六年级科学第三单元

第三单元 第 1 课、电和磁 教学目标:通过实验和制作电磁铁使学生知道电流可以产生磁性。 教学准备：导线、电池、小磁针、大铁钉、大头针 教学过程： 一、奥斯特的电磁试验介绍 1819 年冬到 1820 年春，奥斯特在哥本哈根开办了一个讲座，专门为精通哲学和具备 相当物理知识的学者讲授电、电流及磁方面的知识。在 1820 年 4 月的某一天晚上，奥斯 特在讲课时突然想起，过去许多人在电流方向上寻找电流对磁体的效应都没有获得成功， 电流对磁体的作用很可能是一种“横”向的，而不是“纵”向的。于是他“把导线和磁 针平行放置”进行试验。他当时用的电源是一个伽伐尼电池，导线是一根细的铂丝。接 上电源后，果然发现导线附近的小磁针向垂直于导线的方向动起来了。对于小磁针的摆 动，听课的观众几乎是无动于衷，但对奥斯特来说，实在是太重要了，当时他真是激动 万分，多年盼望的现象终于出现了，怎能不激动呢？ 奥斯特为了进一步弄清楚电流对磁针的作用，于 1820 年 4 月到 7 月，花了 3 个月的 时间，做了 60 多个实验。他把磁针放在导线的上方和下方，考察了电流对磁针作用的方 向；把磁针放在距导线的远近不同距离处，考察了电流对磁针作用的强弱；把玻璃、金 属、木头、石块、瓦片、松脂、水等放在磁针和导线之间，考察了电流对磁针的影 响奥斯特在经过 3 个月的紧张工作后，于 1820 年 7 月 21 日发表了一篇名为关于 磁针上电流碰撞的实验的论文，这篇论文是用拉丁文写的，发表在法国化学与物理 学年鉴杂志上。这份杂志在刊登奥斯特的文章时特别作了如下说明，“从中我们可以 知道奥斯特的实验是多么有说服力”。 二、电和磁之间有什么联系 自然界中的磁体存在两个磁极，自然界同样存在两种电荷。不仅如此，磁极之间的 相互作用，与电荷间的相互作用具有相似的特征；同名磁极或同种电荷相互排斥，异名 磁极或异种电荷相互吸引；这些都说明电和磁之间存在紧密的联系。 电能生磁。电流周围存在磁场。生活中常用的电磁铁、电磁继电器、电铃等都是利 用了这个原理。 磁能生电。磁生电即电磁感应现象，就是利用磁场可以获得电流，例如发电机。 磁场对通电导体有力的作用。电动机就是利用了磁与电的这个特性。 2 三、生活中与磁有关的工具及其工作原理 生活中有很多与磁有关的工具，如指南针、电磁铁、电磁继电器、麦克风、扬声器 等。 指南针利用了磁体的基本性质：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。指南针南 极指南，也就是指向地磁的北极（地磁北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北 极附近）。 电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来, 使衔铁和动静触点接触， 工作电路闭合，开始工作。电磁铁断电时，失去磁性，弹簧把衔铁拉过来，断开工作电 路。电磁继电器就是利用低压控制电路控制工作电路通断开关的。 第 2 课、电磁铁 一、电磁铁的磁力与哪些因素有关 电磁铁产生磁力的大小与电流有关，还与线圈大小、形状、圈数有关。在线圈一定 的情况下，电流越大磁力越大，电流越小磁力越小；当通入电流一定时，线圈的匝数越 多，磁力越大。电流和线圈两个因素共同决定了电磁铁磁力的大小。 二、电磁铁南北两极的变化与什么有关系 把螺线管紧密地套在一个铁芯上，这样就构成了一个电磁铁。电磁铁的磁性随线圈 中电流的增加而增大。电磁铁的南北极与导线中电流的方向有关。当电流的方向反向以 后，电磁铁的南北两极也随之发生改变，北极变成南极，南极变成北极。 三、电磁铁直接连接的是交流电源的正负两极，实际上不就成短路吗？ 3 四、怎么解释这种做法 我们平常使用的电源（如日光灯、电视机、电脑等用电器的电源），都是交流电源。 这种电源提供的电流的大小和方向都发生变化。接通电源以后，电路中就会有变化的电 流。电磁铁线圈对变化的电流有阻碍作用，始终阻碍电路中的电流。这样电路中电流就 比较小，不至于烧坏电路。在阻碍的过程中，电能变成电磁铁磁场的能量。线圈绕的匝 数越多，对变化电流的阻碍作用就越大。所以电磁铁可以直接连接在交流电源上而不会 发生短路。 第 3 课、电磁铁的磁力（一） 一、电磁是如何将磁性传给铁钉的？ 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。铁或钢制的物体都能被磁化，而铜 或铝制的物体不能被磁化。钢是制造永磁体的好材料。 磁化的方法如下。 （1）用磁体的一极靠近。 （2）用磁体的一极沿同一方向摩擦磁化。铁钉如果放在电磁铁附近也会被磁化，从 而获得磁性。 二、如何判断电磁铁的南北两极 法国物理学家安培判断电磁铁南北两极的方法，被称为安培定则，具体的判断方法 是：伸出右手，用手握住电磁铁的线圈，让四指弯曲的方向和线圈中电流的方向一致， 则大拇指所指的那端就是电磁铁的北极。 我们还可以通过其他方法判断电磁铁的南北两极。当电磁铁通电时，我们在它的附 近放上一个小指南针，观察小指南针北极的指向，小指南针北极指向的一端就是电磁铁 的南极。 4 三、如何解释磁化现象 为了解释永磁和磁化现象，安培提出了分子电流假说。安培认为，任何物质的分子 中都存在着环形电流，称为分子电流，而分子电流相当一个基元磁体。当物质在宏观上 不存在磁性时，这些分子电流的取向是无规则的，它们对外界所产生的磁效应互相抵消， 故使整个物体不显磁性。在外磁场作用下，等效于基元磁体的各个分子电流将倾向于沿 外磁场方向取向，而使物体显示磁性。 四、电磁铁的磁场为什么比单独的通电线圈的磁场强 电磁铁是在铁芯的外面绕上通电线圈形成的，通电线圈会形成磁场，放入的铁芯受 到它的磁化作用也产生磁性。电磁铁的磁场实际上是两个磁场的叠加，所以会比单独的 通电线圈磁场强。 4、电磁铁的磁力（二） 一、电流检测器的工作原理是什么 输电线内部有变化的电流，这样会在输电线周围产生一个变化的磁场。当电流检测 器靠近时，检测器内部会被感应出电流，这样电流就会被显示出来。 二、怎样理解电流和磁场 电可以生磁，磁也可以生电。通电直导线和通电螺线管的周围都可以产生磁场，电 磁铁就是电生磁的应用。反过来，磁也可以生电。我们把一个闭合线圈放在一个恒定的 磁场中不会产生电流，但当把闭合的线圈放在一个变化的磁场中时，线圈中就会感应出 电流。总之，电流可以产生磁场，但只有变化的磁场才能产生电流。 5 三、静电与磁有关系吗 静电和磁现象是没关系的，磁现象的本质是与运动电荷有关的。 四、什么叫永磁体 你也许发现“吸铁石”不仅可以吸引铁，而且“吸铁石”之间会相互吸引或排斥。 很早之前就有人注意到了这种现象，并把这种性质称为磁性。具有磁性的物质叫磁体， 磁体可以彼此不接触而相互吸引或排斥。有的磁体的磁性可以长久保持，叫做永磁体。 人们最早使用的磁体都是永磁体，如铁的一些氧化物。现在人们利用一些稀土元素也可 以制造磁性非常强的永磁体。 永磁体的存在是内部结构的原因，其电子的排布比较稳定，因此能够长期保持磁性。 如果对它进行高温加热或者撞击，永磁体的磁性就有可能失去。 五、如何判断电磁铁中电流的方向 我们可以通过安培定则来判断电磁铁中电流的方向。先判断出电磁铁的南北两极， 然后伸出右手，用手握住电磁铁的线圈，让大拇指指向电磁铁的北极，则四指弯曲的方 向就是线圈中电流的方向。 六、安培和安培定则 安培 (17751836)是法国物理学家。1775 年 1 月 22 日诞生于里昂。从小，安培就 具有惊人的记忆力，尤其在数学方面有非凡的天赋。他 13 岁就能理解有关圆锥曲线的原 理，并发表了第一篇数学论文，论述了螺旋线。他年轻时生活贫苦，曾在中学教数学。 1805 年定居巴黎，1808 年任法国帝国大学总学监，后历任巴黎工业大学数学教授、法兰 6 西学院实验物理学教授等职。1814 年当选为法国科学院院士。1827 年被选为伦敦皇家学 会会员。他还是柏林、斯德哥尔摩等科学院的院士。 安培的兴趣是多方面的，不但钻研数学，而且对物理学、化学等都感兴趣，他还花 了大量时间研究过心理学、伦理学等。他在物理学方面的主要贡献是对电磁学的基本原 理有重要发现，如安培定律、安培定则和分子电流等。 1820 年 9 月 11 日安培在法国科学院听到关于奥斯特实验的报告后，产生了极大兴趣， 第二天就重做了奥斯特的实验，并于 9 月 18 日向法国科学院报告了第一篇论文，提出磁 针转动方向和电流方向的关系服从右手定则(以后这个定则被命名为安培定则)。以后又 在短时间里，通过实验和数学归纳，提交数篇论文，阐述了各种形状的曲线载流导体之 间的相互作用；提出了表示通电导线在磁场中受力情况的公式，称为安培力公式；发现 了环路定律；并且在 1821 年 1 月提出了著名的分子电流假说，认为每个分子的元电流形 成一个小磁体，这是形成物体磁性的原因。安培还第一个把研究动电的理论称为“电动 力学”。安培还发现，电流在线圈中流动的时候，表现出来的磁性和磁铁相似，创制出 第一个螺线管，在这个基础上发明了电流计。 安培思考科学问题专心致志，在这方面流传不少佳话。据说有一次，安培在街上走 着走着，想出了一个电学问题的算式，正为没有地方运算而发愁，突然，他见到面前有 一块“黑板”，就拿出随身携带的粉笔，在上面运算起来。那“黑板”原来是一辆马车 的车厢背面。马车走动了，他也跟着走，边走边写；马车越走越快，他就跑了起来，一 心一意要完成他的推导，直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动， 使当时街上的人笑得前仰后合。 七、磁悬浮列车介绍 磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单来说，排斥力 使列车悬起来，吸引力让列车开动。磁悬浮列车上装有超导磁铁，铁路底部则安装有线 圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者 “同性 相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它 与列车上的磁铁相互作用，使列车前进。磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙，一 般为 1 毫米至 10 毫米，因此运行安全、平稳舒适、无噪声，全自动化运行，时速可达 550 千米。高速磁悬浮列车用电磁力将列车浮起而取消轮轨，采用长定子同步直线电机将 电供至地面线圈，从而取消受电弓，实现了与地面没有接触、不带燃料的地面飞行，克 服了传统轮轨铁路的主要缺点。 高速磁悬浮列车最大的优点是快，其时速可达 400 至 550 千米，高速磁悬浮列车对 环境影响较小，线路占地面积较少，磁场强度低，耗能较低，由于是抱在轨道上悬浮行 驶，且按飞机的防火标准配置设施，因此乘坐平稳舒适，安全性非常高。轨道里安装了 大功率直线同步电动机，所以高速磁悬浮列车动力来源于轨道，具有高度的加速和制动 7 能力；弯曲半径较小，爬坡能力较强。 我国已经初步掌握了常导低速磁悬浮稳定悬浮的控制技术。西南交大成功地进行了 4 个座位、自重 4 吨、悬浮高度为 8 毫米、时速为 30 千米的磁悬浮列车试验之后，长为 6.5 米、宽为 3 米、自重 4 吨、内设 15 个座位的 6 吨单转向架磁悬浮试验车在铁科院环 行试验线的轨距为 2 米、长 36 米、设计时速为 100 千米的室内磁悬浮试验线路上成功地 进行了试验。6 吨单转向架磁悬浮试验车的研制成功，为低速常导磁悬浮列车的研究提供 了技术基础。 第 5 课、神奇的小电动机 一、发电机工作的原理，举例说明各种能量的发电站 电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能转化成电能的机械设 备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流、气流，燃料燃烧或原 子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转化为电能。发电机在工农 业生产、国防、科技及日常生活中都有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构 造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路以产生 电磁功率，达到能量转化的目的。 根据能量的来源不同可将发电站分为水力发电站，风力发电站，火力发电站以及核 电站等几类。 二、电动机的工作原理 电动机也称为“马达”，是把电能转变为机械能的机器。电动机构造分为两部分： 定子与转子。定子是电动机固定部分，作用是用来产生旋转磁场，它主要由定子铁芯、 定子绕组和机座组成。转子有两种鼠笼式与绕线式。 利用电动机可以把发电机所产生的大量电能，应用到生产事业中去。电动机的构造 和发电机基本上一样，但原理却正好相反。电动机原理是通电于转子线圈以引起运动， 而发电机则是借转子在磁场中运动产生电流。为了获得强大的磁场，不论电动机还是发 电机，都以使用电磁铁为宜。电动机因输入的电流不同，可分为直流电动机与交流电动 机。（1）直流电动机用直流电流来转动的电动机叫直流电动机。（2）交流电动机 用交流电流来转动的电动机叫交流电动机。 8 第 6 课、电能和能量 一、什么是能量 能量是一切物质活动的源泉，是一切生命活动的基础。目前已知的能源有（1）太阳 辐射能及其转换成的能，包括矿物燃料、风力、水力、植物燃料、海洋波浪、海水温差 等；（2）地球本身蕴藏的能量，包括原子能和地热等；（3）地球与其他天体相互作用 所产生的能量，如潮汐能。矿物燃料和植物燃料的燃烧是造成大气污染的主要原因。因 此，采用无污染能源是防止大气污染的重要措施。 二、能量有哪些形式 从物质运动形式分，能量可以分为机械能、内能（热能）、光能、电磁能、化学能、 核能等。 从自然界的存在形式分，能量可以分为太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能、煤、 石油、天然气及其他矿物燃料能等。 三、什么样的能是机械能 机械能是动能与势能的总和。势能分为重力势能和弹性势能。决定动能的是质量与 速度，决定重力势能的是高度和质量，决定弹性势能的是劲度系数与形变量，动能与势 能可相互转化。机械能是表示物体运动状态与高度的物理量。 机械能守恒是指物体动能与势能的变化量相等，也就是动能的增加与减少等于势能 的减少与增加。 风吹着帆船航行，空气对帆船做了功；急流的河水把石头冲走，水对石头做了功； 运动着的钢球打在木块上，把木块推走，钢球对木块做了功。流动的空气和水，运动的 钢球，它们能够做功，它们都具有能量。空气、水、钢球是由于运动而能够做功的，它 们具有的能量叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 9 四、什么样的能是化学能 化学能是一种很隐蔽的能量，它不能直接用来做功，只有在化学变化的时候才释放 出来，变成热能或者其他形式的能量。石油和煤的燃烧、炸药爆炸以及人吃的食物在体 内发生化学变化时候所放出的能量，都属于化学能。化学能是指化合物的能量，根据能 量守恒定律，这种能量的变化与反应中热能的变化是大小相等、符号相反的，参加反应 的化合物中各原子重新排列而产生新的化合物时，将导致化学能的变化，产生放热或吸 热效应。 热能又称内能、热量等，它是生命的能源。每天人的体育运动、上课学习和其他一 切活动，以及维持人体正常体温、进行各种生理活动都要消耗能量。就像蒸汽机需要烧 煤、内燃机需要用汽油、电动机需要用电一样。人体的热能来源于每天所吃的食物，但 并不是食物中所有的营养素都能产生热能。 五、能量守恒定律是什么 能量守恒定律的内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。 能量守恒定律的重要意义：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体，小到原子核内部，只要有能量转化，就一 定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的 作用。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过 能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。 (1) 自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分 子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等。 (2) 不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能 转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能； 电流通过电热丝做功将电能转化为内能等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以 相互转化，且是通过做功来完成这一转化过程的。 (3) 某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 10 第 7 课、电能从哪里来 一、风力电站、潮汐能电站简介 我国风力发电始于 20 世纪 80 年代，起步并不晚，但步伐迟缓，至今没有取得突破 性进展，存在着规模偏小、产业化程度低、发电成本高等软肋。截至 2004 年底，全国风 电总装机容量只有 76.4 万千瓦，占全国电力总装机容量的 0.13。 风电是目前技术比较成熟、发展最快的可再生能源发电技术，具有广阔的市场前景。 确立能源领域的科学发展观，将风电提高到我国能源可持续发展的战略地位刻不容缓。 据分析，风电上马快，建设周期只有几个月甚至更短，而核电、水电的建设周期往往需 要好几年。世界风电正在以年均 33 的速度增长，有的国家增速甚至超过 60。我国 现有风电装机容量 70 多万千瓦。如果以年均 30的速度递增，到 2020 年，将超过亿 千瓦，占到总电力装机容量的 10左右。届时，西北、东北、华北、东南沿海地区的风 电以及西南地区的水电，将形成互相支撑、互相补充的电力供应格局，为我国经济的高 速发展提供源源不断的动力。 因海水涨落及潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。它是一种无需燃料、不会污染 环境的新能源。利用潮汐能发电，就是利用海湾、河口等有利地形建筑水堤，形成水库， 以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。 它无需淹地、移民，且年发电量稳定。 中国潮汐发电研究与试验起步较早。1958 年，全国“土法上马”建了 40 多座“土潮 汐电站”，又在 20 世纪 70 年代再建了 10 多座潮汐电站。后来，由于种种原因，许多潮 汐电站废弃了。目前，我国正在运行发电的潮汐电站共有 8 座：浙江乐清湾的江厦潮汐 试验电站、海山潮汐电站、沙山潮汐电站、山东乳山县的白沙口潮汐电站、浙江象山县 岳浦潮汐电站、江苏太仓县浏河潮汐电站、广西饮州湾果子山潮汐电站、福建平潭县幸 福洋潮汐电站。这 8 座潮汐电站总装机容量为 6000 千瓦，年发电量 1000 余万度。 二、三峡水电站简介 “三峡工程”全称为“长江三峡水利枢纽工程”，整个工程包括一座混凝土重力式 大坝、泄水闸，一座堤后式水电站，一座永久性通航船闸和一架升船机。三峡工程建筑 由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。大坝坝顶总长 3035 米，坝高 185 米， 水电站左岸设 14 台，右岸 12 台，共装机 26 台，前排容量为 70 万千瓦的小轮发电机组， 总装机容量为 1820 千瓦时，年发电量 847 亿千瓦时。通航建筑物位于左岸，永久通航建 筑物为双线五级连续船闸及单线一级垂直升船机。 三峡工程分三期，总工期 18 年。一期为 5 年（19921997 年），主要工程除准备工 11 程外，主要进行一期围堰填筑，导流明渠开挖。修筑混凝土纵向围堰，以及修建左岸临 时船闸（120 米高），并开始修建左岸永久船闸、升爬机及左岸部分石坝段的施工。二期 工程为 6 年（19982003 年），工程主要任务是修筑二期围堰，左岸大坝的电站设施建 设及机组安装，同时继续进行并完成永久性船闸、升船机的施工。三期工程为 6 年 （2003 2009 年），本期进行的右岸大坝和电站的施工，并继续完成全部机组安装。 届时，三峡水库将是一座长达 600 千米，最宽处达 2000 米，面积达 10000 平方千米，水 面平静的峡谷型水库。 第 8 课、能量与太阳 一、煤、石油、天然气等能源是怎么形成的 煤主要是远古时代的高等植物在地壳运动中被深埋在地下或水中，其残体在缺氧条 件下被厌氧细菌生化降解，纤维素、木质素、蛋白质等被分解并聚缩，形成胶体状的腐 殖酸。其余具有抗腐能力的部分如树脂、角质、孢子等保留原有形态分散在腐殖酸中， 逐步变成含水很多、黑褐色的泥炭。这是成煤的第一阶段泥炭化阶段。 经过漫长的地质年代，泥炭在地热和泥沙覆盖层不断增厚或地壳下沉而受压增大的 作用下，泥炭层被压实、失水，其化学性质和成分发生变化。泥炭的密度和碳含量相对 增加，腐殖酸、水分、氧、氢和甲烷等挥发物逐渐减少。随着泥炭的质变由浅到深，依 次形成不同种类的褐煤、烟煤、无烟煤等。这是成煤的第二阶段 煤化阶段。 石油的生成过程与煤相似。它的形成物质主要是低等动、植物遗体中的脂肪、蛋白 质和碳水化合物。这些有机物质的沉积物在地壳长期缓慢下降中不断增厚，或在深水中 被沉积保存。同样经历了缺氧或强还原环境中的细菌分解阶段和温度、压力增加条件下 的转化阶段，碳和氢的含量富集，形成一种流动或半流动的粘稠性液体。石油的生成条 件要求较严格，沉积过程初期，若温度和压力不合适，不能生成石油。当沉积深度达到 1000m4000m，温度达到 60150时有机质生成大量石油。若压力和温度进一步增加， 有机质被热分解，如深度超过 4000m，温度超过 150200几乎不能生成石油。 天然气的形成物质非常广泛。除石油有机物质可以产气外，高等植物中的木质纤维 腐烂分解，无机物质如地下深处碳钙等各种矿物的分解，都可以生成天然气。天然气的 生成过程比石油容易、简单，除生成石油的压力和温度范围外，在常温、常压、高温、 高压下均能产生气体。同时，天然气除在强还原环境外，有氧气存在的弱还原条件下 （如沼泽地带）也可生成。天然气中富集的有机物质被菌化或分解后形成的分散碳氢化 合物使天然气成为可燃气体。 12 二、当今世界能源的储备现状 根据2004 年 BP 世界能源统计，截止到 2003 年底，全世界剩余石油探明可采储 量为 1565.8 亿吨，其中，中东地区占 63.3，北美洲占 5.5，中、南美洲占 8.9， 欧洲占 9.2，非洲占 8.9，亚太地区占 4.2。2003 年世界石油产量为 36.97 亿吨， 比上年度增加 3.8。通过对比各地区石油产量与消费量可以发现，中东地区需要向外输 出约 8.8 亿吨，非洲和中南美洲的石油产量也大于消费量，而亚太、北美和欧洲的产销 缺口分别为 6.7 亿、4.2 亿和 1.2 亿吨。 煤炭资源的分布也存在巨大的不均衡性。截止到 2003 年底，世界煤炭剩余可采储量 为 9844.5 亿吨，欧洲、北美和亚太三个地区是世界煤炭主要分布地区，三个地区合计占 世界总量的 92左右。同期，天然气剩余可采储量为 175.78 万亿立方米，储采比达到 67。中东和欧洲是世界天然气资源最丰富的地区，两个地区占世界总量的 75.5，而其 他地区的份额仅分别为 57。随着世界一些地区能源的相对枯竭，世界各地区及国 家之间的能源贸易量将进一步增大，能源运输需求也相应增大，能源储运设施及能源供 应安全等问题将日益受到重视。 三、新能源的开发 世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代，现在正在向 以天然气为主转变，同时，水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续 发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的 格局，未来在发展常规能源的同时，新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟 2010 年可 再生能源发展规划中，风电要达到 4000 万千瓦，水电要达到 1.05 亿千瓦。2003 年初英 国政府公布的能源白皮书确定了新能源战略，到 2010 年，英国的可再生能源发电量 占英国发电总量的比例要从目前的 3提高到 10，到 2020 年达到 20。 在世界消费能源结构中，煤炭所占的比例将由目前的 26.47下降到 2025 年的 21.72，而天然气将由目前的 23.94上升到 2025 年的 28.40，石油的比例将维持在 37.6037.90的水平。同时，过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸 秆、粪便的利用将向清洁化方向发展，洁净煤技术（如煤液化技术、煤气化技术、煤脱 硫脱尘技术）、沼气技术、生物柴油技术等将取得突破并得到广泛应用。一些国家，如 法国、奥地利、比利时、荷兰等已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电，它们认为核电 就是高效、清洁的能源，能够解决温室气体的排放问题。 四、产生太阳能的过程叫什么 13 地球上的一切能量几乎都是直接或间接来源于太阳的。例如，生物的生长，气候的 变化，江河湖海的出现，煤和石油的形成 哪一样都离不开太阳。 太阳是怎么发出这么巨大的能量来的呢？它是不是永远这样慷慨地供应地球，永远 也消耗不尽呢？太阳的确在燃烧着，太阳燃烧的物质不是别的，而是化学元素中最简单 的元素氢。不过，太阳上燃烧氢不是通过和氧化合，而是通过另外一种叫做热核反 应的方式来进行的。我们都知道氢弹爆炸释放大量的能量，氢弹爆炸的过程实际就是热 核反应。太阳上进行的热核反应，每燃烧一克氢，就可以产生 1500 亿卡的能量，相当于 燃烧 150 吨煤。太阳物质的化学组成和地球的很不一样，绝大部分是太阳进行热核反应 所需要的氢。氢占太阳质量的 3/4 以上。因