【核心素养目标】沪科版九年级物理 第十八章 第一节 电能的产生 教案

第十八章 电能从哪里来
第一节 电能的产生
一、教学目标
1.物理观念
（1）了解常见电池的结构性能、能量的转化过程。
（2）了解常见的几种发电方式中能量的转化过程及存在的缺点。
2.科学思维
通过观察实物知道干电池的电压是1.5V，蓄电池的电压是2V。
3.科学态度和责任
通过本节课的学习，了解各种电池和火力发电方式存在环境污染，提高学生的环境保护意识。
二、教学重难点
1.重点：常见电池的主要结构和能量转化，常见的发电方式。
2.难点：各种电池和发电方式的能量转化。
三、教学过程
（一）导入
夜晚明亮的街灯；电视机屏幕上的绚丽画面；智能手机的使用；电饭煲煮出香喷喷的米饭，这些都离不开电能。那么，电能从哪里来？
（二）新课教学
教学情境：我们已经知道，电源是提供电压的装置，而电压能形成电流，所以我们看到的明亮的街灯、电视机屏幕上绚丽的画面等都与电源有关，那你知道常见的电源有哪些？
总结：有干电池、蓄电池、发电机等。
1.电池
（1）电池的特点
教学情境：电池的作用是什么？它提供的是直流电还是交流电？
知识归纳：
①电池是一种把其他形式的能转化成电能的装置。
②电池提供的是直流电。
（2）直流电与交流电
教学情境：教师引导学生自学教材第157页“加油站”的内容，然后教师用示波器演示直流电、交流电的波形变化，请学生思考：直流电与交流电的特点各是什么？
知识归纳：
①直流电的特点是大小和方向不随时间的变化而变化。
②交流电的特点是大小和方向随时间做周期性变化。
说明：我国照明电路的电压是220V，它的周期是0.02s，频率是50Hz。
2.常见的几种电池
（1）化学电池
教学情境：干电池是生活中最常见的一种化学电池，教师出示干电池，并引导同学们思考下列问题：
①使用化学电池时能量是如何转化的？
②常见化学电池的形状有哪些？
③化学电池按材料不同有哪些分类？
知识归纳：
①把化学能转化为电能的装置简称为化学电池。
②生活中常用化学电池的形状有圆柱体、长方体、小的如纽扣形等。
③根据所用的材料不同，化学电池分为锌锰干电池、铅酸蓄电池、镍镉电池、锂电池、锌银电池等。
（2）原电池与蓄电池
教学情境：同学们常见的原电池和蓄电池有哪些？它们的电压各是多少？
知识归纳：
①大多数电池都是一次性的，称为原电池。一节原电池的电压都是1.5V，如常用的1号、2号、5号、7号干电池等。
②有些电池可反复充电使用的，称为蓄电池或二次电池。如铅酸蓄电池、锂电池等。
说明：蓄电池常作为汽车或电动自行车等用电器的电源，它需预先充电，把电能转化为化学能储存在电池内，使用时再把化学能转化为电能。
（3）废旧电池的处理
提问：我们使用后的化学电池应该如何处理呢？
分析：化学电池内含有汞、镉等重金属，随便丢弃会污染环境，要集中分类处理。
（4）水果电池
教学情境：你听说过水果电池吗？怎样制作一个水果电池呢？
学生展示课前准备的西红柿、灯泡、导线、铜片和锌片，阅读教材第159页“迷你实验室”的内容，分小组制作水果电池。
实验原理：西红柿里含有丰富的汁液，而这些汁液呈酸性，金属铜和锌受到酸的作用。锌片作为电池的负极，失去电子；铜片会得到电子，作为电池的正极。当电子由铜片通过导线流向锌片时，电路中就产生了电流，所以灯泡就亮了。
说明：酸性水果，如柠檬、酸橙、苹果、梨和菠萝等也可以用来做水果电池。
3.太阳能电池
教学情境：教师引导学生自学教材第160页太阳能电池的内容，了解太阳能电池的主要结构和能的转化情况。太阳能电池有哪些优缺点？
知识归纳：
（1）太阳能电池由半导体硅和金属导体制成。
（2）太阳能电池将光能转化为电能。
（3）太阳能污染少，但是利用效率低，易受到天气的影响。
4.发电机
教学情境：电池提供的电能是有限的，更充足、更强大的电流要通过发电机来获取。发电机发电需要外力带动，根据带动的方式不同，目前有哪几种常见的发电方式？它们的能量如何转化？各有哪些优缺点？
知识归纳：发电机是一种把其他形式的能转化为电能的装置。目前常见的发电形式有火力发电、水力发电和核能发电等。
类型 火力发电 水力发电 核能发电
能量转化 燃料的化学能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能 水的机械能→水轮机的机械能→发电机转子的机械能→电能 核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能
优点 燃料易得，设备简单，不受客观条件限制 没有环境污染 用料省，运输方便，污染小
不足之处 ①煤、石油等燃料是不可再生能源；②燃烧时污染环境 ①受资源的地理位置和自然条件变化的影响；②对生态有很大的影响 核废料有很强的放射性，会对环境产生极大的污染，需要特殊处理
四、布置作业与教学反思