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电能的储
存与输送
第三节
第十九章　电能从哪里来
初中物理沪科版（2024）九年级全一册
1
能认识生产生活中一些主要的电池。
2
了解高压输电。
3
知道高压输电中变压器的作用。
4
知道高压电弧和跨步电压的危害及防护。
学习目标
1.一节干电池的电压是　　V，我国家庭电路的电压是　　V。对人体安全的电压　　　　　　。
1.5
答案　电流和电压
220
不高于36 V
2.取一个橙子，把铜片、铁片插入其中，就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示，铁片是水果电池的___极，两个相同水果电池______(选填“串联”或“并联”)后可提供更高电压，该水果电池的电压是　　　V。
3.利用电功率的公式说明：影响电功率的因素都有哪些？
0.6
负
串联
温故知新
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？
情景引入
1. 电池概念
电池是一种把其他形式的能转化成电能的装置，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：化学电池是把化学能转化为电能的装置，是生活中最常用的电池。
(2)分类：①根据所用的材料不同，化学电池分为____________、铅酸蓄电池、镍镉电池、________等。
锌锰干电池
锂电池
合作探究
一、电池及其发展
②原电池和二次电池
大多数电池的使用是一次性的，我们称之为原电池；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_________或二次电池。
锌锰干电池的构造示意图
(3)锌锰干电池
右图是锌锰干电池的构造示意图，锌锰干电池由______(正极)、______(负极)及二氧化锰和电解质等组成，它属于原电池。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1.5V。
蓄电池
碳棒
锌筒
(4)蓄电池
①能量转化
蓄电池被广泛用作汽车或电动自行车等的电源，充电时，它把_____转化成化学能储存在电池内，使用时再把_______转化为电能。
生活中的蓄电池
电能
化学能
②特点
蓄电池能多次充电并可供给较大的电流，电压也比较稳定。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，电动自行车的蓄电池组是由3或4个蓄电池串联而成的。
3.化学电池有哪些优点和不足？太阳能电池有哪些优点？
答案　化学电池使用方便，但它们大多含有汞、镉、锂等金属元素，铅酸蓄电池中更有铅电极板和电解液。随意丢弃化学电池会污染环境，破坏生态。太阳能属于可再生能源，污染少，但是受环境因素影响较大。
1.器材：柠檬、铜片、锌片、导线、二极管。
2.步骤:(1) 将铜片和锌片插入柠檬中
(2)再将导线分别与二极管两个接线脚相连。观察二极管是否发光。
制作柠檬电池
迷你实验室
1.定义：将太阳能转化成电能装置。
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
如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是(　　)
A.单个柠檬电池提供的电压较小
B.柠檬电池的化学能转化为电能
C.此水果发电的原理是电磁感应
D.两金属片可以一个是铜片，另一个是铁片
C
学以致用
解析　水果电池提供的电压都比较小，故单个柠檬电池提供的电压较小。柠檬电池是将化学能转化为电能的装置。此水果发电的原理是化学反应。由于铜没有铁片活泼，铁片在酸性条件会失去电子，而铜不可以，故两金属片可以一个是铜片，另一个是铁片。
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？
二、高压输电
想一想
电能输送的途径：发电站→___________→高压线路→__________→工厂或居民用电。
升压变压器
降压变压器
合作探究
家庭用电的电压是220V，然而高压输电线上的电压通常都有几十万伏。为何采用高压输电？
(1)输电线上的电能损耗
电能在输送过程中，由于导线发热，会造成电能损耗。
(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导线的电阻R或输电电流I。
1. 高压输电的原理
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：用电阻较小的材料作为输电线，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，但在家庭电路中可以选用铜导线。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：增加输电线的横截面积。由于该方法同时增加了导线的重力，架设困难，所以也是有一定限度的。
②减小输电线中的电流，提高输电电压
根据P损＝I2R线，导线电阻不变，要减小输电线上的损耗的功率P损，需要减小输电线中的电流I。实际输电过程中输送功率P总是不变的。根据P总＝UI，要保证输送功率P总不变，电流I减小，所以远距离输电时，一方面要减小输电的电流，从而减少输电线上电能的损耗；另一方面要提高输电电压，保证输送功率不变。
发电厂发出的交流电压通常在几千伏至数万伏，在发电厂内先用升压变压器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，用降压变压器进行一至两次降压，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220V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。
2. 电能远距离输送的过程
目前我国远距离送电采用的电压有 110kV、220kV和 330 kV，少数地区采用 500 kV的超高压送电，以及800 kV、1 000 kV的特高压输电。
远距离输电是不是输电电压越高越好
高压输电可以减少电能的损失，但并不是电压越高越好。随着输电电压的升高，对绝缘材料的要求就会提高，输电线架设的难度也会增大。所以在大功率、远距离输电时，用较高的电压输送；近距离输电，则不用太高的电压输送。
想一想
远距离输送电能要用高压输电，其原因是(　　)
A.减少因输电线路发热而损耗的电能
B.使电能不会在输电线路上损耗
C.高压输电比较安全
D.发电机的功率太小，只能用高压输电
A
学以致用
三、高压触电及其防护
用电器为什么不直接使用高电压呢？ 高压触电有哪些类型？应怎样才能避免高压触电 ？
高电压的绝缘防护要求很高，直接供给家用电器是十分不安全的。很容易发生触电事故。
想一想
合作探究
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产生放电现象，使人和动物触电，称为电弧触电。
(2)跨步电压触电
若高压输电线不慎发生断裂，一端落到地上，在地面上以落地点为中心的区域内会形成很高的电压。人若走到此区域，其两脚之间承受了较高电压，这个电压通常称为跨步电压(如图所示)，此时会发生触电事。
视频欣赏——《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，必须远离高压带电体。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
高压危险警示牌
在一些场所会看到图中所示的标志，这表示附近有高压电，需要注意防止触电。
不接触低压带电体；不靠近高压带电体。
(2025·菏泽郓城县月考)高压输电线都架得很高，原因是(　　)
A.防止高压电弧触电
B.防止跨步电压触电
C.防止阻碍交通
D.减小电能损失
A
解析　高压带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时产生放电现象，使人和动物触电，称电弧触电。所以，高压输电线都架得很高。
学以致用
1.关于电源，下列说法错误的是(　　)
A.发电机是把机械能转化为电能的电源
B.干电池和蓄电池是把化学能直接转化为电能的电源
C.氧化银电池、太阳能电池等新型电池都是把其他形式的能量转化为电　
　能的电源
D.电源的作用就是把电能转化为其他形式的能量
D
课堂练习
2.(2024·西安蓝田县期末)如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法正确的是(　　)
A.太阳能电池板将电能转化为太阳能
B.给蓄电池充电将化学能转化为电能
C.蓄电池放电将化学能转化为电能
D.小风扇工作时将化学能转化为机械能
C
解析　太阳能电池板将太阳能转化为电能。蓄电池充电时，消耗电能，是将电能转化为化学能。蓄电池放电，蓄电池将化学能转化为电能。小风扇工作时将电能转化为机械能。
3.若高压线断裂落地，请不要靠近，更不要用手去挪动，正确的做法是派人看守现场，迅速找电工师傅来处理，这是因为(　　)
A.高压线温度高，会造成烧伤
B.高压线的电压高，对人和物有巨大的斥力
C.人走近时会造成跨步电压触电
D.高压线有巨大的吸引力，可将人吸过去而导致触电
C
解析　高压线落到地面上，人靠近时，会在人的两脚间形成跨步电压，就可能造成跨步电压触电，故要派人看守现场，迅速找电工师傅来处理。
4.近年来，为了降低电费价格，减轻农民负担，国家对偏远农村陈旧老化的电网进行改造，以减少远距离输电的电能损耗。采取的措施是提高输送　　　 (选填“电流”或“电压”)，并且　　　(选填“增大”或“减小”)输电线的横截面积。
5.家庭电路中，电饭煲与空调是　　　(选填“串联”或“并联”)的；发电站通过　　　(选填“高压”或“低压”)输电线路将电能输送至远方的变电站。
电压
增大
并联
高压
课堂小结
电能的储存与输送
电池
高压输电
干电池
蓄电池
目的:高压输送以减小电能的损失
化学电池
太阳能电池
途径:发电站→升压变压器→高压线路→降压变压器→工厂或居民用电
变压器
原理:电磁感应
不能改变直流电的电压
高压触电
高压电弧触电
跨步电压触电
谢谢

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