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。
①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。
②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。
①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。
②特点：a.清洁无污染；b.使用时受地理位置、天气条件的限制。
③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P16
1．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。

②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。
③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
①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。
②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。
③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
①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。
②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。
③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

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