初三物理(人教版)电流和电路（第一课时）-3任务单

学习任务单

课程基本信息课例编号学科物理年级9年级学期第1学期课题电流和电路（第一课时）教科书书名：物理九年级上册出版社：人教版出版日期：2013年6月学生信息姓名学校班级学号学习目标知道电流的形成条件；知道电流方向的规定方法；知道电路的组成。课前学习任务复习：物质的微观结构；常见导体导电的原理。课上学习任务【学习任务一】了解电流的形成条件；了解电流方向的规定方法。【学习任务二】了解电路的组成部分；了解各部分的作用。学习电池知多少(一)电池的发展历程1746年，荷兰莱顿大学的马森布罗克在发明了收集电荷的“莱顿瓶”。因为他看到好不容易收集的电却很容易地在空气中逐渐消失，他想寻找一种保存电的方法。有一天，他用一支枪管悬在空中，用起电机与枪管连着，另用一根铜线从枪管中引出，浸入一个盛有水的玻璃瓶中，他让一个助手一只手握着玻璃瓶，马森布罗克在一旁使劲摇动起电机。这时他的助手不小心将中另一只手与枪管碰上，他猛然感到一次强烈的电击，喊了起来。马森布罗克于是与助手互换了一下，让助手摇起电机，他自己一手拿水瓶子，另一只手去碰枪管。1780年，意大利解剖学家伽伐尼（LuigiGalvani）在做青蛙解剖时，两手分别拿着不同的金属器械，无意中同时碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激，而如果只用一种金属器械去触动青蛙，就无此种反应。伽伐尼认为，出现这种现象是因为动物躯体内部产生的一种电，他称之为“生物电”。伽伐尼的发现引起了物理学家们极大兴趣的，他们竞相重复枷伐尼的实验，企图找到一种产生电流的方法，意大利物理学家伏特在多次实验后认为：伽伐尼的“生物电”之说并不正确，青蛙的肌肉之所以能产生电流，大概是肌肉中某种液体在起作用。为了论证自己的观点，伏特把两种不同的金属片浸在各种溶液中进行试验。结果发现，这两种金属片中，只要有一种与溶液发生了化学反应，金属片之间就能够产生电流。1799年，意大利物理学家伏特把一块锌板和一块锡板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功地制成了世界上第一个电池——“伏特电堆”。这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。它成为早期电学实验，电报机的电力来源。1836年，英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液，解决了电池极化问题，制造出第一个不极化，能保持平衡电流的锌—铜电池此后，这些电池都存在电压随着使用时间延长而下降的问题。当电池使用一段时间后电压下降时，可以给他通以反向电流，使电池电压回升。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池”。也是在1860年，法国的雷克兰士（GeorgeLeclanche）还发明了世界广受使用的电池（碳锌电池）的前身。它的负极是锌和汞的合金棒（锌－伏特原型电池的负极，经证明是作为负极制作材料的最佳金属之一），而它的正极是以一个多孔的杯子盛装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作为电流收集器。负极棒和正极杯都被浸在作为电解液的氯化铵溶液中。此系统被称为“湿电池”。雷克兰士制造的电池虽然简陋但却便宜，所以一直到1880年才被改进的“干电池”取代。负极被改进成锌罐（即电池的外壳），电解液变为糊状而非液体，基本上这就是我们所熟知的碳锌电池。1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池。干电池的电解液为糊状，不会溢漏，便于携带，因此获得了广泛应用。1890年爱迪生（ThomasEdison）发明可充电铁镍电池。（二）电池的回收与利用2003年，国家出台《废电池污染防治技术政策》规定，从2005年起停止生产含汞量大于0.0001%的碱性锌锰电池。如今，随着技术进步和生产工艺的更新，大多数干电池主要含铁、锌、锰等元素，已不再含汞、铅等重金属。很多干电池外包装上还贴上了“不含铅、汞”的相关标识。据市环保局相关负责人介绍，如今这些干电池可以和生活垃圾一起运往垃圾焚烧填埋场处理，既方便又经济。不过由于历史原因，许多人并不知情。在处理条件不很完善的情况下，废旧干电池若集中处理，反而会造成一定的污染，可分散装进垃圾袋丢弃。电池产业方面回收是最被呼吁的话题，国内和国际上对于干电池的含汞量进行了严格的规定，市面的干电池可以随垃圾处理，但是，如果一个地方聚集了太多的干电池，又或者干电池未达到环保指标，则从资源再利用的角度来看，还是有着干电池回收和利用的市场空间。从干电池的主要品类锌锰电池和碱性锌锰电池来看，回收可以获得汞、锌、镉等金属，并彻底解决电池造成的污染。对干电池而言，其回收利用技术主要有三种，它们分别是：人工分选法、火法回收、湿法回收。一、人工分选法：将干电池分类成碳性电池和碱性电池后，通过机械剖开，然后用人工方法分离出锌皮、二氧化锰（需进一步脱汞）、炭棒、塑料盖等，这是着眼于全面循环利用的一种方法。二、火法回收：干电池被分类、破碎后，送入高温炉（1）锌及氯化锌被氧化成氧化锌随烟排出，由旋风除尘器回收其粉末再进一步合成为氧化锌制品；（2）残存的二氧化锰及水锰石进入残渣，视经济价值可确定是否再回收锰粉，这一方法主要着眼于对锌的回收。三、湿法回收：主要是利用化学反应，（1）将干电池分成碳性和碱性电池后破碎，可将破碎物置于浸出槽中，加入100-120g/L的稀硫酸进行浸出，得到硫酸锌溶液，再由电解法得到金属锌；（2）分离出铜脂、碳棒后，剩余的二氧化锰残留物和水锰石经煅烧后制得二氧化锰。与上述人工分选和火法回收相比，这一方法回收和处理的有害成分不全面。事实上，上述三种方法也还是会有遗留的有害物质的，特别是湿法回收的问题更严重。为此，需要在回收利用当中兼