19.3 电能的储存与输送 导学案-- 2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

该初中物理导学案围绕“电能的储存与输送”展开，涵盖电池（能量转化、种类）、发电机（原理、发电方式）、高压输电（原理、安全防护）等核心知识点。通过生活实例提问导入，课前梳理电的产生运输流程，课上任务分模块探究，搭建从生活到理论的学习支架。 资料以核心素养为导向，任务驱动式设计贯穿课前、课上，例题练习结合太阳能红绿灯等生活场景，引导学生对比发电方式培养科学思维，渗透能源可持续发展的科学态度与责任。分层习题助力巩固，帮助学生构建能量观念，提升解决实际问题的能力。

沪科版物理九年级上学期 第十八章磁及其相互作用 班级:___________姓名:___________座号:___________ 19.3 电能的储存与输送 一、学习目标 核心素养 目标内容 物理观念 理解电能由其他能量转化而来，能列举常见发电方式及对应的能量转化形式，知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。 科学思维 通过对比不同发电方式的技术原理，分析其效率、环保性等差异，形成辩证思维，能够列举常见的不可再生能源和可再生能源 。 科学态度与责任 认识能源利用与可持续发展的关系，树立节约能源、支持绿色发电的社会责任感。 2、 课前任务 电灯发出明亮的灯光、电视机屏幕上展现的绚丽画面、收音机中播放出悠扬的音乐、电饭锅煮出香喷喷的米饭，这些都与电能有关。电能是从哪里来的呢？三峡水电站发出的电要送到我国上海等东部地区使用，发电厂与用电处相距上千千米，是怎样输送电能的？ 电的产生和运输流程涵盖了多个关键环节。首先，发电是起点，通过转换将其他能源如燃料、核能、风能或水能转化为电能。接着，输电将电厂产生的电力送往各地，高电压传输是常态，以降低电能损耗。然后，变电在所难免，因为高电压并不适合直接供应给家庭和企业，所以需要变电站进行电压转换。之后，配电网络将电力分配到各个区域，电压逐步降低以适应不同需求。最终，电力抵达家庭、工厂和企业，用于照明、家电使用、空调运行以及工业生产等各类用途。 三、课上任务 任务一：电池 1. 电池概念：电池是一种把其他形式的能转化成______能的装置，提供直流电。由于制作材料、工作原理和用途的不同，电池有很多种类。 2. 化学电池 （1）概念：化学电池是把_______能转化为电能的装置，是生活中最常用的电池。 （2）原电池和蓄电池：大多数电池的使用是一次性的，我们称之为______电池；但有的电池，如铅酸蓄电池、锂电池等则可反复充电使用，我们称之为______电池或二次电池。 （3）锌锰干电池：锌锰干电池由碳棒（正极）、锌筒（负极）及二氧化锰和电解质等组成，它属于一次性使用的原电池。我国常用的1号、2号、5号、7号干电池都是______电池（选填“原电池”或“蓄电池”），它们的电压都是_______V。 （4）蓄电池：能量转化：常作为汽车或电动自行车等使用的电源，它需预先充电，把_____能转化成_____能储存在电池内；使用时再把_____能转化为______能（均选填“化学”或“电”）。 （5）直流电和交流电 ①直流电：______和方向不随时间变化的电流，在示波器上显示的图像在横轴的同侧。电池提供的是直流电。 ②交流电：大小和方向随时间做_______变化的电流，在示波器上显示的图像跨过横轴。交流电周期性变化的次数与时间之比称为交流电的频率，单位是Hz。我国家庭电路中使用的电流是交流电，其频率为 Hz。 3. 太阳能电池：原理及能量转化：太阳能电池（又称光伏电池）是将太阳能转化成______能的装置。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、负两极之间形成电压。 例1. 干电池是一种常用、方便的电源。以下关于干电池的说法，不正确的是（ ） A．干电池是最常用的直流电源 B．常用的1号、2号、5号、7号新干电池的电压都是1.5V C．干电池是把电能转化为化学能的装置 D．新旧电池的性能不同，新旧不同的电池不宜混合使用 练1. 如图是城市的十字路口可移动的太阳能红绿灯。白天太阳能电池板给红绿灯供电，同时又能给蓄电池充电，则白天太阳能电池板将______ 能转化为______能，相当于______（选填“用电器”或“电源”），在阴雨天和晚上，蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作。 任务二：发电机 1. 发电机的作用：把其他形式的能转化成________能。 2. 发电方式：目前常用的发电方式有_______发电、______发电和_______发电等。 （1）火力发电 原理：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。能量转化过程：燃料的 能→水和水蒸气的 能→发电机转子的 能→电能。 （2）水力发电 原理：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。能量传递和转化过程：水的 能→水轮机的 能→发电机转子的 能→电能。 （3）核能发电 原理：核能发电是利用铀原子核裂变时释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。核能发电的能量传递和转化过程：核能→水和水蒸气的 能→发电机转子的 能→电能。 优点和缺点：核能发电不仅节省了大量的煤、石油等能源，且用料省，运输方便。但核能发电后遗留下来的核废料仍有很强的放射性，需要装入特别的容器，深埋地下，否则会对环境产生极大的污染。 （4）其它发电方式 人们还在研究更多种利用资源发电的方法，如 发电、 发电、 发电等，除了在地面建立太阳能电站外，还拟建立太空发电站。 例1. 如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踏”蓄电池。下列解释合理的是（ ） A．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 B．利用风力发电，将电能转化为机械能 C．LED照明灯工作时，将电能转化为光能 D．蓄电池夜晚放电时，将电能转化为化学能 例2. 下列发电站中，将化学能转化为电能的是（ ） A．核能发电站 B．水力发电站 C．太阳能发电站 D．火力发电站 任务三：高压输电及触电防护 知识要点： 1. 高压输电的原理 （1）输电线上的电能损耗 导线本身有电阻，电流在通过导线时会产生 效应，从而带来电能的损耗，根据焦耳定律Q=I2Rt可以计算导线产生的热量，即损失的电能。 （2）减少电能损失的方法 根据焦耳定律Q=I2Rt 可知，要减小能量损失就需要减小 或导线的 。 ①对减小导线电阻方法的评估 由影响电阻大小的因素可知，导线的电阻与导线的材料、长度和横截面积有关。 方法一：用电阻__________的材料作为输电线，例如铜线。但铜的价格贵，重力大（密度大），架设困难，故远距离输电不能采用。现在远距离输电均选用电阻较小的铝作输电线。 方法二：减小输电线的长度不可行，因为要保证输电距离。 方法三：增加输电线的___________。该方法同时增加了电线的重力，使架设困难，所以也受限制。 ②减小输电线中的电流 设输送的电功率为P电，则P电=UI，导线损失的电功率为P损=I2R，当输送电的总功率一定时，电压增大，则电流就会减小，这样电路中就会减少损失的电能，所以在远距离输电时宜采用 输电。 2. 电能远距离输送的过程 发电厂发出的交流电压通常在几千伏至数万伏，在发电厂内先用 把电压升高到数百千伏后再送到交流电网上，升压后的高压电流通过架空高压输电线送到用电地区的变电站，用 进行一至两次降压，电压降至10kV后送到工矿、科研和生活区等目的地，再用降压变压器降至 V供家庭用户使用（或380V供工厂等使用），如图表示了这种输送的过程。 例1.在输送电能过程中，为了减少电能在线路中的损耗，通常采取的方法是（　　） A．加大输送电流 B．用高压输电 C．采用电阻极小的导体输电 D．减少输电功率 任务二：高压触电及其防护 1. 高压触电形式 （1）高压电弧触电：当高压带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时会发生 现象，使电流通过人或动物，造成高压电弧触电。 （2）跨步电压触电：高压输电线落在地上，地面上与电线断头距离不同的各点存在电压。当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而两脚之间有了电压，这时电流通过人体，造成跨步电压触电。 2. 高压触电防护 为了防止高压触电造成人身伤害，必须远离 带电体。如发现有高压输电线断落地面时，不可走近，应立即设立警示标志，并通知有关电力部门进行抢修。 3. 安全用电原则：不接触 带电体；不靠近 带电体。 例1. “安全用电，珍惜生命”是每个公民应有的意识，下列选项符合安全用电的是（　　） A．发现有人触电时，应先切断电源 B．多个大功率用电器同时使用一个插线板 C．靠近高压带电体 D．使用绝缘皮破损的电线 例2. 如图所示，高压输电线落在地面上，地面上与电线断头距离不同的各点间存在着 .当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而两脚之间有了 ，这时电流通过人体，造成 (填“跨步电压触电”或“电弧触电”)。 当你不小心靠近了高压线断头落地处，为保证不触电，你打算采取的方法是__________________。 四、同步练习 （一）基础过关 1.我国家庭生活用电为（　　） A. 直流电, 电压为220 V B. 交流电, 频率为50 Hz C. 直流电, 频率为50 Hz D. 交流电, 电压为36 V 2.关于蓄电池，下列说法正确的是（　　） A.蓄电池充电时是将化学能转化为电能 B.蓄电池充电时是将电能转化为化学能 C.蓄电池放电时是将电能转化为机械能 D.蓄电池放电时是将电能转化为化学能 3.下列几种发电方式中，能量传递和转化情况正确的是（ ） A.水力发电：水的机械能→水蒸气的内能→水轮机转子的机械能→电能 B.火力发电：燃料的内能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能 C.核能发电：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能 D.风力发电：风能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能 4.干电池是一种常用、方便的电源. 以下关于干电池的说法中正确的是（　　） A.有的干电池提供直流电，有的干电池提供交流电 B. 常用的1号、2号、5号、7号干电池的电压随号数的增大而增大 C.干电池是把电能转化为化学能的装置 D.多数干电池中有汞、镉等重金属元素，随便丢弃会污染环境.所以，废弃的干电池应该集中分类处理 5.下列说法中不正确的是（　　） A.雷雨时不要举着雨伞在开阔地行走 B.高压输电线掉落在地上，容易造成高压电弧触电 C.更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关 D.发现有人触电时，千万不要用手将触电人拉离电线 6.如图，有许多小鸟停在高压输电线上并不会触电， 以下解释合理的是（　　） A.小鸟是绝缘体，此时通过小鸟身体的电流也很小 B.小鸟是导体，此时通过小鸟身体的电流很大 C.小鸟站在电线上，两脚落在一根电线上，两脚间的距离很小，分得的电压很小 D.小鸟的电阻很大，即使电压很高，通过身体的电流也很小 7.太阳能LED照明路灯，白天太阳能电池板把光能直接转化为 能，给蓄电池充电储存能量；夜晚蓄电池放电把 能转化为 能。 （二）能力提升 8.如图所示是示波器上显示的电流波形图，其中图甲显示的是 (填“交流”或“直流”)电， 图乙显示的是 (填“交流”或“直流”)电，家庭电路使用的是图 所示的电流。 9.在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，即可制成番茄电池.将铜片、锌片与电压表相连，如图所示，下列说法正确的是（ ） A.锌电极是番茄电池的正极 B.将电压表换成电流表就能测出两极间的电流 C.番茄电池形成通路后， 电子将从铜电极流入 D.将电压表直接接在该番茄电池上，会损坏电压表 *10. 某段高压输电线路上的电压为 10 kV，输电导线的电阻为 2 Ω。请计算在 100 秒内导线产生的热量。 小结： 1 学科网（北京）股份有限公司 $