第二节 科学探究：怎样产生感应电流 教案
一、教学目标：
1. 通过实验探究，知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
2. 通过实验探究，知道感应电流的方向与哪些因素有关。
3. 经历科学探究的交流与合作过程，培养学生的交流与合作意识和能力。
二、教学重难点：
重点：1. 感应电流产生的条件。
2.感应电流方向与哪些因素有关。
难点：感应电流探究实验的完成是本节课的难点。
三、课时安排：一课时
四、教学准备：演示器材：U形磁铁、闭合线圈、开关、灵敏电流计、支架、手摇发电机模型；分组器材：U形磁铁、闭合线圈、开关、灵敏电流计、支架。
五、教学设计：
引言：通过上一节课的学习，我们已经知道，通过发电机可以把其它形式的能转化为电能，同学们，你知道发电机是怎样产生电流的吗？这节课我们就来探究发电机的产生电流的过程。
教学内容 教师活动 学生活动 备注
探究感应电流产生的条件 提出问题：我们已经知道，奥斯特实验证明了通电导体周围可以产生磁场，那么反过来在磁场中能否产生电流呢？制定计划与设计实验引导学生进行计划的制定与实验的设计，教师进行提问并让其它学生讨论，设计实验表格。方法的可行与优劣。如何选择实验器材？2.怎样证明电流的存在？3.实验中分几步进行？（将一根导体的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关组成串联闭合电路。将导体放在U形磁铁的磁场中。）进行实验与收集证据观察学生实验过程，进行巡视，并对学生实验中出现的问题及时指导。交流与合作教师组织学生进行互相交流，并就实验探究中发现的问题进行讨论。如果导体的运动方向与磁感线的夹角是锐角，导体中也能产生电流吗？如果导体不动，移动U形磁铁，导体中也能产生电流吗？导体在磁场中产生的电流在大小至少与哪个因素有关？电磁感应现象过程中能量是如何转化的？ 猜想、假设讨论、交流、回答做实验并记录实验表格讨论、交流、回答 本堂课要求学生积极参与，教师要调动学生的积极性，让学生积极讨论、交流、回答。
二、电磁感应现象 归纳结论，形成概念。教师板书（1.电磁感应现象：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象称为电磁感应现象。电磁感应中产生的电流称为感应电流。2.感应电流的方向与磁感线的方向和导体运动方向有关。）1.发电机的工作原理是什么？2.发电机在工作过程中能量是如何转化的？3.电磁感应现象还就应用在哪些地方？（教师演示发电机模型并提问） 识记观察、思考、回答
三、练习巩固 课堂练习1.经过十年的不懈努力，于1831年发现电磁感应现象的科学家是（ ）A.牛顿B.欧姆C.法拉第D.奥斯特2.电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用，请列举其中利用电磁感应原理工作的器具：1 2 .关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（ ）A.闭合电路的一部分导体在磁场中运动，一定产生感应电流B.导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流C.发电机是利用电磁感应现象制成的D.电磁铁是利用电磁感应原理制成的在电磁感应现象中，产生的感应电流方向A.只跟导体运动方向有关B.只跟磁感线方向有关C.跟导体运动方向和磁感线方向有关D. 跟导体运动方向和磁感线方向无关 完成练习
四、学生小结 引导学生对本节进行总结，归纳知识。 小结本节
五、课外作业 上网或查阅有关资料了解有关电磁感应现象的知识。 课外调查
六、板书设计：
第1节 科学探究：怎样产生感应电流
一、感应电流产生的条件：
二、电磁感应现象：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象。
三、感应电流方向与磁感线方向和导体运动方向有关。
四、电磁感应现象中能量转化：机械能转化为电能
五、电磁感应现象的应用：发电机、变压器、话筒
七、教学反思
八、教学参考
法拉第电磁感应实验.如前所述，在物理学的发展史上，曾有相当长的时期一直未找到电与磁的联系，把电与磁现象作为两个并行的课题分别进行研究。直至1820年7月奥斯特发现了电流的磁效应后，才不再把电与磁的研究看作相互孤立的，而是作为一个整体看待。奥斯特的论文发表后，在欧洲科学中引起了强烈的反响，投入了大量的人力、物力对电磁现象进行研究。既然电与磁有密切关系，电能产生磁，那么很自然地会想到它的逆效应；“磁能产生电”吗？为此科学家们开始进行了长期的实验探索。自1820年至1831年的十多年间中，当时许多著名的科学家，如安培、菲涅耳、阿拉果、德拉里夫等一大批科学家都投身于探索磁与电的关系之中，他们用很强的各种磁场试图产生电流，但均无结果，究其原因是抱住稳态条件不放，而没有考虑瞬时效应，因此十余年中研究进展不大。在这其间，法拉第(M.Faraday，英，1791－1867)受命于他的老师戴维(H．Davy)也开始转向电磁学方面的研究。他仔细分析了电流的磁效应等现象，认为电流与磁的作用应分几个方面：那就是电流对磁、电流对电流，磁对电流等。现在已经发现了电流产生磁的作用，电流对电流的作用，那么反过来，磁也应该能产生电。法拉第认为既然磁铁可以使近旁的铁块感应带磁，静电荷可以使近旁的导体感应出电荷，那么电流也应当可以在近旁的线圈中感应出电流。他本着这种信念，在发现电磁感应现象之前六年的日记中就写下了他的光辉思想：“磁能转化为电”。并使用了“感应”(Induction)这个词，可见他对于电磁感应的存在是坚信不疑的。但如何从实验中去发现这种感应现象，却非易事。起初，法拉第也简单地认为用强磁铁靠近导线，导线中就会产生稳定的电流，或者在一根导线里通以强大的电流，那在邻近的导线中也会产生稳定的电流，他作了大量的试验，但均以“毫无结果”而告终。 法拉第经过十年的试验、失败、再试验、再失败，于1831年夏又重新回到磁产生电流这一课题上来，终于取得了突破性的进展。1831年8月29日法拉第发现了电磁感应的第一个效应，即以一个电流产生另一个电流。关于这一实验，法拉第的日记中作了详细记载，现摘录如下：1)磁产生电的若干实验，等等，等等。2)用软铁作材料制备一7/8英寸粗的圆铁棒，将它弯成一个外径为6英寸的圆环。在圆环的半边，用三股纱包铜线缠绕，每股24英寸长，每绕一股后用白布包裹隔开。使用时，既可以将三股铜线连成一股，也可分成三股单独使用。然后检查各股铜线相互间是否绝缘。我们称铁环的这半边为A，(见图)，与这一边隔开一段空隙的另一边用铜线绕了两股线圈，总长为60英寸，绕向与A边线圈相同我们称之为B。3)用由10对4英寸见方的金属片组成电池供电。用一根较长的铜导线将B边线圈的两端连接起来，铜线的一段置于离铁环3英尺远处的一个小磁针的上方，将电池与A边线圈中的一股接通；接通时，小磁针立即产生一明显的效应。小磁针来回摆动，最终稳定在原来的位置上。当切断A边与电池的连按时，小磁针又出现来回摆动。4)若将A边上三股铜线接成一单股线圈，然后让来自电池的电流通过总的线圈，这时小磁针产生的效应比上述情况强很多。5)不过，小磁针上的效应只是导线直接接通电池时可能产生的效应的一个非常小的部分。6)将简单的B边线圈改装一下，作成一个扁平的线框，线框沿磁子午线平面放在小磁针S极的西边，当有电流通过时，便显示出最好的效应。实验时，线框与小磁针距铁环约三英尺，铁环与电池相距一英尺。7)当上述准备都就绪后，将电池与A边线圈的两边接通，在接通的瞬间，线框强烈地吸引小磁针，在几次振动之后便又回到它原来的自然位置，而处于静止状态，接着当切断电池的联机时，小磁针被强烈地排斥，几次振动后，又回到与前相同的位置，处于静止状态。8)在此，效应是明显的，但是瞬时的，然而，在切断与电池的连接时，效应的再现说明有一个平衡位置，它必须是能明显地回到那个位置。9)开始接通电池时，小磁针极的方向指向线框．好象B边线圈是A边线圈的一部分，即两者中的电流具有相同的方向；而当切断电池的连接时，由小磁针的运动方向判断此瞬间A、B两者中的电流方向相反。10)用一根7/8英寸粗、4英寸长的短铁柱，用4段14英尺长的导线缠绕，将四股导线接成一股，以代替上述扁平线框。小磁针象以前一样受到作用，然而看起来铁芯并不有助于磁力的产生，因为现在的作用不比刚才不用铁芯的线框时的作用来得更大。现在的作用与以前一样，也是瞬时的，可逆转的。……这就是法拉第第一次成功地观察到电磁感应现象的生动记录。从法拉第日记中可以看到，电磁感应(由磁产生电)的发现是他意料之中的事，使他感到意外的是电磁感应竟是一种短暂效应，而奥斯待发现的电流磁效应却是一种稳定效应，在他的思想中，电磁感应似乎也应当是一种稳定效应，所以在发现电磁感应是短暂效应后，他在日记中就突出地记录了这一点。法拉第在圆环实验的基础上，进一步提出了两个极有见地的问题：第一，圆铁环能不能不要，没有它能否仍有感应效应？第二，不用A边线圈，而用磁铁相对于B边线圈运动，B边线圈内是否仍有感应效应产生？法拉第带着这些问题在以后的十天中又连续地做了许多实验。其中有一个是这样的：法拉第“把长为203码(约为186米)的用纱布包起来的铜导线绕在很宽的木线筒上，再在原绕组线圈上绝缘地绕上同样长度的纱包铜线，将一个绕组与电流计连接，另一个绕组与100对金属板组成的电池组连接。发现当电健接通和断开的曝间，电流计指针摆动……；电镀合上后，发现导线灼热，但电流计指针不偏转”。 9月24日，法拉第在两条磁棒的N、S极中间放上一绕有线圈的圆铁棒，线圈与一电流计连接，他发现当圆铁棒脱离或接近两极的瞬间，电流计的指针就会偏转。10月17日法拉第又发现另一种形式的电磁感应现象。他用一线圈与电流计相连接，然后将一永久磁铁迅速插入与拔出线圈．发现电流计指针也会偏转。l0月28日法拉第还进行了最早的发电机实验。他把直径为12英寸，厚为1/5英寸的铜盘装在水平的黄铜轴上，又将两条长为6－7英寸，宽约1英寸，厚约1/2英寸的小磁铁相对放置在铜盘边缘，见图所示，他用另一电流计的两个接线柱上引出两个碳刷(图中未画出)。实验时让铜盘飞快旋转，同时把两个电刷分别接触于铜盘的不同位置，以确定产生感应电流的最佳位置，经过反复试验，他发现由盘心O到磁极所对的铜盘边缘可以产生最大的感应电流，这台实验装置实际上是一台直流发电机——人类历史上第一台发电机。法拉第前后一共做了类似的几十个实验，最终认识到感应现象的瞬时性，提出只有在变化时，静止导线中电流才能在另一根静止导线中感应出电流；而导线中的稳恒电统不可能在另一根静止导线中感应出电流的。1831年11月24日，法拉第写了一篇论文，向英国皇家学会报告了整个实验情况，他把可以产生感应电流的情形概括为五类：(1)变化着的电流；(2)变化着的磁场；(3)运动的稳恒电流；(4)运动的磁铁；(5)在磁场中运动的导体。他正确地指出感应电流与原电流的变化有关，而与原电流本身无关。法拉第把上述现象正式定名为“电磁感应”。至此，法拉第作出了划时代的发现——电磁感应现象。但电磁感应的规律，一直到1851年才最后建立。当时在磁产生电方面进行探索的并不只是法拉第一个人，在瑞士、美国和俄国都有人在进行这方面的研究。瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中获得电流，他用一个线圈与一检流计连成一闭合回路，为了使磁铁不致于影响检流计中的小磁针，特意将检流计放在隔壁的房间里。科拉顿在一边用磁铁棒在线圈中不断地插入与拔出，然后又跑到另一房间里去现察检流计，但每次都得到零结果，最终没有能发现电磁感应现象。远在美国的物理学家亨利(J．Henry，1797－1878)于1827年也进行了电磁感应的实验。他用纱包铜线在一铁芯上绕了两层，然后在铜线中通电，发现铁芯上仅仅三公斤的铁片居然吸起了三百公斤重的物体。亨利以此为开端，终于发现了自感现象，他把这个实验发现总结在《螺旋状长导线内的电气自感》一文中，因此，从时间上说亨利先于法拉第独立地发现了电磁感应现象，但他没有公开发表这一结果，为此他十分后侮与沮丧。1832年，俄国物理学家楞次(H，F．E．Lenz，1804－1865)受到法拉第的启发；也开始了一系列的电磁实验，并取得了成果。1833年楞次发表了《论动电感应引起的电流的方向》，宣布了关于电磁感应现象的基本规律，指出感应电流的方向是使它所产生的磁场与引起感应的原磁场的变化方向相反，这就是楞次定律。 由此可见，在法拉第同时代，有不少物理学家对电磁感应现象作了多方面的研究，也取得了不少成功，但就其规模、时间与深入的程度、取得的成果而言，都不及法拉第，因此人们把发现电磁感应定律的主要功绩归功于法拉第是恰当的，把电磁感应定律称为法拉第电磁感应定律的道理也在于此。 电磁感应规律的发现，对人类社会有着划时代的贡献。由于电磁感应规律的发现，使人类得到了打开电能宝库的金钥匙，使后来发明发电机、电动机、变压器，以及交流电的利用等等成为可能。由于电磁感应现象的发现，把机械能变为电能，使现代社会能得到廉价的电能。今天，人类社会进入电气时代，与电感感应的发现是分不开的。
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第1页 共4页第三节 电从发电厂输送到家里 教案
一、教学目标：
1.知道交流发电机的简单结构、工作原理，知道产生的是交流电。
2.知道采用高电压输电的目的。
3.了解电弧触电和跨步电压触电，提高学生的安全防范意识。
二、教学重难点：
重点：1.交流发电机的结构及原理。
2.采用高压输电的目的。
难点：交流发电机的工作原理。
三、课时安排：一课时
四、教学准备：
交流发电机挂图、闭合线圈、交流发电机模型、电弧发生器、高压输电实验器。
五、教学设计：
引言：前面我们学习了电磁感应现象，通过发电机我们可以大量地生产电能。比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能当然要输到用电的地方去，今天，我们就来学习发电机的工作原理和输送电能的有关知识。
教学内容 教师活动 学生活动 备注
一、发电机工作原理 一.发电机是根据什么原理制成的？二.引导学生观察课本插图了解交流发电机的构造和工作原理。1.交流发电机的主要构造有哪些？2.线圈何时切割磁感线？3.线圈中的电流方向何时改变？4.线圈转动一周线圈中的电流方向改变几次？三、教师展示交流发电机的活动挂图并通过闭合线圈来演示交流发电机的工作过程，让学生进一步体会和理解交流发电机的工作原理。 交流、合作、回答观察、讨论、交流 本堂课要求学生积极参与，教师要调动学生的积极性，让学生积极讨论、交流、回答。
二、电能的输送 四、发电站发出的电能通过怎样的途径输送到用电单位？五、为什么要采用高压输送电能？教师演示高压电能输送器，让学生观察并领会高压输送电能的原因。 交流、合作、回答观察、讨论、交流
三、高压触电及防护 六、用电器为会么不能直接使用高压呢？七、什么叫电弧触电？八、什么叫跨步电压触电？九、安全用电的原则是什么？教师演示电弧发生器和跨步电压演示器，让学生领会这两种触电方式的原因。 交流、合作、回答观察、讨论、交流
四、练习巩固 十、课堂练习1.发电机是根据 原理制成的。工作时将 能转化为 能。2.手摇发电机的线圈转一圈，线圈中的电流方向改变了 次，由此可见，它产生的是 流电。3.远距离输电应采用 ，因为这样可以减小电能在 上的损失。4.高压输电线都架得很高，原因是（ ）A.防止高压电弧触电B.防止跨步电压触电C.防止阻碍交通D.减小电能损失 完成练习
五、学生小结 引导学生对本节进行总结，归纳知识。 小结本节
六、课外作业 上网或查阅有关资料了解电能输送及发电机的知识。 课外调查
七、板书设计：
第1节 电从发电厂输送到家里
一、交流发电机的构造及工作原理
二、电能的输送：1.电能输送的途径：发电厂→升压变压器→高压线路→降压变压器→用电单位2.高压输送以减小电能的损失。
三、高压触电方式：电弧触电和跨步电压触电
八、教学反思
九、教学参考
1.电能的优越性. 我们生活在电的时代，电能的应用非常广泛。设想一座城市完全断了电，简直不堪设想，大大小小的工厂停产，机器停止运转，炼钢炉不能炼钢，电车不能开动，广播电机停播、自来水供应中断，楼房电梯停开，电灯不亮，入夜一片漆黑……电，它在工业、农业、交通运输、国防建设、科学研究以及日常生活中用得越来越多，电能的生产和使用的规模，已经成为社会经济发展的重要标志。
电能为什么应用这样广泛，它有什么优越性呢？
电能的来源比较广泛，自然界存在的各种形式的能如此学能、水能、风能、太阳能、核能都可以较为方便地转化为电能电池和发电机就是实现这种转化的装置。在水电站里，水能通过水轮发电机转化为电能。在火电站里，燃料的化学能通过汽轮发电机转化为电能。除了水电站和火电站，还有风力发电、地热发电、太阳能发电、核能发电等。
我国主要是利用火力和水力来发电的。到1993年，我国有30万千瓦以上的水电站、火电站共正1020座（其中水电站235座、火电站785座）。我国的社会主义现代化建设，对电的需要量日益增加。在主要煤炭产区和沿海地区，要建设一批火电站。在黄河上游和长江中上游干交流，要建设一批大型水电站（规模巨大的长江三峡水力工程正在进行）。还建设了核电站。
电能便于输送，用电线就可以把电能输送到千百里以外的地方。输送电能比输送煤、石油等燃料要方便得多。而且电能的输送损失较小。我国幅员广大，不同区域组成大的电网供电，110千伏以上的输电网络的线路长达18万千米。
电能使用起来非常方便．它能够方便地转化为其它形式的能，来满足多方面的需要，电能可以通过电动机转化为机械能，通过电热器转化为内能，通过电光源转化为光能。各种各样的用电器就是实现这种转化的装置。用电器的效率比较高。电动机的效率达90％以上，在管理科操纵方面比较简单，污染少，工作场所容易保持干净，有利于保护环境。
2.太阳能空间电力站。在太阳能利用中，发展前景最为诱人要算在宇宙空间建立太阳能电力站的宏伟计划了。众所周知，太阳光经过大气层到达地球表面时，已经大大减弱。而到达地面的阳光，又有三分之一被反射回空间。因此，在大气层以上接收的太阳能要比在地球上接收的多4倍以上。在这种情况下，人们就萌发了一个大胆的设想：要把太阳能发电站搬到宇宙空间去，以便得到更多的太阳能。而且这样还能避免太阳能电站接收太阳光时断时续的缺点。要达到这一目的，就必须研制一种太阳能动力卫星，并把它发送到距地面3.5万公里的高空，而且与地球同步的轨道上（在这一轨道上，卫星绕地球飞行一圈的时间，正好与地球自转一周的时间相同），这样就可以用它把太阳能直接引到地球上。在动力卫星上装有巨大的太阳能电池板，能把太阳能直接转换成电能，然后再将电能转换成微波束发回地面。地面接收站通过巨型天线，可将动力卫星送回地面的微波能重新转换成电能。当然，就目前来说实现大型太阳能空间电力站计划还存在一定的技术难关。比如，一个发电能力为1000万瓦的空间电力站，它上面的太阳能电池板面积已达64平方公里，而把微波能发送到地面的列阵天线，其占用面积约达两平方公里。此外，巨大的动力卫星需要分成部件运送到太空进行组装，卫星安装后，还需要定期进行保养和检修，这说需要一咱像航天飞机一样能往返于地球和太空的运输工具。现在，担负运输任务的航天飞机已奔忙于太空和地球之间，随着航天技术的飞速发展，以及太阳能利用水平的不断提高。科学们满怀信心地预言，到本世纪末有可能通过航天飞机将第一个大型动力卫星送入轨道，为人类利用太阳能揭开新的篇章。
3.太阳能气流电站。利用太阳能发电的方式很多，其中最为新奇的是太阳能气流发电，由于这种电站有一个高大的“烟囱”，所以也被称作太阳能烟囱电站。太阳能电站既不烧煤，也不用油，所以确切点说应称其为太阳能气流电站。太阳能气流电站的中央，竖立着一个用波纹薄钢板卷制成的大“烟囱”，在“烟囱”的周围，是巨大的环形曲面半透明塑料大棚，在烟囱底部装有气轮发电机，当大棚内的空气经太阳曝晒后，其温度比棚外空气高约20℃。由于空气具有热升冷降的特点，再加上大“烟囱”向外排风的作用，就使热空气通过“烟囱”快速地排出去，从而驱动设在烟囱底部的汽轮发电机发电。由于太阳能气流电站占地较大，所以今后的气流电站将要建在阳光充足、地面开阔的沙漠地区，另外，塑料大棚内的地方很大，温度又较高，可利用起来作暖房，种植蔬菜和栽培早熟的农作物。太阳能气流电站的建造成功，使人类利用太阳能的技术得到进一步提高，并为利用和改造沙漠创造了良好的条件。
4.海底核电站。海底核电站是人们随着海洋石油开采不断向深海海底发展而提出的一项大胆设想。实际上，本世纪70年代初期，独特新颖的海底核电站的蓝图已经绘制出来。此后，世界上不少国家都在积极地进行研究和实验，提出了各种设计方案。在勘探和开采深海底的石油和天然气时，需要陆地上的发电站向海洋采油平台远距离供电，为此，就要通过很长的海底电缆将电输送出去。这不仅技术上要求很高，而且要花费大量的资金，如果在采油平台的海底附近建造海底核电站，就可轻而易举地将富足的电力送往采油平台，而且还可以为其他远洋作业设施提供廉价的电源。海底核电站在原理上和陆地上的核电站基本相同，都是利用核燃料在裂变过程中产生的热量将冷却的水加热。使它变成高压蒸汽，再去推动汽轮发电机组发电。但是，海底核电站的工作条件要比陆地上的核电站苛刻得多。首先，海底核电站的所有零部件要能承受几百米深的海水所施加的巨大压力，二是要求所有设备密封性好，达到滴水不漏的程度，三是各种设备和零部件都要具有较好耐海水腐蚀和性能。因此，海底核电站所用的反应堆都是安装在耐压的堆舱里，汽轮发电机则密封在耐压舱内，而堆舱和耐压舱都固定在一个大的平台上。
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第3页 共3页第一节 电能的产生 教案
一、教学目标：
1.了解常见电池的结构、性能及使用注意事项，在生活中能根据需要选择合适的电池。
2.了解目前常用的几种发电方式中能量的转化过程、开发利用的可持续发展情况。
3.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：
重点：
（1）常见干电池、蓄电池、太阳电池和燃料电池的能量转化特征和对环境的影响；
（2）各种发电方式中有关能量转化过程、影响可持续发展的因素，以及是否存在环境污染隐患等内容。
难点：常见干电池的的结构及性能。
三、课时安排：一课时
四、教学准备：各种类型的电池实物、模型及其挂图、水果电池器材（西红柿、铜片、锌片、耳机和导线）、示波器
五、教学设计：
引言：同学们，当你看到夜晚明亮的街灯、电视机屏幕上绚丽的画面、收音机中播放出悠扬的音乐、电饭锅煮出香喷喷的米饭，是否想到这些现象都与电有关，那么你知道电能是从哪里来的呢？
教学内容 教师活动 学生活动 备注
电源 1.提出问题：我们已经知道，电源提供电压，而电压形成电流，你知道常见的电源有哪些吗？ 回答：干电池、蓄电池、发电机等。讨论、交流、回答 本堂课要求学生积极参与，教师要调动学生的积极性，让学生积极讨论、交流、回答，所有板书由学生完成
电池 你见过的干电池有哪些？请列举出来。并说出它们的用途。教师结合学生回答出示各种电池的模型、实物及挂图，并进行讲评。请说出干电池、蓄电池、太阳电池及燃料电池在使用过程中的能量转化。你听说过水果电池吗？怎样可以制成水果电池，请同学们利用桌上的器材做一做。电池给人们生活带来了方便，在使用时应注意什么问题？直流电与交流电有什么区别？教师通过示波器演示交流电与直流电波形情况。 讨论、交流、回答学生观看挂图，回答问题，讨论、交流、回答讨论、交流、回答动手、动脑、交流讨论、交流、回答讨论、交流、回答
三、发电机 目前常用的发电方式有哪些？请说出常用发电方式中的能量转化是怎样的？从对环境的影响来看，分析常用发电方式的利与弊。请列出你所知道的新型发电方式。 讨论、交流、回答讨论、交流、回答讨论、交流、回答讨论、交流、回答
课堂练习 1.下列电池：（1）锌锰电池（2）镍镉电池（3）锂电池（4）银锌电池，其中属于干电池的是 。2.目前常见的发电方式中有火力发电、水力发电和核能发电等，请从中选出一种，分析其能量转化过程，完成下列空白。发电方式 能量转化过程： 能转化为 能转化为 能转化为 能。（只填能量的形式）3.目前常用的发电方式有 、 、 等，正在研究的发电方法有 、 、 、 。 做练习题
学生小结 引导学生对本节进行总结，归纳知识。 小结本节
课外作业 上网或查阅有关资料了解新型电池和发电方式。 课外调查
六、板书设计：
第1节 电能的产生
1、 电源包括：电池和发电机
2、 电池：（一）种类：（1）干电池：锌锰电池、镍镉电池、锂电池、银锌电池等。（2）蓄电池（3）太阳电池（4）燃料电池（二）能量转化（三）对环境的影响：
三、发电机
（一）发电方式：火力发电、水力发电、核能发电
（二）能量转化：
（三）对环境的影响：
（四）新型发电方式：
七、教学反思：
八、教学参考
1. 常见的电池有哪些？（1）干电池carbon-zincdry batteries （2）碱锰电池alkaline （3）一次性电池manganese batteries) primary batteries （4）锂电池lithium batteries （5）铅酸电池lead batteries （6）化学电池（7）二次电池（8）镍镉电池(Ni-Cd ) chemical batteries (secondary batteries （9）镍氢电池Ni-MH （10）锂离子电池Li-ion 其它还有：燃料电池fuel cell ，物理电池physical energy ，太阳电池solar cellbatteries.
2. 电池对环境有什么影响？现今几乎所有电池均不含汞，但重金属仍然是汞电池，可充电镍镉电池，铅酸电池的必要组成部分。如果处置不当，且数量较多的话，这些重金属将对环境产生有害的影响。目前，国际上已有专门机构回收氧化锰镍镉和铅酸电池。例如非盈利机构RBRC公司http://www.rbrc.com 。
3. 什么是电池的爆炸？预防电池爆炸？电池内的任何部分的固态物质瞬间排出，被推至离电池25cm以上的距离，称为爆炸。判别电池爆炸与否，采用下述条件实验。将一网罩住实验电池，电池居于正中，距网罩任何一边为25cm。网的密度为6-7根/cm，网线采用直径为0.25mm的软铝线，如果实验无固体部分通过网罩，证明该电池未发生爆炸。大家不要一听到电池会爆炸,就对锂电池产生恐惧感.其实只要你使用的产品(包括电池和充电器)是合格的产品,就不会存在这样的问题.合格的产品出厂之前都经过了严格的测试,且电池和充电器内都有冲放电保护装置,所以即使电池或充电器其中有一个失去了保护性能,另外一个还同样可以保护您的电池不会过充,也就不会发生充电爆炸的现象.即使电池和充电器的保护装置都失效,如果您注意到电池很发烫,立即停止充电并送专业人员检查,也会避免这种现象发生.迪格浦电池出厂前都要经过充放电试验、跌落试验、震动试验、高低温循环等环境试验，确保产品在不同的环境，受到不同的环境影响都能够性能稳定。更不会发生爆炸的现象。
4. 识记忆效应。电池记忆效应是指电池的可逆失效，即电池失效后可重新回复的性能。记忆效应是指电池长时间经受特定的工作循环后，自动保持这一特定的倾向。这个最早定义在镍镉电池。镍镉的袋式电池不存在记忆效应，而烧结式电池有记忆效应。而现在的镍金属氢(俗称镍氢)电池不受这个记忆效应定义的约束。因为现代镍镉电池工艺的改进，上述的记忆效应已经大幅度的降低，而另外一种现象替换了这个定义，就是镍基电池的“晶格化”。通常情况镍镉电池受这两种效应的综合影响，而镍氢电池则只受“晶格化”记忆效应的影响，而且影响较镍镉电池的为小。 在实际应用中，消除记忆效应的方法有严格的规范和一个操作流程。操作不当会适得其反。 对于镍镉电池，正常的维护是定期深放电:平均每使用一个月(或30次循环)进行一次深放电(放电到1.0V/每节，英文称之为exercise)，平常使用时尽量用光电池或用到关机等手段可以缓解记忆效应的形成，但这个不是exercise，因为仪器(如手机)是不会用到1.0V/每节才关机的，必须要专门的设备或线路来完成这项工作，幸好许多镍氢电池的充电器都带有这个功能。 对于长期没有进行exercise的镍镉电池，会因为记忆效应的累计，无法用exercise进行容量回复，这时则需要更深的放电，老外称(recondition)，这是一种用很小的电流长时间对电池放电到0.4V每节的一个过程，需要专业的设备进行。对于镍氢电池，exercise进行的频率大概每三个月一次即可有效的缓解记忆效应。因为镍氢电池的循环寿命远远低于镍镉电池，几乎用不到recondition这个方法。 (1)建议1:每次充电以前对电池放电是没有必要，而且是有害的，因为电池的使用寿命无谓的减短了。 (2)建议2:用一个电阻接电池的正负极进行放电是不可取的，电流没法控制，容易过放到0V，甚至导致串联电池组的电池极性反转。
5. 电池容量越高越好吗 ？不同型号(特别是不同体积)的电池,他的容量越高,提供使用的时间越长.抛开体积和重量的因素，当然容量越高越好。但是同样的电池型号,标称容量(比如600mAh)也相同,实际测的初始容量不同:比如一个为660mAh，另一个是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好吗。实际情况可能是容量高的是因为电极材料中多了增加初始容量的东西，而减少了电极稳定用的东西，其结果就是循环使用几十次以后，容量高的电池迅速容量衰竭，而容量低的电池却依然坚挺。许多国内的电芯厂家往往以这个方式来获得高容量的电池。而用户使用半年以后待机时间却是差得一塌糊涂。民用的那些AA镍氢电池(就是五号电池),一般是1400mAh，却也有标超高容量的(1600mAh)，道理也是一样。提高容量的代价就是牺牲循环寿命,厂家不在电池材料的改性上下文章,是不可能真正“提高”电池容量的。
6. 给电池充电是否要先放掉剩余的电 [一般情况下，我们使用的电池有：锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池和小型密封铅蓄电池。其中只有镍镉电池需要在充电前先行放电。这是因为镍镉电池存在记忆效应，通常我们所使用镍镉电池不会把电用净，如果我们长期对还有50%残存电量的电池进行充电，就会使电池极板深处的活性物质钝化，电池就会记住这些电量。这样，当电池耗至还有50%的电量时，极板深处的充电物质便不能转化为电能释放出来，这是电压就会突然下降，当然电器也就无福消受这些电量了。我们把这种现象叫做记忆效应。因此，镍镉电池在充电前应先放电，以防止记忆效应。不过放电不应放净，一般放到略小于1伏即可。]
交流电与直流电大战。19世纪末，在爱迪生（1847－1931）的推动下，直流电已经有了相当广泛的应用。不过在实用中，直流电存在很大缺点：不仅花费大量的铜线，而且不能作远距离输电，每平方英里地区，需要一个单独的发电机供电，很不经济。出生于克罗地亚的发明家特斯拉（1856－1943）考虑采用交流电来代替直流电。交流电系统使用高电压、小电波供电，然后利用变压器调节电流、电压，来适合用户需要。它的突出优点是可以用细导线实现远距离送电。但是，这种既经济以科学的方案一提出，立即遭到爱迪生的强烈反对。出于竞争的需要，爱迪生声称采用交流电比用直流电危险得多。为了证明交流电的安全性，特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”。它是由一个感应圈、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成。这种装置可以产生频率很高的高压电流，不过这种高压电的电流很小，对人体还会产生显著的生理效应。特斯拉在一次记者招待会上，让交流电从“特斯拉线圈”通过自己的身体，点亮了电灯，甚至还熔化了电线。在场的记者个个目瞪口呆，取得了极大的宣传效果。
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第3页 共5页电能的产生
［ 作者：马庄 韩会荣 转贴自：本站原创 点击数：176 更新时间：2005-11-14 文章录入：anmh ( http: / / www.zcjy.net / UserInfo.asp UserID=34 ) ］
第一节 电能的产生诸城市马庄初中物理教研组 韩会荣一、 教材分析本节课在学生已经知道电源是提供电能的装置的基础上，让学生了解化学电池、蓄电池、太阳能电池、燃料电池的主要结构和工作原理（只要求知道能的转化，不要求知道电化原理），以及常用发电方式的能量转化过程和可持续发展的情况。本节是学生学习了基本电路和电功、家庭用电之后，对电有了基本的认识后，再从根本上去认识电，是学习本章后面几节的基础。本节课虽然属于认知型课程，但也要从水果电池上引导学生去探究。二、教学目标 1、知识目标：⑴了解常见电池的结构性能、能的转化，以及使用注意事项 ⑵了解常见的几种发电方式的能的转化过程及开发利用的可持续性 2、能力目标：⑴在生活中能根据需要选用合适的电池⑵通过水果电池实验培养探究问题的能力 3、德育目标： 通过介绍废旧电池和火力发电对环境的污染，培养学生保护环境的好习惯三、教学重点、难点 教学重点：（1）常见电池的主要结构和能量转化 （2）常用发电方式的介绍 教学难点： 各种电池和发电方式的能量转化四、教学方法 直观演示，学生自学，分组交流讨论五、教具 示波器 学生自己收集废旧电池 摩托车蓄电池 投影仪 太阳能电池六、教学过程第一环节 引入新课教师先提问学生一个电源的问题，引导学生回忆。 提问1：电源在电路中的作用是什么？ 答：电源是在电路中提供电能的装置，它把其他形式的能转化为电能。 提问2：这些其他形式的能是如何转化为电能的？然后教师由这个问题引入课题。 第二环节 新课教学板书题目：电能的产生1、化学电池的主要结构和能量转化教师引导学生观察他们手中的电池，然后观察课本104页的插图17－1，学习有关电池的问题，请学生回答多媒体投影幕上的问题。多媒体投影：⑴你手中的电池的电压是多少？⑵你手中的电池的正负极分别是哪一端？学生举手回答，教师引导学生自学105页最上边的两段和106页的信息窗，了解化学电池的主要结构和分类以及锌锰干电池的主要结构，请学生完成多媒体投影幕上的问题。多媒体投影：⑴化学电池由正极（导体）、负极（导体）、糊状的电解质组成⑵化学电池主要包括锌锰干电池 、镍镉电池 、锂电池、银锌电池 等。⑶锌锰干电池由铜帽（正极）、锌筒（负极）、碳棒 、二氧化锰和电解质 几部分组成。 学生通过自学回答上述问题，教师指导纠正错误并向学生讲解：在电池的外层包装下的整个锌筒都是负极。因为锌锰干电池的供电原理是二氧化锰、电解质和锌筒反应而具有电能的，所以这种电池的能量转化是：化学能转化为电能。锌锰干电池、镍镉电池、锂电池、银锌电池的原理都是化学能转化为内能，所以统称为化学电池。最后再引导学生自学105页最后三段，了解化学电池对环境的污染，增强学生的环保意识，请学生完成多媒体投影幕上的问题。多媒体投影：⑴多数化学电池内含有 汞 、 镉 等重金属元素，这些元素会有污染环境 、破坏生态 的危害。所以我们应把废弃的电池分类处理 ，更不能把电池拆开来玩。 教师总结本小段的重点是：化学电池能的转化。最后向学生介绍以下知识：⑴铅镍汞等重金属能对儿童造成智力低下、多动症，伤害人体造血系统和神经系统。⑵一颗纽扣电池弃入大自然可污染60万升水，相当于一人一生的用水量⑶一节一号干电池烂在地里，能使一平方米土地失去利用价值2、蓄电池的主要结构和能量转化 教师拿一块摩托车蓄电池向学生作介绍：电压为12v，可以充电、放电，可以多次使用。引导学生自学106页中间三段，学习蓄电池的有关知识，请学生完成多媒体投影幕上的问题。多媒体投影：⑴常用蓄电池的极板是 铅 制成的，电解质溶液是 硫酸 。一个铅蓄电池的电压是 2 V，一摩托车上的蓄电池的电压是12V，是 6 个蓄电池 串 联起来的。⑵蓄电池充电时，是 电 能转化为 化学 能，使用时是 化学 能转化为 电 能。⑶蓄电池的优点是能供给较大的 电流 ，电压比较稳定。⑷蓄电池对环境有污染吗？ 学生回答问题，让学生自己改错，教师最后分析总结这一小段的重点是：蓄电池能量的转化，要向学生说明蓄电池也是一种化学电池。3、太阳能电池的主要结构和能量转化教师引导学生自学106页最后几段，让学生观察小型的太阳能电池，了解太阳能电池的主要结构和能的转化情况，分组讨论，请学生完成多媒体投影幕上的问题。多媒体投影：⑴太阳能电池用 半导体硅 和 金属导体 制成，可以做的很小巧主要用于 计算器 和 玩具 上，大量的太阳能电池可以列成阵列，建成太阳能发电站，巨大的太阳能帆板是人造卫星 上的主要电源之一。⑵太阳能电池将 太阳能 转化为 电能 。⑶太阳能电池 无 （有、无）污染，不足之处是受 天气 限制。学生回答问题，让学生自己改错，教师分析总结这一小段的重点是：太阳能电池能的转化和对环境的无污染。4、燃料电池的主要结构和能量转化教师引导学生自学107页上面两段，了解燃料电池的主要结构和能的转化情况，分组讨论，请学生完成多媒体投影幕上的问题：多媒体投影：⑴燃料电池是 化学 能转化为 电 能的装置⑵燃料电池利用 氢 、 乙烷 等作燃料，效率高可以减少 二氧化碳 的排放，有利于 环境保护 。学生回答问题，让学生自己改错，教师分析总结这一小段的重点是：燃料电池能的转化，向学生强调燃料电池也是化学电池。5、直流电、交流电教师先引导学生自学104页“加油站”，学习什么是直流电，交流电，以及他们的特点，然后教师用示波器演示直流电、交流电的波形变化，请学生完成多媒体投影幕上的问题。多媒体投影：⑴化学电池、蓄电池、太阳能电池、燃料电池向外供给的是 直流电 ，它的特点是 大小和方向不随时间的变化而变化 。⑵我们日常生活照明用的是 交流电 ，它的特点是 大小和方向随时间作周期性变化 。学生回答上述问题，教师评价，最后向学生讲解并要求学生记住：我国照明电路的电压是220V，它的周期是0.02s，频率是50Hz。并从交流电的产生引入发电机：电池提供的电能是有限的，更强大的电流通过发电机来获取。6、发电机教师讲解：发电机也是将其他形式的能转化为电能，我国常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电。布置学生自学107页到109页本节结束，了解三种发电方式的有关内容，并找出能的转化情况，完成投影幕上的填空。多媒体投影：1. 有关三种发电方式的图片2.（1）火力发电学生自学，互相讨论并完成以下填空：⑴火力发电的能量转化过程是： 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 。⑵火力发电大量利用 一次 性能源，而且会产生大量的 二氧化碳 、 含硫的气体 和 粉尘 等，污染环境，对生态环境产生不利的影响。 （2）水力发电 ⑴水力发电的能量转化过程是： 水的机械能 → 水轮机的机械能 →发电机转子的机械能 → 电能 。⑵水力发电对环境 无 （有、无）污染，受 资源的地理位置 和 自然条件的变化 的影响。 （3）核能发电⑴核能发电的能量转化过程是： 核能 → 水和蒸汽的内能 →发电机转子的机械能 → 电能 。⑵核电站运行时会节省 能源 ，而且不会对 大气 和 环境 造成污染，是一种比较 清洁 的能源。⑶秦山核电站是我国第一座核电站，到本世纪初装机总容量将达到 3×106kw 。 请学生回答，教师讲解并指导学生核能发电可与火力发电比较来学习，让学生加强记忆。最后教师总结本段的重点是：三种发电方式的能的转化情况。 第三环节 课堂小结 回扣教学目标 回顾本节重点内容教师引导学生自己概括：一、化学电池 主要结构：正极（导体）、负极（导体）、糊状的电解质 种类 ：锌锰干电池 、镍镉电池 、锂电池 、银锌电池、蓄电池、燃料电池 能的转化：化学能转化为电能二、 蓄电池能的转化：充电时是电能转化为化学能，使用时是化学能转化为电能三、 太阳能电池能的转化：太阳能转化为电能四、 燃料电池能的转化：化学能转化为电能五、 发电机能的转化：其他形式的能转化为电能⑴火力发电：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 ⑵水力发电： 水的机械能 → 水轮机的机械能 →发电机转子的机械能 → 电能 ⑶核能发电： 核能 → 水和蒸汽的内能 →发电机转子的机械能 → 电能 六、 对环境能产生污染的电池和发电方式分别是：化学电池、蓄电池、火力发电 第四环节 课堂小测 反馈教学效果 巩固课堂教学 1、电池提供的是 电，大小和方向 。发电机提供的是 电，大小和方向随时间 。2、请下列相对应的能量转化用线连接起来火力发电 电能转化为机械能干电池使用时 太阳能转化为电能阳光照在硅光电池上 电能转化为化学能电流通过电动机 电能转化为内能电流通过用电器 化学能战后为电能蓄电池充电时 化学能战后为电能3、关于电源的作用下列正确的是（ ）A、电源是将化学能转化为电能的装置B、电源是将其他形式的能转化为电能的装置C、电源内部不断创造大量的正电荷D、电源是将电能转化为化学能的装置4、下列说法正确的是（ ） A、干电池外形大的电压高B、干电池总是能保持1.5V电压C、干电池中央的金属帽是它的正极D、干电池的金属外壳是它的正极5、一台直流电动机的额定电压为380V，正常工作时的电流为2.5A，则此电动机正常工作6h，消耗电能（ ） A、950W B、5.7Kwh C、195200J D、5.7kw第五环节 布置作业1、学习105页“迷你实验室”自己在家中准备耳机、铜片、锌片、铜导线、西红柿、苹果、土豆等探究水果电池可行性。 ⑴提出的问题⑵探究的过程⑶结论2、布置练习册作业 板书设计：第十七章 电从哪里来第一节 电能的产生一、化学电池 主要结构：正极（导体）、负极（导体）、糊状的电解质 种类 ：锌锰干电池 、镍镉电池 、锂电池 、银锌电池、蓄电池、燃料电池 能的转化：化学能转化为电能二、蓄电池：充电时是电能转化为化学能，使用时是化学能转化为电能三、太阳能电池：太阳能转化为电能四、燃料电池：化学能转化为电能五、发电机：其他形式的能转化为电能⑴火力发电：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 ⑵水力发电： 水的机械能 → 水轮机的机械能 →发电机转子的机械能 → 电能 ⑶核能发电： 核能 → 水和蒸汽的内能 →发电机转子的机械能 → 电能
