《电能的产生》优教教案.docx

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《电能的产生》优教教案

第一节电能的产生

一、核心素养

通过学习电池供电和常用的几种发电方式中能量的转化过程，使学生形成电能是如何产生的物理观念，通过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，培养学生科学的态度和责任感。

二、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。

三、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。

四、课时安排：

一课时

五、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

六、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

课前

教师登陆优教平台，发送《电能的产生》预习任务，学生完成本节课的预习任务，反馈预习情况，教师根据学生预习情况进行针对性讲解，学生提前了解本节课内容，发现薄弱点，针对性听课。

一、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

二、电池

1.你见过的干电池有哪些请列举出来。

并说出它们的用途。

2.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。

3.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。

优教提示：

打开“科学动画：

电池供电过程”

4.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。

优教提示：

打开“趣味实验：

制作水果电池”

5.电池给人们生活带来了方便，在使用时应注意什么问题

6.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

7.目前常用的发电方式有哪些

8.请说出常用发电方式中的能量转化是怎样的

9.从对环境的影响来看，分析常用发电方式的利与弊。

10.请列出你所知道的新型发电方式。

优教提示：

打开“新知讲解：

潮汐能发电”

讨论、交流、回答

课堂练习

（优教提示：

打开优教同步备课-随堂训练-优教训练中的综合训练-《电能的产生》，使用互动答题卡，更快更便捷地掌握学生的掌握情况）

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

七、板书设计：

第一节电能的产生

一、电源包括：

电池和发电机

二、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：

八、教学反思：

九、教学参考

1.常见的电池有哪些

（1）干电池carbon-incdrybatteries

（2）碱锰电池alaline（3）一次性电池manganesebatteriesarybatteries（4）锂电池lithiumbatteries（5）铅酸电池leadbatteries（6）化学电池（7）二次电池（8）镍镉电池Ni-Cdchemicalbatteriessecondarybatteries（9）镍氢电池Ni-MH（10）锂离子电池Li-ion其它还有：

燃料电池fuelcell，物理电池25cm25cm，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。

2.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每节，英文称之为eercise，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eercise，因为仪器如手机是不会用到每节才关机的，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eercise的镍镉电池，会因为记忆效应的累计，无法用eercise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每节的一个过程，需要专业的设备进行。

对于镍氢电池，eercise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。

3.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。

4.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。