17.1 电能的产生 学案(沪科版九年级下)

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沪科版《17.1 电能的产生》学案
一、学习目标
1.通过学习了解电池的结构、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.通过学习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.通过学习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、学法指导
1.加强自主阅读，通过各种途径收集相关资料，课上用多种形式交流信息、理解和体会；
2、和老师一起收集资料、交流，一同经历，共同提高；
3、在老师指导下对干电池要拆开看一看，了解各部分的结构与功能。
4、养成用所学知识去解决实际问题的良好习惯。
三、释疑解难
1.电池的种类及其作用
由于制作材料、工作原理和用途的不同，电池有很多种类。电池是一种把其它形式的能转化为电能的装置，电池提供的直流电。
2.常见的发电方式及能量转化
目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等，它们都是通过发电机这种装置将其它形式的能量转化为电能。
四、自我检测
1.电池是一种把　　能转化为　　　能的装置，它提供的是　　流电，电池的种类很多，主要有　　、　　、　　　、　　　等。
2.葛洲坝是我国目前最大的　　　发电站，它主要由　　　　、　　　　、　　　　、　　　　及坝体等组成，除了发电外，葛洲坝工程还提高了长江的　　　　能力和　　　　　条件。
3. 火力发电的能量转化过程是：燃料的　　　能转化为水和水蒸气的　　　　能，再转化为发电机转子的　
　　　能，最后转化为　　　　能。
4.根据你对火力发电和水力发电的了解，分析这两种发电方式对环境的影响。
五、交流园地
六、课外空间
电源的发明.自然界存在着磁的载体－磁铁，这给磁学研究带来很大的方便；然而，自然界却不存在电的载体（带电粒子除外），必须通过人工方法才能获得较在量而又较稳定的电荷及电流，这就是人们不断探索各种起电方法和发明各种电源的原因。大约在1660年，德国的格里凯发明了第一台能产生大量电荷的摩擦起电机，他将一个足球大小的硫磺球支在一根轴上，让它自由转动，并用手掌在球面上摩擦，从而获得越来越多的电荷。法国皇家花园的管家迪费1733年发现绝缘的金属也可以通过摩擦起电。他否定了吉尔伯特、格雷等人的关于一切物体可以分为“电的”和“非电的”的论断，认为所有物体都可以摩擦起电。他甚至极其勇敢地以自己的身体，即所谓“非电的”身体来作带电实验。他让助手把自己用绝缘丝悬吊在天花板上，使自己的身上带电，当助手靠近人时，迪费感到针刺般的电击痛，并产生火花放电及劈劈啪啪的声响。这表明人体这种“非电的”物体也可以带电。迪费还改进了验电器，用金箔代替金属棒，并用它对带电的玻璃棒及琥珀进行实验，发现不同的材料经摩擦后所产生的电是不同的。迪费将玻璃上产生的电命名为“玻璃电”，将琥珀上产生的电命名为“树脂电”。为解释这两种不同的电，提出了二元电液理论。荷兰莱顿大学的物理学教授穆申布鲁克（1692－1761）研究了电在空气中消失的现象。为了寻找一种保存电的方法，穆申布鲁克于1745年做了这样一个实验：将一支枪管悬挂在空中，用起电机与枪管相连，枪管中引出一根铜线，铜线浸入一个盛有水的玻璃瓶中。他让助手一只手握着玻璃瓶，自己在一旁使劲摇支起电机。这时助手的另一只手不小心触到枪管上，猛然感到一阵强烈的电击，高喊了起来。于是，穆申布鲁克与助手互换了一下，结果他也产生了同样的“恐怖感觉”。由此得出结论：把带电体入在玻璃瓶内可以把电保存下来。当时还搞不清楚起保存作用的究竟是玻璃瓶，还是瓶子里的水？后人就把这种能蓄电的瓶子称作“莱顿瓶”。莱顿瓶的发明，为科学界提供了一种贮存电的有效的方法，为进一步深入研究电的现象提供了一种新的强有力的手段。1786年9月20日，意大利波洛尼亚的一位解剖学教授伽伐尼（1737－1798）和他的两个助手正在作青蛙解剖实验，随手将青蛙入在解剖桌上，这时一名助手不慎将手中的解剖刀的刀尖触到了一只蛙腿的神经上，顿时青蛙的四条腿猛烈地发生痉挛。站在旁边的另一名助手同时看到放在一旁的起电机跳起了一个大火花。伽伐尼重复了这个实验，观察到同样的现象。之后，伽伐尼又以严谨的科学态度，选择各种不同的条件，在不同的日子里重复了这类实验，结果青蛙腿都发生痉挛。由此得出，动物体本身内部存在着一种“动物电”。只要用一种以上的金属与之接触，这种电就能激发出来，犹如莱顿瓶放电一样，从而引起了动物体肌肉的运动。而且这种动物电与普通的摩擦电是一样的电，只是起因不同而已。伽伐尼还根据此制成了伽伐尼电池。伽伐尼的发现惊动了当时欧洲的学术界，意大利巴维亚大学的自然哲学教授伏打（1745－1827）大为赞赏，称伽伐尼的发现“在物理界和化学史上，是足以称得上划时代的伟大发现之一。” 伽伐尼提出的“动物电”被不少人接受，因为那时人样自然地联想到海洋中那些带电的鱼，诸如电鳗，电鲭，似乎别的动物体内也贮藏着这种动物电，但是伽伐尼的观点也受到一部分学者的挑战。伏打就不同伽伐尼关于动物电的观点，1792年他先用实验证明伽伐尼电的本质是两种不同金属与湿的动物体连接在一起而引起的，蛙腿只是起到验电器的作用。之后，伏打花了3年时间，用各种金属搭配做了许多实验。他在一次实验中将许多金属排列成一个序列，其次序如锡、铅、铜、银、金………等，这就是著名的“伏打序列”。他发现只要按这个序列，将前面的金属紧接着下种金属搭配起来，相互接触，那么前面一种金属就带正电，后面一种金属则带负电，无一例外。1800年，伏打据此制成了有名的“伏打电堆”：他用30片、40片、60片甚至更多的铜片，让每1片铜片与1片锡片入水，或导电性能比纯水更好的食盐水、碱水，或填上一层用这些液体浸透的纸或皮革，就能产生相当多的电荷。伏打不仅用这个电堆产生了同莱顿瓶里一样的电，而且证明了它明显地具有反复产生的性能，把电堆的两端用金属导线连接起来还可以获得持续的电流。伏打的成就深得各界的赞赏。伏打电堆的发明，使人们第一次获得稳定而持续的电流，这就为科学家从研究静电现象到研究动电现象提供了坚实的技术基础。
我们的任务
● 你想探究什么呢？这里有四项任务：
1、把你见到的电池收集起来，进行分类。
2、查阅资料了解新型的发电方式和它们的能量转化过程是怎样的？
3、动手进行水果电池的制作，分别取不同种类的水果进行实验，然后比较哪种电池产生的电压高，并查阅资料说明为什么？
4、查阅资料了解核能发电具体有几种形式？分别是怎样工作的？
● 完成这四项任务，希望你做到：
——收集符合本组任务要求的有关文字资料。
——找到2件以上照片、图画或实物。
—写一篇实验报告，并说明自己的观点。
我们的行动
●热身行动：
○全班同学将分成6个小组共同承担上述任务；
○用1个课时设计研究方案，进行分工；
○利用课外时间收集信息并在小组内交流；
●团队行动——探究小组如下：
　电池种类探究小组 　探究电池的种类并进行分类、编号。　
　新型发电方式的探究小组　　探究新型发电方式的工作原理及能量转化。
水果电池的制作探究小组　　探究不同水果电池的电压高低及原因分析。
●我的行动：
○想好自己参加哪一个组；
○明白小组内的分工，明白自己承担的任务；
○思考自己的行动：
我承担的分任务：1、我应该做些什么？2、我打算如何做？
●老师这样告诉你：
●这是一个团队协作的项目，而不是单独一个人去完成。
●每一小组都有自己特定的探究任务。小组成员必须共同完成这些工作，回答任务中提出的三个问题。只有在各小组的任务都完成后，才可能找到问题的答案。
●每一小组都需要讨论决定小组中每个人的分任务，即每人必须探究的领域。如果有人发现了可以帮助其它人的信息，请与别人共享。
●每个人都要认真负责地收集资料和资料，并且做好自己的记录。
●记住，在下一次活动前，请完成你们的资料收集和小组交流工作。
我们的宝藏
下课以后，到什么地方获取你们需要的资料？
以下为你提供一些信息资源的“宝藏”：
1、参观当地博物馆、科技馆和其它有关场所。
2、访问邮局、电讯局和计算机网络中心的叔叔阿姨。
3、到学校图书馆里查找有关资料。
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