出的悠揚(yáng)音樂、電飯鍋煮出的香噴噴的米飯，這些都與電能有關(guān)。那么，電能從哪里來的呢？
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知識點(diǎn) 電池
1
直流電的大小和方向不隨時(shí)間變化。
示波器上顯示的直流電
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。
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)。
交流電的大小和方向隨時(shí)間做周期性變化，我國交流電的頻率是50Hz。
示波器上顯示的交流電
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1.化學(xué)電池
（1）根據(jù)材料分：鋅錳干電池、鉛酸蓄電池、鎳鉻電池、鋰電池、銀鋅電池等。
（2）根據(jù)可否反復(fù)充電分：原電池和蓄電池（或二次電池）。
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1號
2號
5號
7號
我國常用的1號、2號、5號、7號干電池都是原電池，它們的電壓都是1.5V。
由碳棒（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
二氧化錳
電解質(zhì)
鋅筒
鋅錳干電池
鋅錳干電池
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蓄電池
需預(yù)先充電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，使用時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。蓄電池屬于二次電池，可反復(fù)充電，使用蓄電池每節(jié)2V。
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蓄電池
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1.應(yīng)用：
主要在生活、通信、生產(chǎn)以及科學(xué)研究等方面，大多數(shù)干電池是一次性使用，但也有鎳鎘電池和鎳氫電池可以反復(fù)使用。
2.廢舊電池的處理：
廢舊干電池要集中分類處理，如果亂扔會(huì)造成環(huán)境污染。原因是干電池內(nèi)含有酸和汞、鎘等重金屬元素，排放到地下水中污染環(huán)境。一節(jié)1號電池爛在地里，能使一平方的土壤永遠(yuǎn)失去利用價(jià)值，一粒紐扣電池可使600噸水受到污染，相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量。
干電池的應(yīng)用和廢舊電池的處理
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2.太陽能電池
（1）定義：將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。
（2）制作材料：半導(dǎo)體硅和金屬導(dǎo)體制成太陽能電池（又稱光伏電池）。
當(dāng)太陽光照射到電池上時(shí)，在正、負(fù)兩極之間形成電壓。
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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。
太陽能電池板
（3）優(yōu)點(diǎn)：屬于可再生能源，取之不盡，沒有污染；
（4） 缺點(diǎn)：受天氣條件的限制。
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3.燃料電池
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。
它從外表上看有正負(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”。
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發(fā)電機(jī)是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。常見的發(fā)電機(jī)有火力發(fā)電機(jī)、水力發(fā)電機(jī)、核能發(fā)電機(jī)等。
知識點(diǎn) 發(fā)電機(jī)
2
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火力發(fā)電
1.能量轉(zhuǎn)化
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
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)備簡單不受客觀因素的影響。
（2）缺點(diǎn)：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。
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火力發(fā)電廠的汽輪機(jī)組
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火力發(fā)電站
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水力發(fā)電
1.能量轉(zhuǎn)化：
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)電的優(yōu)缺點(diǎn)
（1）優(yōu)點(diǎn)：是對自然資源的綜合利用，對環(huán)境沒有污染。
（2）缺點(diǎn)：其發(fā)展受地理位置和自然條件變化的影響。
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水力發(fā)電站
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核能發(fā)電
核能發(fā)電是在核反應(yīng)堆中利用鈾原子核裂變時(shí)放出的核能來發(fā)電的。
1.能量轉(zhuǎn)化：核能 水和水蒸氣的內(nèi)能 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能 電能
2.核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
（1）優(yōu)點(diǎn):用料省,運(yùn)輸方便,污染小。
（2）缺點(diǎn):原材料比較少,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
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核電站
電能的產(chǎn)生
電池
能量轉(zhuǎn)化
對環(huán)境的影響
種類：干電池、蓄電池、太陽電池、燃料電池
發(fā)電機(jī)
發(fā)電方式：火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電
能量轉(zhuǎn)化
對環(huán)境的影響
課堂小結(jié)
課堂訓(xùn)練
1.關(guān)于電池，下列說法中正確的是（ ）
A.各種化學(xué)電池的使用都是一次性的，不能多次充電使用
B.各種化學(xué)電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都相同
C.蓄電池可以反復(fù)多次使用
D.有的電池電壓與家庭電路的電壓相同
C
課堂訓(xùn)練
2.如圖為某種型號的紐扣電池的兩個(gè)面，下列對于該電池說法正確的是（　　）
A.右圖紐扣電池的上部為電源正極
B.該電池是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的裝置
C.從電源類型上看，該電池為直流電源
D.紐扣電池的正負(fù)極可以用導(dǎo)線直接連接起來
C
課堂訓(xùn)練
3.自然界中存在的很多形式的能量都可以很方便地轉(zhuǎn)化為電能。下列關(guān)于幾種能量轉(zhuǎn)化為電能的分析中，不正確的是（　　）
A.火力發(fā)電是把燃料的熱能轉(zhuǎn)化為電能
B.風(fēng)力發(fā)電是把流動(dòng)著的空氣的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C.水力發(fā)電是把流動(dòng)的水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
D.太陽能發(fā)電是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能
A
課堂訓(xùn)練
4.下列關(guān)于發(fā)電方式的說法中正確的是（　　）
A.火力發(fā)電是目前應(yīng)用最多，今后宜大力發(fā)展的一種發(fā)電方式
B.水力發(fā)電清潔環(huán)保，但受資源和地理位置的限制
C.核能發(fā)電用料省、易運(yùn)輸；但污染嚴(yán)重，應(yīng)禁止發(fā)展
D.風(fēng)力發(fā)電是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B
課堂訓(xùn)練
5.蓄電池是按可再充電設(shè)計(jì)的電池，通過可逆的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)再充電。通常是指鉛酸蓄電池，它屬于二次電池。它的工作原理：充電時(shí)利用外部的 使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，儲(chǔ)存為 能，比如生活中常用的電動(dòng)自行車電池等。
電能
化學(xué)
課堂訓(xùn)練
6.某實(shí)驗(yàn)小組開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，小紅同學(xué)制作的水果電池如圖所示。圖中的水果，扮演了“電源”的角色，它為發(fā)光二極管提供了 ，使自由電荷在電路中定向移動(dòng)形成電流。水果電池工作時(shí)將自身存貯的 轉(zhuǎn)化為電能。此時(shí)二極管能發(fā)光，說明水果電池的正極是 （選填“A”或“B”）。
電壓
化學(xué)能
B
課堂訓(xùn)練
7.如圖所示為某型號的太陽能充電寶，表面貼有太陽能電池板，
在陽光照射下為內(nèi)部鋰電池充電，此過程中的能量轉(zhuǎn)化為：太
陽能→ 能→ 能；該充電寶充滿電之后給手機(jī)充電，則充電寶在這個(gè)電路構(gòu)成中相當(dāng)于 。
8.在核電站發(fā)電過程中，關(guān)于核能的獲取途徑與能量轉(zhuǎn)化順序如下：核反應(yīng)堆→汽輪機(jī)→發(fā)電機(jī)→電。
（1）核電站的核心設(shè)備是 。
（2）下面是核能發(fā)電中能量轉(zhuǎn)化的過程，請將其補(bǔ)充完整。
核能→ → →電能。
電
化學(xué)
電源
核反應(yīng)堆
內(nèi)能
機(jī)械能

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