《电动势》_电动势答案

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电动势

一.教材分析

电动势的概念比较抽象，是教学中的一个难点。但学生对各种电源比较熟悉，所以本设计从介绍各种电源开始，明确本节课要研究电源的共同特性。通过对电路中产生持续稳定电流原因的探讨，使学生知道电源工作过程中电源内部存在非静电力的作用。在讨论非静电力做功将其他形式的能转化为电能的过程中引入电动势概念。在学习闭合电路的基础上介绍外电路和内电路、外电阻和内电阻，外电压和内电压的意义，通过演示实验让学生直观感受内电阻的存在。在闭合电路中能量转化的讨论中采用类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解。二.教学目标

（一）知识与技能

1． 理解电动势的的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。2．从能量转化的角度理解电动势的物理意义。

（二）过程与方法

通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解。

（三）情感态度与价值观

了解生活中电池，感受现代科技的不断进步 三.教学重点与难点： 重点：电动势的的概念

难点：对电源内部非静电力做功的理解

四.学情分析、通过复习静电力概念，明确静电力的作用效果，通过类比，分层次提出相应问题，通过师生互动式的分析讨论，逐步明确电路中形成持续电流的原因。利用多媒体动画形象地将形成电流和水流条件进行类比，通过非重力对水的作用和非静电力对电荷的作用进行类比中得出非静电力的概念。通过讨论不同电源把其他形式的能转化为电能的本领不同过程中逐步建立电动势的概念，并通过电动势和电压概念本质区别的讨论，加强对电动势概念的理解 五.教学方法：实验，多媒体 六.课前准备：实验教具 七.课时安排：一课时 八.教学过程：

（一）预习检查、总结疑惑

要点：电源、恒定电流的概念

（二）情景引入、展示目标 新课讲解-----第二节、电动势

〖问题〗1。在金属导体中电流的形成是什么？（自由电子）

2．在外电路中电流的方向？（从电源的正极流向负极）

3．电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流？

结合课本图2。2-1，讲述“非静电力”，利用右图来类比，以帮助学生理解电路中的能量问题。当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少，转化为其他式的能。而又由于A、B之间存在高度差，故欲使水能流回到A池，应克服重力做功，即需要提供一个外力来实现该过程。抽水机就是提供该外力的装置，使水克服重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能。重力做功、克服重力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相互转化，学生易于理解和接受，在做此铺垫后，电源中的非静电力的存在及其作用也就易于理解了。

两者相比，重力相当于电场力，重力做功相当于电场力做功，重力势能相当于电势能，抽水机相当于电源。

（三）合作探究、精讲点播 1．电源（更深层的含义）

（1）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

（2）非静电力在电源中所起的作用：是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。

【注意】在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。

再与抽水机类比说明：在不同的电源中非静电力做功的本领不同---引出 2．电动势

（1）定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。（2）定义式：E=W/q（3）单位：伏（V）

（4）物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。【注意】：① 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。

②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。

③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。

3．电源（池）的几个重要参数

①电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。②内阻（r）:电源内部的电阻。

③容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A·h，mA·h.【注意】：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。

（四）反思总结、在学习闭合电路的基础上介绍外电路和内电路、外电阻和内电阻，外电压和内电压的意义，通过演示实验让学生直观感受内电阻的存在。在闭合电路中能量转化的讨论中采用类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解。九．板书设计 电动势

一、电荷定向移动的原因 1．静电力 化学作用（干电池）2．非静电力光作用（光电池）

电磁作用（发电机）

二、电动势（E）

1．表征了电源把其他能转化为电能的本领。2．大小：等于电源开路时两极间的电压。3．单位：伏特（V）

三、闭合电路外电路—外电阻—外电压内电路—内电阻—内电压

四、闭合电路中能量的转化 教学参考资料：

课题：西安市废旧电池的污染现状及建议 第一部分 选题的目的和意义：

在日常生活中人们经常会用到电池，然而，电池中所含的重金属，例如汞、镉等，会危害人体健康，并对环境造成严重的污染。因此，若将废旧电池随意丢弃或和其他生活垃圾堆放在一起，则会造成可怕的后果。现今，很多人还不知道废旧电池对生活环境有怎样严重的污染，对人体又有哪些危害。为此，我们将对废旧电池的结构及其危害进行研究，希望通过我们的研究与宣传，引起有关部门的重视，并使广大市民自觉地、积极主动地参加到“最大限度减小废旧电池的污染”的行列中来，使我们赖以生存的环境不再遭受新的污染，使人类的健康不再受到新的威胁。

第二部分 废旧电池的组成、危害及治理措施 1．废旧电池的组成 目前，电池的种类很多，但常用的电池有普通电池、钮扣电池、铅酸蓄电池、普通充电电池、锂电池及镍氢电池等，各类电池的主要组成如下表： 2． 废旧电池的危害

由上表可知，一般的废旧电池都含有汞、铅、镉、锂、镍氢等重金属元素。由于重金属不能自行净化，一旦将废旧电池混入生活垃圾之中或者随意丢弃，久而久之，重金属会渗出并污染地下水和土壤，对生活环境造成严重污染；继而，这些重金属又会通过食物链到达人体之中，蓄积在体内不能排出，长此以往就会致病致畸，对人体健康造成威胁。电池在我们生活中的使用量正在迅速增加，已深入到我们生活和工作的每一个角落，因此废旧电池对环境的污染也日趋严重。全球每年有320亿节废旧电池被丢弃。以德国为例，平均每人每年就要消耗10节电池，合计约30000吨。大量丢弃的废旧电池对土壤的破坏非常严重。然而，德国每年回收带有毒性的镍、镉电池只有1/3，而2/3的电池被作为生活垃圾处理。每年流入环境中的汞约8吨，镍约400吨，镉约400吨，这个数字是相当惊人的。再看看我国，目前我国干电池的年产量达120亿节以上，占全世界年产量的1/4，年消耗量

保守估计在70亿节左右。据有关部门统计，我国首都北京每年消耗电池达6000吨，约4.5亿节，但每年回收量仅约50吨，不足年消耗量的1%。有资料显示，一粒钮扣电池可以使1平方米的土壤化为“毒土”，使60万公升的水无法饮用。当然，这是专家理论上的测算，电池污染的外泄至少需要四年。但当成千上万节电池抛向道旁、田间、河中时，岂不是在我们周围埋下了一枚枚“生态地雷”？而更可怕的是，这些“生态地雷”是很难处理的，如果用堆肥处理，可能导致肥料中重金属含量超标；如果用焚烧处理，则形成汞蒸气，同时可能催化有害气体的生成，造成大气污染。

废旧电池对人类健康的危害也是不容忽视的。废旧电池之所以对人体造成危害，是由于废旧电池都含有铅、汞、镉、锂、镍氢等重金属元素，这些重金属元素能够通过各种途径进入人体内，长期积蓄难以排除，从而损害神经系统、造血功能和骨骼，甚至可以致癌，最终导致死亡。例如，若人体内铅过量，将损害人的神经系统和消化系统，会引起神经衰弱、神经紊乱、手足麻木、消化不良、腹部绞痛等症状，同时还会引起肾炎、血中毒和其他痛变。汞具有强烈的毒性，若人体内汞过量，将改变人的精神状态，同时还会引起脉搏加快、肌肉颤动、口腔和消化系统上的一些病变。重金属镉，主要是危害神经系统，同时还会造成肾损伤以及骨质疏松、软骨症、骨折等骨疾。另外，锂电池采用非水溶剂、无机或有机电解液及硫酰氯

等正极材料，这些物质的氧化性极强，污染严重时，可以导致人脱牙、掉发，甚至窒息。3.废旧电池的治理措施

既然废旧电池对人类的生活环境和健康会造成如此严重的危害，那么怎样处理废旧电池就显得尤为重要。当然，对废旧电池加以回收和利用不失为一种较理想的处理方法。

目前，国内对废旧干电池的处理和利用通常采用四种方法：人工分选法、干法、湿法和干湿法。人工分选法就是将回收的废旧干电池，先进行分类，人工选出碳棒、铜帽、锌皮及各种残留物，并分别用相应的方法予以处理。干法，也叫烟火法，就是对废旧干电池分类筛选、砸碎后再放入熔炉中在废旧电池都含有汞、铅、镉、锂、镍氢等重金属元素废旧电池都含有汞、铅、镉、锂、镍氢等重金属元素600--800度下焙烧，将排出的气体冷凝后提取汞，再将焙烧剩余物方入回转窑中在1100--1300度下焙烧，从烟气中回收氧化锌，从残渣中回收锰和铁。湿法就是将干电池分类破碎后置于浸取槽中，加入稀硫酸进行浸取，再经过过滤，从滤液中提取金属锌，滤渣分离出铜帽铁皮后，再从剩余泥渣中进一步提取出锰来。干湿法就是将干法和湿法的优点结合起来，先用焙烧的方法回收汞和部分锌，再用浸动和电积的方法回收锰和剩余的锌。

国外通常的做法是采用湿法，但比国外的处理方法多一道工序，也就是说，不仅用酸浸取，电积以提取铁、镉等，而且用碱中和来沉淀锌、镍等。此外，日本次愿研究所还采用筛选、磁选、氯化、再筛选外加熔炼的方法来处理废旧电池。

相比之下，国外的处理方法工序更多、更细致、更复杂，只有在较大的规模下才经济。我国的废旧干电池处理厂家只有不断扩大规模，充分利用规模，合理、经济的降低成本，并在此基础上大幅度地提高技术水平，才能兼顾环境效益、社会效益与经济效益，促进废旧电池的有效回收和利用。

第三部分 西安市废旧电池的污染现状与建议 我们先后对西安市的三家大型批发市场（西安市轻工业品批发市场、西安市康复路批发市场和西安市环南路批发市场），西安市的五家大型商场（民生大楼、开远商厦、百盛商厦、秋林公司和唐城大厦），以及东郊地区二十家小杂货铺营销电池的情况进行了调查，然后用统计分析的方法估算出西安市干电池年平均消耗量在1000万节以上，但西安市对废旧电池的回收处理却几乎为零。

从我们的调查结果可以看到，废旧电池对西安市的环境已造成了威胁，如果不及时处理，后果将不堪设想。为此，我们经过讨论提出以下建议： 1． 回收方面：

（1）学习外省经验（例如北京），提出“人人动手、人人收集”的口号，以每个社区为单位，建立1—2个废旧电池回收箱，由社区的住户将废旧电池收集起来，统一处理。

（2）在中小学中倡议学生将废旧电池集中到学校，避免因流失而造成环境污染。学校方面再将废旧电池送往专门处理的地方。这样做的同时，也对学生进行了“保护环境，从我做起”的教育。

（3）在零售商处设置废旧电池回收点，由零售商统一转交给批发商，最后再统一送往集中处理的地方。为了能够促使大家把废旧电池交会回收点，可开展一些优惠活动，例如，可以拿5节废旧电池换取1节新电池等。2． 处理方面：

（1）希望西安市政府能在废旧电池回收利用方面投资建厂，使回收来的电池有可以处理的地方。

（2）如政府因财政问题而无法解决资金问题，可先在社会各界发起募捐活动，剩余部分再由政府拨款。

（3）希望在“西部大开发”之际，能吸引一些外省及国外的废旧电池厂家前来投资，这将

是一个很有前景的市场。

（4）组成一个科研小组，对电池内各种物质的提纯进行研究，提高处理废旧电池的技术水平，降低处理成本。

（5）将提取的重金属出售给电池生产厂家进行再利用，以免造成二次污染。3． 宣传方面：

（1）号召大家多采用充电电池或“绿色电池”。

（2）在社会上定期做宣传，不能只是“三分钟热度”，这样才能将废旧电池的回收工作做好、做长久，让全社会时刻关心这个大工程。十．作业布置：课本45页1、2、3 十一.教学反思

在学习闭合电路的基础上介绍外电路和内电路、外电阻和内电阻，外电压和内电压的意义，通过演示实验让学生直观感受内电阻的存在。在闭合电路中能量转化的讨论中采用类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解.