18.1 电能的产生 2023-2024学年沪科版物理九年级全一册

第十八章 电能从哪里来 第一节 电能的产生 人类的生活、社会的发展都已离不开电,电从哪里来? 夜晚美丽的灯光 绚丽的电视画面 电饭锅中香喷喷的米饭 收音机播放的悠扬音乐 生活中的电从哪里来? 电 发电站 电池 直流电 直流电的大小和方向不会随时间而改变。 电池提供的是直流电 交流电 交流电的大小和方向会随时间做周期性变化。 发电站发出的电的是交流电 我国交流电的频率为50Hz,它表示电流的大小和方向每1秒就会改变50次。 电视等家用电器用的都是交流电 化学电池——提供直流电 化学电池是把化学能转化为电能的装置 (1)一次电池:一次电池的使用是一次性的,一次电池又叫原电池,一节原电池的电压都是1.5V; (2)二次电池:二次电池可反复充电使用,二次电池又叫蓄电池。 化学电池的分类 我国常用的1号、2号、5号、7号干电池都是原电池,它们的电压都是1.5 V。 根据材料不同,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 化学电池的分类 锌锰干电池 铅酸蓄电池 锌银电池 碳棒(正极)、锌筒(负极)二氧化锰和电解质等组成,它属于一次性使用的原电池。 锌锰干电池 蓄电池常作为汽车或电动自行车等使用的电源,能多次充电并可提供较大的电流。 蓄电池 常见的铅酸蓄电池的极板是铅制的,电解质溶液是硫酸。 使用时常将若干个蓄电池串联使用如汽车上的蓄电池组是用6个蓄电池串联的 蓄电池充电时: 电能转化为化学能 蓄电池放电时: 化学能转化为电能 化学电池虽然使用方便,但现在多数化学电池内含有汞、镉、锂等金属元素,这些金属一旦跑到人体内,就会危害人的健康。废电池在填埋处理一个月内,其金属外壳就会被腐蚀穿孔,废电池中的有害物质就会进入土壤、水体,对环境造成污染。 一节一号电池烂在地里,能使一平方米的土壤永远失去利用价值,一粒纽扣电池可使600吨水受到污染,相当于一个人一生的饮水量。 废弃的化学电池不能投入普通垃圾桶中,要集中分类处理。 1.不同性能电池不可混用,如碳性与碱性、锂镉与镍氢。 2.电池不能短路,不能置于潮湿的环境中。 3.电器长时间不用,应把其内的电池取出。 4.废旧电池不能乱扔,应专门回收,集中分类处理。 太阳能电池(光伏电池) 将太阳能转化为电能 (2)制作材料:半导体硅和金属导体制成太阳能电池(又称光伏电池). (3)当太阳光照射到电池上时,在正、负两极之间形成电压。 太阳能电池的优缺点 优点: ; 缺点: 。 取之不尽,没有污染 受天气条件的限制 燃料电池 (1)定义:燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。 它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。 水果电池(苹果、番茄)能让耳机发声,发光二极管发光,能让小灯泡发光吗?你知道它的原理吗? 电池提供的电能是有限的,要想获得更充足、更强大的电能,就需要使用发电机来发电。 1、火力发电 巨大的汽轮机叶轮 (1)火力发电是通过煤、石油等燃料的燃烧来加热锅炉中的水,产生高温、高压水蒸气,推动汽轮机叶轮高速旋转,从而带动发电机转子转动发电。 27 机械能 燃料燃烧 水吸热沸腾 发电机转动 电 化学能 内能 电能 火力发电的优缺点 (1)优点:原材料易获得,燃料燃烧设备简单,不受客观因素的影响。 (2)缺点:燃烧大量的煤会产生大量的二氧化碳、含硫的气体和粉尘等,污染环境。 2、水力发电 (1)水力发电是在江河上筑坝建水库,让水库中的水从可控制的闸门中奔泻而出,冲击水轮机,水轮机带动发电机转子转动发电。 葛洲坝水利枢纽 流动的水 水轮机转动 发电机转动 电 水力发电的优缺点 ①优点:是对自然资源的综合利用,对环境没有污染。 ②缺点:其发展受地理位置和自然条件变化的影响。 三峡大坝 三峡大坝工程包括主体建筑物工程和导流工程两部分,安装了32台单机容量为7 105 kW的水轮发电机组,外加2台5 104 kW水轮发电机组,总装机容量为2.25 107 kW,堪称世界第一大水电工程。 3、核电站 (1)核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水,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。 核裂变 水吸热沸腾 发电机转动 电 优点:核能发电不仅节省了大量的煤、石油等能源,而且用料省,运输方便。 核能发电的优缺点 核能发电的优缺点 缺点: ①核电厂安全生产系数要求高,投资成本大。 ②核电厂热效率较低,故核电厂的热污染较严重。 ③核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。 秦山核电站是由我国自己设计。建造、调试和运营的中国第一座核电站。目前,我国已建成多座核电站。 发电前景 1、火力发电、