2019_2020学年九年级物理全册第18章第1节电能的产生考点手册新版沪科版.doc

第一节电能的产生知识点一电池精练版P16电池是一种把其他形式的能转化为电能的装置，电池提供的是直流电，由于制作材料、工作原理、用途的不同，电池有很多种类。(1)水果电池提出问题：利用水果能否制成电池？如果能，它产生的电流又是怎样的？设计并进行实验：取一个西红柿、一个铜片、一个锌片、一副耳机和两小段导线，如图所示，先将铜片和锌片分别插入西红柿中，再把两根导线分别与耳机的两个接线脚相连，其中的一根导线连接在铜片上，另一根导线刮擦锌片，从耳机中会听到“嚓嚓”的响声。探究分析：西红柿中含有丰富的营养成分和各种元素。将铜片和锌片插入西红柿中，就构成了一个水果电池。铜片和锌片分别相当于电池的两极，当导线与锌片刮擦时，耳机中通过了强弱变化的电流，所以发出“嚓嚓”的响声。用其他的水果代替西红柿，也会出现同样的现象。注意此电流比较微弱，不能使小灯泡发光。(教材第159页迷你实验室答案)进一步实验还会发现，这种利用水果制成的电池只能提供短暂的电流，而要提供持续的电流需利用其他电源。总结归纳：利用水果可制成水果电池，水果电池只能提供短暂电流。(2)化学电池化学电池是通过化学反应把化学能转化为电能的装置。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、银锌电池等。干电池a分类：根据电池体积大小可分为：1号、2号、5号、7号等，但它们提供的电压都是1.5V。b构造：化学电池主要由正极(导体)、负极(导体)和糊状电解质组成，如图所示是锌锰干电池的构造示意图，其中碳棒为正极，锌筒为负极。c使用电池时应明确以下三点：第一，多数化学电池为一次性的，且在连续使用一段时间后，电流会减弱；第二，不同型号电池的性能不同，新旧电池的性能也不同，因此不能把不同型号或新旧不同的电池混合使用；第三，废电池中含有汞、锂、镉等元素，随便乱丢会污染环境，应分类投入专用回收箱内，集中处理。d干电池也有能多次使用的，使用时注意观察电池的标注，只能对可充电电池进行充电。蓄电池大多数干电池都是一次性的，且电压通常比较低，使用时间比较短，在很多情况下，人们需要能够提供比较大的电流，电压比较稳定且能够反复使用的电源。因此，在汽车和电动自行车里，常使用个头比较大的铅酸蓄电池，手机、笔记本电脑使用的是比较轻薄的锂电池。a原理及能量转化：常见的铅蓄电池的极板是铅制的，中间的电解质溶液是稀硫酸。一个铅蓄电池的电压是2V，使用时，将若干个蓄电池串联起来可得到更大的电压。蓄电池在使用前要先充电，把电能转化为化学能储存在蓄电池内，使用时再把化学能转化为电能。b特点：可以多次重复使用；与干电池相比能提供较大的电流，电压比较稳定。(3)太阳能电池太阳能电池(又称光伏电池)是将太阳能转化为电能的装置。原理及能量转化：太阳能电池用半导体硅和金属导体制成，当太阳光照射到电池上时，在正负两极间形成电压，把太阳能转化为电能。特点：a.清洁无污染；b.使用时受地理位置、天气条件的限制。应用实例；人们把太阳能电池制成一个大大的顶盖，安装在汽车顶上，以便接收更多的太阳能辐射，它提供的电能可以取代汽油燃烧产生的内能，干净又无废气污染，所以这种汽车被认为是大有前途的环保“汽车”。而太阳能电池另一种非常重要的用途是在人造卫星上，在浩瀚无垠的宇宙中，卫星可以尽情地伸展它的“翅膀”去“享受”太阳的辐射，把太阳能电池产生的电能供给卫星中的仪器。例1把两种不同的金属片插入柠檬，制成“水果电池”，用电压表测量水果电池的电压，如图所示。下列说法正确的是()A金属片B是水果电池的正极B水果电池把化学能转化为电能C水果电池把内能转化为电能D水果电池把电能转化为化学能解析：由题图可知，与电压表的正接线柱连接的金属片A是水果电池的正极。水果电池放电时把化学能转化为电能。故A、C、D选项均错误，B选项正确。答案：B知识点二发电机及发电方式精练版P161发电机的能量转化及种类电池提供的电能是有限的，更充足、更强大的电能要通过发电机获取。发电机也是一种把其他形式的能转化成电能的装置。目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。2火力发电(1)火力发电原理：火力发电就是通过煤、石油、天然气等化学燃料的燃烧来加热锅炉中的水，产生高温、高压的水蒸气，推动汽轮机叶轮高速旋转，从而带动发电机转动发电。火力发电的过程如图所示。能量转化过程：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。火力发电的缺点：火力发电要燃烧大量的煤、石油等燃料，它对能源的消耗是非常巨大的。同时，燃料燃烧产生大量的二氧化碳，二氧化碳的增多是造成温室效应、全球变暖的原因之一。燃料燃烧时还会产生大量的二氧化碳、含硫气体和粉尘等，污染环境，降低了空气质量，对生态环境产生了不利的影响。(3)水力发电水力发电原理：在江河上筑坝建水库，让水库的水从可控制的闸门奔泻而出，冲击水轮机，水轮机带动发电机转子转动发电。能量转化过程：水的机械能水轮机的机械能发电机转子的机械能电能。水力发电的优点和缺点：水力发电是对自然资源的综合利用，可以提高江河的排洪、泄洪能力，对环境无污染，但其发展受到资源的地理位置和自然条件变化的制约，并且对当地生态有相当大的影响。(4)核能发电核能发电原理：核能发电是利用铀原子核裂变时释放的核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机转子发电。如图是核电站的原理示意图。第一回路中用泵将水或其他液体压入核反应堆，在那里被加热，然后进入热交换器，把热量传给第二回路中的水，经加热生成高温、高压蒸汽，送入蒸汽涡轮机，驱动叶轮转动，从而带动发电机发电，蒸汽做功后，温度和压强都降低，进入冷凝器，最后又用水泵把它压回热交换器。核能发电的能量传递和转化过程：核能水和蒸汽的内能发电机转子的机械能电能。核能发电的优点和缺点：核能发电只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，这样可以节省大量的煤、石油等资源。核能发电还可以大大减少燃料的运输，例如，一座100万千瓦的火力发电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨，运输量仅是燃煤的十万分之一。核电站在运行过程中不会产生二氧化碳，二氧化硫和粉尘等有污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。由于核电站的诸多优点，世界上许多国家都在大力发展核电，核能将成为21世纪的主要能源之一。核电站的建设必须采用可靠的保护措施，以保证核电站的安全运行，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染。2011年3月11日，日本福岛第一核电站发生过泄漏事件，对周围的环境造成了不可估量的污染，对人的身体健康和生命安全构成了巨大的威胁。核能发电后遗留下来的核废料仍有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下。(5)火力发电、水力发电、核能发电的比较(6)其他形式的发电火力发电、水力发电和核能发电是目前发电的主要形式，除此以外，人们还在研究利用其他资源发电的方法。3潮汐发电如图1所示，在海湾上建起堤坝，涨潮时利用海水推动水轮机转动，水轮机带动发电机产生电能，退潮时，也经历类似的过程。潮汐发电是将水的机械能转化为水轮机的机械能，再带动发电机的转子转动发电，将机械能转化为电能。4地热发电如图2所示，地热发电同火力发电的原理一样，所不同的是它不需要消耗煤，而是利用地球内部的内能将水加热成为高温、高压的水蒸气，推动汽轮机转动，带动发电机转子转动产生电能。5风力发电风吹动风车转动，可带动发电机发电，单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可同时安装几十台到几百台风力发电机，连在一起供电。风能利用起来比较简单，而且不会污染环境，但风力发电受地理位置限制且风能不稳定，也不便于储存。6太阳能发电将大量的太阳能电池串联在一起，就可以建成太阳能发电站，除了可以在地面建太阳能发电站外，还可以把它建在太空中。不管是哪一种发电站，都是将其他形式的能转化为电能，供给各种各样的用电器使用，在选择能源的时候，要考虑利用无污染、可再生的能源，因此，各国的科学家在不断地开发新能源，这是解决能源问题和环境问题的主要出路。例2请你把下列对应的能量转化用线连接起来。火力发电站电能转化为机械能干电池在使用时 太阳能转化为电能阳光照在太阳能电池上 化学能转化为电能 电能转化为内能给蓄电池充电 核能转化为电能核能发电 电能转化为化学能解析：电流通过电动机、电热器和给蓄电池充电时，都消耗了电能，而分别得到了机械能、内能和化学能，所以分别是电能转化为机械能、电能转化为内能和电能转化为化学能的过程；火力发电站，干电池使用、阳光照在太阳能电池上和核能发电都得到了电能，而分列消耗了化学能、化学能、太阳能和核能，所以分别是化学能转化为电能，化学能转化为电能、太阳能转化为电能和核能转化为电能的过程。答案：易错点对电能的产生和使用过程中能的转化容易混淆能的转化是自然界中普遍存在的现象。能的形式多种多样：与光现象有关的能称之为光能，与电现象有关的能称之为电能，与热现象有关的能称之为内能，与物体机械运动有关的能称之为机械能，与化学变化有关的能称之为化学能等。能量的转化过程，消耗一种形式的能，得到另一种形式的能。例3蓄电池使用前要先充电，在这个过程中把_能转化为_能储存在电池内，使用时再把_能转化为_能。跟干电池相比，蓄电池能提供_，电压也比较_，但蓄电池同干电池也有相同之处，它们在工作时都是将_能转化为_能。解析：蓄电池的使用有两个过程，一是充电，二是放电。充电时将电能转化为化学能储存在蓄电池内部，放电时再把储存的化学能转化为电能，为用电器提供电能。这两个过程能量的转化是不同的。答案：电化学化学电强电流高化学电6