2电流的强弱教学设计(精选7篇)
1.2电流的强弱教学设计 篇一
《四—电流的强弱》教学设计论文
一、教学目标: 知识与技能:
1、认识电流的大小,知道电流的单位、符号,关心生活中有关用电器工作的电流值;知道电流表的用途、符号,2、知道正确使用电流表的规则,并会将电流表正确接入电路,画出相应的电路图。
二、过程与方法:在认识和使用电流表的过程中,学会阅读说明书,对照实物,掌握正确使用测量工具的方法。
三、情感态度与价值观:注意培养严谨的科学态度、实事求是的作风和与他人合作的精神。
四、难点难点重点:正确使用电流表,并能准确读数。难点指导:学生正确连接电路,正确使用电流表。
教学准备:用电器说明书、学生分组实验用干电池、小灯泡、开关、学生用电流表(多套)、演示电流表、多媒体设备。
五、教学过程:
教师活动:
一、引入新课水管中的水流有大有小,在相同的时间内,从水管中流出的水越多,水流就越大。导体中的电流是否也有大小呢?用一节干电池给小灯泡供电与两节干电池给小灯泡供电,灯泡的亮度有何不同?这说明了什么?板书课题:
四、电流的强弱 学生活动:观察灯泡的亮度并思考:为什么会出现这种亮度不同的情况?引导学生回答:因通过灯泡的电流不同而造成的。设计意图:引导利用电流效应的大小来判断电流的强弱,渗透转
换法的思想。
教师活动:
二、电流的强弱
1、组织学生自学《怎样表示电流的强弱》。板书:1.1电流表示电流的强弱。电流用字母i表示,单位是安培,简称安,符号是a。简介安培。提醒注意i和a不混淆。常用单位及换算关系:1 ma=__10-3__ a,1µa =__10-6__a
2、投影教材中常见的电流值。
3、演示水果电池的电流值,并进行单位换算。
学生活动:
1、阅读教材p110部分内容,了解怎样表示电流强弱,并完成学案练习。
2、相互交流课前收集准备的一些家用电器的说明书,读出铭牌或说明书上所标的电流值。
3、观察电流值并会单位换算。
设计意图:认识物理学家。培养学生自学能力,使学生理解电流的意义,并学会进行电流单位换算。通过观察引起兴趣,使学生关心生活中有关用电器工作的电流值,对电流的大小有个初步印象。教师活动:
三、电流表及其连接设问:同学们,当初次使用家用电器时,一般都要先做件什么事?
1、引导学生观察认识电流表引导思考:观察电流表,从表的外观上可以获得哪些信息?归纳说明:字母a+三个接线柱+两种接法+零刻度+两种刻度的含义。投影电流表的两种接法: 接线柱 量程 最小分度值 读刻度盘的哪一排 “-”和“0.6” “-”和“3”
2、指导学生阅读电流表的使用说明引导思考:要测量小灯泡的电流,应该怎样把电流表接入电路中?要注意什么?
3、引导学生总结出使用电流表的正确方法。教师投影插图并作演示加以说明并板书:a、电流必须从正接线柱流进,从负接线柱流出。(教师演示电流“负进正出”将引起的后果)b、被测电流不能超过电流表的量程。(教师演示试触现象,学生观察电流表指针的摆动情况。)c、电流表必须和被测用电器串联。(教师演示串联和并联电路中电流表的连接方法)d、强调:任何情况下都不能使电流表直接连到电源的两极(禁接电源)。(教师演示并介绍造成电源短路的危害)
4、引导讨论:电流表量程选择过大或过小有什么不好?如果指针反向偏转,问题出在哪儿?(选择量程 快速试触)
学生活动:
1、观察桌面的电流表的外形、接线柱、表盘、刻度等,并说出其外部构造含义。在小组内交流总结电流表的特点。认真观察电流表后,完成左边表格内容。
2、学生带着思考阅读课本p111页《怎样连接电流表》内容部分。分组进行讨论。学生分组诵读,用一句话概括出每段中正确使用电流表的方法。
3、学生听讲,通过教师的投影说明全面理解掌握电流表的使用方法。记住:在实验中不能将电流表直接连接在电源两极上!
4、学生交流讨论。设计意图:学生小组合作交流学习。全方位认识电流表外形构造特点,为电流表的正确使用打下基础。使学生学会阅读,对照实物,掌握正确使用测量工具的方法。培养学生归纳能力。正确使用
电流表是电学实验中必须具备的基本技能,结合实物和投影强化和规范实际过程中的操作行为,培养学生严谨的科学态度。按照“讲规则——看插图——做演示”的程序进行有效教学。
教师活动:
四、电流表的读数
1、引导学生回忆温度计的读数方法,知道使用基本测量工具前,应养成“三观察”(量程、分度值、零刻度线)的好习惯。
2、通过错例展现,教师示范,归纳介绍读数步骤并板书:a:明确电流表的量程;b:确定电流表的分度值;c:接通电路后,读出指针向右共偏转了多少个小格,计算出电路中电流的大小。
3、利用课件指导读数训练:将电流表的刻度盘投影放大,将指针拨至不同位置,让学生练习读数。
4、《想想议议》:测量电流时,如果电流表的指针没有正好指在某个刻度线上,应该怎样读数?
学生活动:
1、学生回忆温度计的读数方法。
2、学生阅读教材p112《怎样在电流表上读数》部分并作出归纳。
3、分析、做好记录,并记住正确的读数步骤。
4、学生读数比赛。学生思考讨论。设计意图:类比基本测量工具的使用。结合实物和投影使学生掌握读数的基本方法,并指导学生观察和训练。调动学生参与,既使教师及时了解当堂的教学效果,又活跃了课堂气氛。
教师活动:
五、反馈练习(学生实验)《动手动脑学物理》p112第2题:连接下面实物图,使小灯泡能够发光并且电流表能够测出流过灯泡的电流(估计为0.1~0.3a)。
1、教师强调:(1)要遵守科学规则,即电流表连结电路时要遵循
电流表的使用规则。(2)连结电路时,开关是断开的,检查无误后再闭合开关。
2、教师展示错例,让学生分析原因。
3、教师规范解答。
学生活动:学生实践练习,巩固验收。步骤要求:(1)先设计画出电路图;(2)再连接实物图;(3)检查电路后,闭合开关,正确读出电流大小;(4)熟悉单位与ma、μa的换算。
设计意图:让学生体验科学实验与研究过程。通过典型练习,使学生熟练掌握电流表的使用和读数方法,提高动手实践操作能力。展示错例,让学生分析原因,既达到巩固、掌握的目的,又提高学生语言表达能力。
教师活动:
六、反思总结请学生谈收获和体会;教师进一步强调本节课的重点难点:
1、电流的单位及换算关系;
2、电流表的正确使用规则及读数。口诀记忆电流表的使用方法:“正进负出 不超量程 串联接入禁接电源”
学生活动:学生反思自己本节课的学习情况,谈收获和体会。设计意图:反思总结
教师活动:
七、布置作业
1、完成练习册《学考精练》第四节内容,并预习下节课内容;
2、编写一份电流表的简易《说明书》,供课后评比。(提示:可从用途、规格、使用方法和注意事项等方面加以说明)
学生活动:学生完成作业。
设计意图:作业分层,注意知识与能力渗透、理论与实践结合,培养学生发散思维能力和创新思维能力。
2.建筑电气中的强弱电设计分析 篇二
【关键字】建筑;电气;强弱电;设计
1.强弱电及其相关概念论述
在日常工作中可以看到,虽然大部分建筑电气工作者对实际操作很了解,但自身对相关概念和理论仍然一知半解。要想从根本上确保强弱电设计的安全性和持久使用性就必须对相关概念和理论知识进行较深入的了解。因此,本文首先对建筑电气中强弱电、强弱电之间的区别、强弱电系统等相关概念进行阐述。
1.1强电之概念
强电通常是指交流电压在24V以上的电,电压一般为110V~220V之间,特点是电压高、电流大、功率大、频率低。一般而言,强电一般在以下几个方面使用较为广泛:家庭照明灯具、电热水器、洗衣机、冰箱、空调、电脑、音响等,均为强电电气设备。
1.2弱电之概念
弱电通常是指32V以内,特点是电压低、电流小、功率小、频率高,直流电路或音频所用的线路、视频线路、电话线、网线等信号线路。例如,家庭中的电话、电脑、电视机等信号输入线路、音响设备输出线路等,都是弱电电流。
1.3强弱电之间的区别
强电与弱电之间除使用电器存在着区别之外,在交流频率、传输方式、功率及电压大小等方面均存在着区别。
(1)交流的频率存在不同
强电电流的频率一般为50Hz,可以称为“工频”,也就是工业用电使用的频率。而弱电的频率则是用高频或者是特高频来表示,单位一般为KHz、MHz。
(2)强弱电的传输方式存在不同
在通常情况下,强电一般用输电线路来进行传输,主要考虑的问题是减少损耗、提高效率;弱电一般有两种传输方式:有线、无线,无线传输主要是电磁波的方式进行,主要考虑的是信息传送的效果问题。
(3)功率、电压及电流大小存在不同
一般而言,强电的功率是一 KW(千瓦)、MW(兆瓦)为单位、电压一般是以V(伏)、KV(千伏)为单位,电流以A(安)、kA(千安)来计算。而弱电功率一般是以W(瓦)、mW(毫瓦)来计算,电压以V(伏)、mV(毫伏)为单位,电流以 mA(毫安)、uA(微安)为单位。
正是因为这些差别的存在,才使得强弱电在建筑电气、家庭生活中的使用范围有所差异。在建筑电气设计中,相关从业者也要对这些差异加以注意和重视。
2.建筑电气中强弱电的具体设计规范
2.1建筑电气强弱电整体设计规范
建筑的配电系统要与维护管理和供电安全的目标相符合。建筑电气中的低压配电系统在楼内设总配电箱,一般有总电表、总开关、支路开关三个部分,由总箱到各单元电箱以三相四线进行供电,如果单元负荷量小于 20 kW,则可以用单相电源向各个单元进行供电。除此之外,设计者还应该充分考虑现实情况,设计多个回路,确保电路的稳定运行。这是总体而言对建筑电气中的强弱电设计进行规范。主要包括以下几个方面:
(1)布线
在对建筑电气的强弱电进行设计时,要充分考虑到强弱电分布在同一区域后相互影响这一问题。强电会在其周围产生较强的磁场,因此,如果将强弱电之间的布线距离放的太近,则会对弱电线路,例如电视、电话线、网线等传输信号造成影响。通常来说,弱电电缆不可以和高压电缆在一起实施捆绑布线,两者终端之间的最小距离应当保持在450mm。
(2)防磁干扰
在机柜中,强电系统会对弱电系统造成干扰,这种干扰的主要来源为辐射耦合、传输耦合。因此,在进行强弱电设计时要充分考虑到磁场的干扰,采用隔离或者屏蔽的方式进行抗磁干扰。
(3)电负荷计算
建筑在投入使用之前,要先进行电负荷标准的设计。但是,在其投入使用之前并不能确定建筑日后拥有的电器种类及数量,因此会给设计带来较大的困难。但是,如果电负荷测量不准确,那么就会造成资源的浪费或者是带来安全隐患。因此,在实际设计时,一般会采用单位面积法对用电负荷进行计算。按照面积区域越大负荷密度越小的方式来进行粗略计算,并且在后期进一步复查。另外,也可采用单位指标法计算负荷Pjs(适用于照明及家用电负荷),再乘以需用系数η,即可得到实际最大负荷(PM),如式 (1)所示。 PM=Pjs×η。η是系数,一般根据建筑住户数量、电器具数量和负荷特性进行确定。通常用户数在25~100户的可以取0.6,用户数在101~200户的取0.5,用户数在200户以上的取0.35。
2.2建筑电气强弱电设计具体规范
在建筑电气中进行强弱电设计,不仅要从整体上遵守基本规范,还应该对具体的规范有所了解。只有这样才能真正把握好强弱电设计的基本规范,做好建筑电气的强弱电设计工作。 建筑电气中规范设计具体而言按照室内功能区域划分为:卧室强弱电设计、厨房强弱电设计、走廊强弱电设计等。因为其区域功能存在差异,进行强弱电设计时需要遵循的规范也有所不同。具体阐述如下:
在对卧室进行强弱电设计前,通常线路分为以下几部分:电源线、照明线及其他。对卧室线路进行区分设计以后,再进行强弱电的设计。在设计过程中尤其要注意以下几点:第一,应该在卧室中将各种线路的终端预留出来。例如,可以在床头的位置预留电源线终端,并且设计带开关的插线板,以方便住户使用。此外,如果卧室中有写字台,则应该在写字台旁边安装电源线、电脑线、电话线等终端。这些终端位置的选择和预留,都应当事先与业主进行良好的沟通,方能决定。除此之外,在卧室中照明灯的选择也有讲究。卧室照明灯以单头灯或吸顶灯为宜。但是,如卧室的面积较大,则可以选择按照多头灯,并且加装一个分控器。无论是单头灯还是多头灯,都应该要注意开关的选择。
在对客厅强弱电进行设计时也要遵循相关规范,客厅与卧室功能有所不同,主要是如常进行一些诸如吃饭、会客等公共活动。首先,从客厅的线路来看。客厅中的线路通常有电话线、空调线、照明线等。在进行设计时要充分考虑到各种线路的铺设是否有足够空间、位置是否合适等问题。其次,在对客厅进行线路预留时要注意以下几方面:第一,为了更加方便,电视、电脑线的终端一般放在电视柜的上方。空调线终端预留时,首先要由空调安装专业人员进行位置的设定,之后按照空调专业安装人员测定的部位预留空调线和照明线开关。第二,客厅中的照明与卧室不相同,一般选择吸顶灯或者是单头灯并且使用单联开关。第三,现代客厅具有多功能性,可能会摆放饮水机、加湿器等电器设备,设计者在进行强弱电设计时必须要将电器设备摆放位置和数量加以考虑,并且预留出电源的端口。
3.结语
无论是在专业工作中,还是在家庭生活中都可以看到,人们希望工作和居住环境能够越来越舒适、安全与便捷。因此,人们对建筑电气工程设计的要求也越来越高。作为一名从业者,如何在实际工作中,对建筑电气中的强弱电进行合理的设计是需要不断思考和探索的话题。只有对当前现有的电气强弱电设计进行持续的改进革新,才能够真正满足人们的需求.除此之外,有关单位还应该加强对员工的培训、继续教育,丰富从业者在相关领域的专业知识,真正将知识转化成实际生产力,在建筑电气中的强弱电设计中做到既实用又美观、既方便又安全。
参考文献
[1]戴玉兴.民用建筑电气设计数据手册[M]北京:中国建筑工业出版社.2001
[2]赵厦宏.高层建筑电气设备的特点[J].山西建筑.2003
[3]段世隆.浅谈建筑电气中强弱电的设计[J].建材与装饰.2007
3.声音的强弱教学设计 篇三
【教学年级】一年级 【课 时】一课时 【教学内容】
1、音乐活动:声音的强弱。
2、在故事、乐曲中体验声音的强弱。【教学分析】
声音有四种基本属性,即强弱、长短、高低、音色。声音的强弱是很容易表现出来的,但往往在说法上与高低相混淆。对于一年级学生来说,掌握好音的强弱有助于培养学生感受音乐的能力。在教学过程中我通过律动、让学生寻找自己发出的声音,拍节奏、演唱歌曲、用声音讲故事等一系列活动来表达自己对声音的强弱的感受。
【教学目标】
1、根据学生已有的生活经验,模仿生活中的声音,理解、感受声音的强弱,认识音乐中的力度记号:f和p。
2、在音乐故事和乐曲中理解音乐形象,发展学生的创造能力、表演能力及模仿能力。
3、学唱《大鼓和小鼓》,能将f和p正确地运用到演唱歌曲中。【教学重点】认识音乐的力度记号强(f)、弱(p),并能掌握运用。
【教学难点】运用声音的强弱的音乐形象,拓展学生想象的空间。【教具准备】钢琴、课件 【教学过程】
一、组织教学。
师生问好,播放微视频《声音的强弱》)
二、感受音的强弱
1、敲击节奏。
分别把“f”、“p”放到节奏里,或变换位置进行敲击。学生按节奏朗读歌词,并拍打节奏。教师在节奏谱上标明“f”和“p”,引导学生在节奏谱中运用强记号和弱记号。
2、学习歌曲。
(1)播放《大鼓和小鼓》录音范唱带,用听唱法学唱歌曲。(2)让学生自己在歌曲中运用强记号和弱记号,并能自己演唱。(3)小组合作学习。(4)小组展示。
(5)集体采用两种不同的方法来演唱。
3、播放一段音乐,让学生进一步感受音乐中的强弱。(1)、播放《小蘑菇》舞蹈其中的音乐片断,学生听。通过想象模仿引导学生用动作表示音乐的强和弱。(2)、再次播放《小蘑菇》
让学生都跟着音乐跳起来,用动作表现音乐的强和弱。
4、聆听观看活动,观看声音的故事《大雨和小雨》,感受不同的音乐形象,获得情感体验。
要求学生观看后能根据自己的观察,感觉故事中声音的强弱,能随音乐用小沙锤、塑料袋表演故事内容。
三、课堂小结。
1、教师总结这节课的情况。
4.2电流的强弱教学设计 篇四
在第五册音乐课本中的第一单元中分别安排了一首四三排的歌曲和四二拍的歌曲。四三拍子的歌曲,歌词通俗易懂,旋律优美,我也特别喜欢这首歌曲。但是学生却怎么唱也唱不出感觉,最重要的是没有能掌握好三拍子的节奏。其实学生都知道三拍子的节奏可以用“强—弱—弱”来表示,念歌词、唱谱时都没有问题,一旦结合到歌曲中就完全用不上。在跟组内老师讨论的时候,大家都说三拍子的歌曲是学生最难掌握的,需要很多的方法和技巧,最好的方法是用身体的动作来表现,而且要跟着旋律多次感受。在另外一个班上课时,我采用了奥尔夫音乐教学理念,不是先交如何唱歌,而是先让学生随着音乐尝试用身体语言来表现三拍子的强弱弱规律,有许多学生创造了极富想象的表现方法,如:第一拍拍手,第二、三拍跺跺脚;第一拍拍手,第二、三拍拍两个肩膀等。到了教唱的环节就让学生用他们创造的身体语言练唱,再加上打击乐器的伴奏,大大提高了学生的学习兴趣和理解能力。
我才明白,当我在第一个班上课时,学生虽然知道三拍子中的“强—弱—弱”,但那仅仅是因为是老师告诉他们的,其实他们并没有真正明白三拍子的规律和含义。如果用简单的动作代替繁杂的歌谱、歌词教学,本来很难学的知识一下子就可以变得一目了然。体态律动的加入,更能活跃课堂气氛,提高学习兴趣。简单的多种方式的结合,培养了学生的乐感以及创造性思维,使学生能在自然的状态下进入音乐,也有利于学生展示多方面的创造能力。
5.2.1电源和电流教案 篇五
教学目标
一、知识与技能
1.让学生明确电源在直流电路中的作用,理解导线中的恒定电场的建立 2.知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流 3.从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
二、过程与方法
通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
三、情感态度与价值观
通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
教学重点与难点:
重点:理解电源的形成过程及电流的产生。
难点:电源作用的道理,区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
教学过程
教师活动:为什么雷鸣电闪时,强大的电流能使天空发出耀眼的强光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光?
通过现象对比,激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。过渡:要回答这个问题,就要从电源的知识学起。1.电源
教师:(投影)教材图2.1-1,(如图所示)分别带正、负电荷的A、B两个导体球,它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来,分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化?最后,A、B两个导体球会达到什么状态?R中出现了怎样的电流?
学生活动:在教师的引导下,分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到,最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R中的电流只能是瞬时的。
【问题】如何使电路中有持续电流?(让学生回答—电源)类比:(把电源的作用与抽水机进行类比)如图2—1,水池A、B的水面有一定的高度差,若在A、B之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快消失,在这种情况下,水管中只可能有一个瞬时水流。
教师提问:怎拦才能使水管中有源源不断的水流呢? 让学生回答:可在A、B之间连接一台抽水机,将水池B中的水抽到水池A中,这样可保持A、B之间的高度差,从而使水管中有源源不断的水流。
归纳: 电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。(从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)
2.导线中的电场:
教师:(投影)教材图2.1-3,(如图所示)
介绍图中各部分的意义,取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究,如图所示。
教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化,最终又会达到怎样的状态。要把思维的过程展现给学生。
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果,其一是电源正、负极产生的电场,可将该电场分解为两个方向:沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动,形成电流;垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集,从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场,该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场,直到使导线中该方向合场强为零,而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行,自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的,故称恒定电场。
通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。3.电流(标量)
(1)概念:电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向。
(3)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式:IQ t电流的微观表示:
取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C,横截面积为S,导体中每单位体积中的自由电荷数为n,每个自由电荷带的电量为q,则t时间内通过横截面C的电量Q是多少?电流I为多少?---引导学生推导
老师归纳:Q=nV=nvtSq
I=Q/t=nvqS
这就是电流的微观表示式。(4)单位:安培(A),1 A =103mA = 106µA(5)电流的种类
① 直流电:方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类:其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流;方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。
② 交流电:方向和大小都随时间做周期变化的电流。分析课本例题
6.军事谋略中的强弱转换 篇六
对于中国本土企业来说,本土市场已经成了全球战场,我们既可以看到“强胜弱败”,也有大量“以弱胜强”。易趣金元来势汹汹,而淘宝游击将其败退;GOOGLE举全球之力进攻,百度却借本土特色领先。
不管“蓝海”如何流行,“双赢”如何高唱,但“红海”依然是竞争的常态,强者绝不会主动与弱者双赢,商场即战场无疑是竞争的真理,企业的比拼犹如生死较量。在纷繁复杂的竞争中,强弱易手转瞬之间,我们急需更新自身的强弱观念,以看待新的竞争环境。到底什么是“强”,什么是“弱”,如何才能使己強,使敌弱,决定企业每一次竞争的胜负成败!
继2006年第4期,我们从美国国防部《反恐启示录》中获得未来竞争的灵感之后,本期我们又从中国人民解放军摘取谋略精华,奉上原汁原味的军事谋略,以开拓企业竞争的新视野。
“强”“弱”新观念
两军对垒,我们看惯了“强胜弱败”,也不乏惊叹于“以弱胜强”。但面对全球500强,中国本土企业似乎弱势明显,难道我们只能引颈待割?到底什么是“强”?什么是“弱”?我们必须有全新的认识,否则就将分不清局势,徒叹奈何!
一、“军事实力”与“战斗力”的“强弱”对比
传统的强弱观念,实际上主要是指军事实力的强弱,是指作战双方之间在人员和武器装备的数量和质量上进行直接比较,占优势一方为强,劣势一方为弱。
这种简单的“强”、“弱”观念无疑是有重大局限的。因为它离开了部队所担负的作战任务,单纯从军事实力的角度进行双方之间的直接比较。这种认识成立的前提,是交战双方军队所担负任务的完全同一和平等,事实上,这种情况是很少出现的。衡量作战过程中双方参战部队战斗力的强弱,不但要看其实力水平(即所拥有的人员和武器装备的数量和质量)的高低,而且还要看其所担负的作战任务的大小。
事实上,任何一场战争都只是特定条件下双方军队战斗力的交锋,而这里的战斗力是指部队担负作战任务的实际能力。
战争是一个双方运用自己所拥有的军事实力同对方进行斗争的过程,因此,我们在衡量强弱的时候,不但要考虑军事实力本身的影响,还要考虑军事实力在斗争中被加以运用的方式、方法、时机、地点等因素的影响。同样的军事实力,运用的方式、方法、时机、地点不同,所能完成的作战任务的大小也就不同(施加给对方的作战任务的大小也不同)。
军事实力被加以运用的结果,形成了战斗力。二者比较而言,军事实力的强弱是一种静态的强弱,战斗力的强弱是一种动态的强弱,而战争总是处于动态当中的。所以对战争起决定作用的“强”、“弱”必然是战斗力的强弱。
二、战斗力的强弱是相对于具体任务而言的。
既然是战斗力的强弱,那么这个强和弱就必然与所担负的任务大小有关。因为战斗力是指军队担负作战任务的实际能力。
一般来说,如果所投入的战斗力一定,那么所担负的任务越重,则战斗力就越弱,所担负的任务越轻,则战斗力就越强。
进一步说,战斗力的大小与战斗力的强弱,应该是被加以区分的两个概念。战斗力的大小仅仅是决定战斗力强弱的因素之一。判断战斗力的强弱,除了战斗力自身因素之外,还要看所担负的作战任务的大小。离开了具体的作战任务,则无所谓战斗力强弱,或者说,无法确定战斗力的强弱。
如果所投入的战斗力能够完成所担负的作战任务,也就是战力平衡,那么它就为“强”,如果所投入的战斗力不能完成所担负的作战任务,也就是战力失衡,那么它就为“弱”。这应该是判断战斗力强弱的最终和最高标准。
强弱转换的关键
面对竞争对手,华为的“压强策略”助其攻城略地,而易趣的金元攻势却功败垂成。为何同样的强势带来不同的结局,胜败的关键究竟在何方?
一、“强”(战力平衡)的三个条件
如果要使军队能有效完成作战任务,也即战力平衡,至少需要同时具备以下三条:
1.空间一致
即部队战斗力的实际控制空间与完成作战任务所要求控制的空间必须相互一致;
2.时间一致
即部队战斗力的实际控制时间与完成作战任务所要求控制的时间必须相互一致;
3.水平一致
即部队战斗力的实际水平与其要完成的作战任务的难度水平必须相互一致。
二、“弱”(战力失衡)的四种形式
从战力平衡的三个条件中,我们可以推导出战力失衡的四种基本形式,即空间差、时间差、任务差和能力差。
1.空间差
所谓空间差,是指作战部队的实际控制空间与完成作战任务所需控制的空间之间出现的差异。这样,出现空间差的部队就无法将战斗力集中于作战任务,从而处于弱者地位。这主要包括以下三种情况:
一是战此力彼,即战在此处而力在彼处。是说一支部队,其完成作战任务所需控制的空间在此地,而其战斗力的实际控制空间却在另外一个地方。在这种情况下,当战斗在此地打响时,处于彼地的作战部队要么是因为两地之间距离太长,要么是因为对方的阻击等不能及时赶到此地。
二是战场大而力场小。是说作战任务要求必须控制某一定范围的空间,而其战斗力却只能控制其中的一部分,从而无法展开大规模的战斗,顺利完成作战任务。
三是力场大而战场小。是说作战任务要求必须控制某一定范围的空间,而作战部队却被分散于一个更为广阔的空间内,从而导致投入到既定任务控制空间上战斗力的不足。
2.时间差
是指在空间一致的情况下,作战部队战斗力的实际控制时间与完成作战任务所要求的控制时间之间的差异。作战过程中任何一方只要出现了时间差,他就不能在部队战斗力最旺盛的时候投入作战任务,从而出现战力失衡,被置于弱者的地位。
这主要包括以下三种情况:
一是战先力后。是说作战任务位于前一时段,而其战斗力却只能在此后的另一时段才可能提升到所需要的水平,难以赶上作战任务的需要。
二是力先战后。是说战斗力只能在前一时段具有较高的水平,而作战任务却在此后的彼一时段出现,导致作战任务出现后,战斗力却下降了的情况。
三是战长力短。是说所要完成的作战任务要求必须在某一个相当长的时间段内将部队的战斗力保持在一个较高的水平,而实际上部队却只能在该时间段内的某一部分时间上满足上述要求,从而使作战任务无法坚持下去。
3.能力差
是指作战能力差,即战斗力差。在作战任务的时间、空间和难度等因素一定的条件下,由于作战部队战斗力的实际水平不足而产生的与完成该作战任务所需要的战斗力的理想水平之间的差距。
4.任务差
所谓任务差,是指在作战部队战斗力的控制时间、空间和水平等因素一定的条件下,部队实际担负的作战任务超出了其能够完成的任务水平而产生的差距。
强己弱敌的策划模式
竞争的成败并不决定于绝对实力的大小,大企业有可能阴沟里翻船,小企业也可能逆势而上。系族企业因为战线过长而崩溃,小企业采取农村包围城市而崛起,这一切的关键,在于把握好不同战场的对敌态势,以提出适合自身的强己弱敌的模式。
一、强己弱敌的基本模式
军事谋略,作为以实现我强敌弱为目的的强己弱敌方法,其基本模式是:从调整作战任务与作战能力(战斗力)及其关系入手,努力使己方战力平衡,使敌方战力失衡。
进一步看,究竟怎样实现使己方战力平衡,使敌方战力失衡呢?也就是说,究竟怎样使己方由弱变强,使敌方由强变弱呢?
事实上,既然存在斗争,那么就已说明其中任何一方都在不同程度上处于战力失衡状态,都有能力差或任务差或空间差或时间差存在。
因此,要实现使己方战力平衡,减能力差、减任务差、减空间差、减时间差是四条基本途径;同样道理,要使敌方战力失衡,则有加能力差、加任务差、加空间差、加时间差这四种基本途径。归纳起来可以用六个字来概括,即“加减战力矛盾”。
二、空间差的典型战例
例1.诺曼底登陆战役:
诺曼底登陆战役,是第二次世界大戰中,美、英盟军进行的一次大规模战略性登陆作战。为对付盟军登陆,希特勒曾构筑一条永久性抗登陆防线,其设防重点在加莱地区。
为迷惑德军,登陆前盟军还进行了一系列战役伪装措施:在德情报机关周围建立了假无线电情报网;在英格兰东部虚设了一个由巴顿中将任司令的“美第一集团军群”;在德军飞机能侦察到的地方设置了一定数量的假的登陆舰艇、坦克和滑翔机;飞机对加莱地区的投弹量比诺曼底地区多一倍;登陆日前夜,小型舰只和飞机进行了佯动,利用电子器材模拟大规模的登陆舰队和机群。此外,还采取了严格的保密措施。所有这些工作,使德军无论在登陆之前还是在登陆开始后都误认为,美、英军队要在加莱登陆,从而将德军大量预备队吸引在加莱地区,为诺曼底登陆成功创造了决定性的条件。
【新解】盟军诺曼底登陆的成功,是使德军出现战此(诺曼底)力彼(加莱)型战力空间失衡,形成战力矛盾,从而被置于弱者地位的结果。
例2.放弃土地,欲取先与
全国解放战争的初期,有以下统计数字:
问题是,在头四个月,为什么要放弃这么多的城市?
这个问题,可以用蒋介石自己的话来回答,我们在进攻中虽然占领了许多城市,却要处处设防,尤其在交通要点和后方基地必须置重兵把守,每处至少布置了一个团以上的兵力。我们的兵力就这样被四处分散,并且都成了不能机动使用的“呆兵”,而共军则能随时集中主力采取行动,在我们正面积极活动,伺机突袭,将我各个击破。
【新解】我方放弃土地的作用,在于使蒋介石兵力四处分散于新占领的土地上,使其战斗力的“力场”扩大而在其某个局部上力场的强度下降,当我集中主力攻击其某一局部时,很容易使敌形成力场大战场小的战力空间失衡,出现战力矛盾,从而将其置于弱者地位。
三、时间差的典型战例
例3.齐鲁长勺之战
公元前684年,齐国进攻鲁国,在一个叫做长勺的地方摆开了阵势。在作战过程中,齐军一进攻,鲁庄公就准备出战,被谋士曹刿阻止。等到齐军击鼓三次进攻受挫时,曹刿说可以反击了。于是鲁国军队发起反击,打败了齐军。事后,鲁庄公问曹刿打败齐军的道理,曹刿说,打仗要靠勇气,第一次击鼓鼓足了士气,第二次击鼓,士气开始衰落,第三次击鼓就泄气了。敌人泄气,我军士气旺盛,所以能够打败敌人。用古兵法来说,这叫做“避其锐气,击其惰归”。
【新解】本例中鲁军的获胜是给齐军制造出了力先战后型战力时间失衡,形成战力矛盾,从而置其于弱者地位的结果。
例4.持久战
抗日战争初期,有“亡国论”和“速胜论”两种观点盛行。毛泽东在《论持久战》中,分析了中日两国的基本特点,解释了抗日战争发展的客观规律,驳斥了“亡国论”和“速胜论”,指出中日双方互相矛盾的四个基本矛盾,即敌强我弱,敌退步我进步,敌小我大,敌寡助我多助。指出“抗日战争是持久战,最后胜利是中国的,这就是我们的结论。”
【新解】抗日战争的正确模式是打时间差,其核心在于通过持久作战,使日军出现战长力短型战力时间失衡,形成战力矛盾,由战争开始时的强者地位转化为弱者地位,最终将其击败。
四、任务差的典型战例
例5.“左”倾冒险主义
1928年7月党的第六次全国代表大会后,全国各地的红色政权逐渐发展起来,党在白区的组织和群众工作,也得到相当恢复。但是,当时党内存在着“左”倾冒险主义思想。在革命力量向前发展的形势之下,特别在1930年蒋冯阎战争爆发后的国内形势的刺激下,党内以李立三为代表的“左”倾思想发展起来,错误地估计了当时的客观形势,不承认革命需要组织力量的充分准备,并认为中国革命的总爆发必将引起世界革命的总爆发,提出了“会师武汉、饮马长江”的冒险主义口号,下令全国红军攻打大中城市。使党和革命力量遭受了损失。
【新解】在战斗力水平一定的情况下,战斗力的强与弱,决定于所担负的作战任务的大小。这时,正确的谋略应当是减己任务差。而“左”倾冒险主义思想之所以错误,根源在于提出了超出己方战斗力水平的作战任务(“会师武汉、饮马长江”,攻打大中城市),这实际上是在加己任务差,使己方形成任务差型战力失衡,将自己置于弱者地位,因此必遭失败。
例6.卢汉的智谋
1949年云南解放前夕,国民党地方实力派将领卢汉,已与我党地下组织建立了联系。蒋介石既要依靠卢汉维持残局,又对他很不放心。于是,蒋介石当面命令卢汉,立即对我党地下组织和民主人士进行镇压。这时,卢汉一方面要作出镇压的姿态,以麻痹蒋介石;另一方面又要设法保护左派,以争取和平解放。如何求得两全之策?卢汉巧妙地采用“打草惊蛇”的计谋,先来个解散并查封省议会,然后进行搜捕,使左派提前得到消息,及时进行了隐蔽。
【新解】本例中卢汉先解散并查封省议会,使左派得到消息后隐蔽了起来,这相当于使用加任务差法,使镇压我的地下组织和民主人士这件“任务”的难度增加以至于出现了战力失衡,在事实上形成战力矛盾,已不能完成该任务的情况下再“努力”完成该任务,从而求得了两全之策。
五、能力差的典型战例
例7.背水一战
公元前204年10月,韩信统兵数万攻打赵国。赵王歇和大将陈馀调集20万大军在井径口(今河北省获鹿县西南)凭险据守,汉军很明显处于劣势。
韩信决定兵行险着,夜间密令2千精锐骑兵手持汉军红旗,从小路向赵军侧翼包抄,隐蔽待机。并派出万余人作为前锋,出井径口,背临大河,摆开阵式。赵军见状,笑韩信不识兵法,十分轻敌。拂晓,双方展开激战,汉军弃旗向背水阵撤退,赵军倾巢出动,全力追击。汉军前有河水,后有追兵,无路可退,拼死苦战。陈馀见久战不胜,想退回原地,但这时其阵地已被韩信的2000伏兵占领,插上了汉军旗帜。汉军前后夹击,全歼赵军,击毙陈馀,俘赵王歇,大获全胜。
【新解】《孙子兵法·九地篇》:“投之亡地然后存,陷之死地然后生。”背水阵、破釜沉舟等战法将军队置于危亡之地,断绝士兵侥幸偷生的念头,激发其奋勇杀敌的意志,造成一种士兵必须拼死奋战的形势。这是一种在作战任务已定的情况下,通过制造出危险的形势激发士兵的战斗力,以减能力差的方式实现战力平衡,从而转弱为强,夺取胜利。
[编辑 陈建光]
7.科学探究怎样产生感应电流教案2 篇七
基本要求:
1.了解常用电池的结构、性能及使用注意事项,在生活中能根据需要选择合适的电池。2.了解目前常用的几种发电方式中能量的转化过程、开发利用的可持续发展情况。3.了解各种电池和火力发电方式存在环境污染,提高环保意识。4.通过实验探究,知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。5.经历科学探究的交流与合作过程,养成交流与合作的意识和能力。
重点内容:
1.了解常见的干电池、蓄电池、太阳电池和燃料电池的能量转化特征以及它们的主要结构;知道干电池和蓄电池能够造成环境污染,不要随便拆开或乱丢弃;各种发电方式中有关能量的转化过程、影响可持续发展的因素。
2.对感应电流产生条件的探究。
难点内容:
科学探究产生感应电流的条件及对切割磁感线的理解。
重点内容讲述:
电能是日常生活中的重要能源,它主要来自两个方面,一是电池,二是发电机。
一.电池
电池是一种把其他形式的能转化为电能的装置,电池提供的是直流电(介绍直流电与交流电)。由于制作材料、工作原理和用途的不同,电池有很多种类。
1.化学电池
化学电池是把化学能转化为电能的装置,是生活中最常用到的电池。化学电池的种类和型号很多。其常见的形状有圆柱体,也有长方体,还有其他形状。
化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池);铅酸蓄电池。其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。
锌-锰干电池
锌-锰电池又称勒兰社电池,是法国科学家勒兰社于1868年发明的由锌作负极,二氧化锰为正极,电解质溶液采用中性氯化铵、氧化锌的水溶液,面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池,由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态,故又称锌锰干电池。按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种,板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。
干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是A:黑色二氧化锰粉末------用于吸收在正极上生成的氢气;B:用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。
干电池的电压大约为1.5V,不能充电再生。碱性锌锰电池
20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。电池使用氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质液,采用了与锌锰电池相反的负极结构,负极在内为膏状胶体,用铜钉作集流体,正极在外,活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接,正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。
银锌电池
一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正极壳和负极壳组成,形似钮扣(俗称钮扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液。
电池的电压一般为1.59V,使用寿命较长。镉镍电池和金属氢化物电池
二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极,以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为20世纪80年代末,利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成,是小型二次电池主导产品。
2.蓄电池
其实蓄电池也属于化学电池。它在使用之前要先充电,充电时是将电能转化为化学能蓄存在电瓶内;当其向外放电时,则将化学能又转化为电能。蓄电池能供给较大的电流,电压也比较稳定。常见的蓄电池是铅酸蓄电池
1859年法国普兰特发现,由正极板、负极板、电解液、隔板、容器(电池槽)等5个基本部分组成。用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。
铅蓄电池可放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液的泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到硫酸溶液中。
一个铅酸蓄电池的电压为2V,使用时常将多个电池串联起来使用,如汽车上的蓄电池组是将6个蓄电池串联起来组成的12V电源。
蓄电池的铅电极板和电解液如果乱丢弃,也会造成环境污染。3.太阳能电池
太阳在一年内可以产生出3.8×10千瓦的太阳能,相当于现在整个地球上人类所使用的总能量
23的6×10亿倍。其中约有1/22亿的太阳能辐射到地球上,相当于现在地球上所使用的总能量的3万倍。太阳能电池是人类利用太阳能的一种装置,它是利用光伏特效应将太阳光直接转变成电能的,只有当太阳光照射时才发电,因此,必须有一个蓄电池来储存电力。目前,光电池中常用的一种为硅电池,其光电转换效率可达11%~14%。此外,还有硫化镉电池、砷化镓电池、碲化镉电池等。使用太阳能电池的设备也日益增多,如电子计算器、手表、无线电话、收音机、录音机等,商用太阳能电池的价格已降至每瓦4美元以下。太阳能电池的应用越来越广泛,前景越来越光明。太阳能汽车、太阳电池发电、太阳能飞船、太空太阳能电站等利用太阳能的研究受到世界各国的普遍重视,是一些国家今后能源领域中的重点发展方向。有专家预测,太阳能电池将成为21世纪的重要电力来源之一。
太阳能电池可以做得比较小巧,用在计算器、玩具等到上面。大量的太阳能电池联成阵列,可以建成太阳能发电站,巨大的太阳能帆板是人造卫星上的主要电源之一。
太阳能取之不尽,没有污染,因此太阳能电池是廉价而又干净的电源,它的不足之处是受到天气的限制。
4.燃料电池
燃料电池是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置,是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置。具体地说,燃料电池是利用水的电解的逆反应的“发电机”。电池工作时需要连续地供给活物质(起反应的物质)——燃料和氧化剂,这又和其它普通化学电池不大一样。由于其具有发电效率高,适应多种燃料和环境特性好等优点,近年来已在积极地进行开发。
由于燃料电池能将燃料的化学能直接转换为电能,因此,它没有像普通火力发电厂那样的通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化,可避免过程中转换损失,达到市制发电效率。此外,还具有以下优点:(1)部分负荷时也能保持高的效率;(2)通过与燃料供给装置的组合,可适用范围的燃料;(3)由于输出功率单位由堆的输出功率决定,故机组容量具有自由度;(4)电池本体的负荷响应性好;(5)NOX及SOX等的排出量少,有利环保。
燃料电池通常是按构成的电解质来分类。现在开发最为盛行的有4种燃料电池。各种燃料电池,特别是其动作温度不相同,最先进行开发的磷酸型燃料电池约在200℃的温度下动作。相对于此,熔融碳酸盐型燃料电池和固体氧化物燃料电池均可应用在以石燃料为基本燃料的电厂内,可作为电力电源来利用。高温型燃料电池又可称之为是通过利用其高质量排气,来面向复合发电的燃料电池。
燃料电池的优点是能量转换效率高、可靠性高、工作时无噪声、无尘埃、无辐射,是一种清洁的能源。这种小型设备可以为手机、笔记本电脑和其他一些便携设备提供能量,和目前所使用的锂离子电池相比,重量只相当于原有锂离子电池一半的燃料电池就可以提供约4倍的电池能量。不过这样的设备目前还处于试验当中,估计要到2006年大规模投产后才能进入市场。
二.发电机。
电池提供的电能是有限的,更充足,更强大的电能要通过发电机获取。发电机也是一种把其他形式的能转化成电能的装置。目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电。51.火力发电
利用煤、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能,通过发电动力装置(包括电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置)转换成电能的一种发电方式。煤、石油等燃料在锅炉内燃烧后,把燃料的化学能转化为内能并传递给锅炉内的水,高温高压的水和水蒸气在通过蒸气轮机时,将内能转化为汽轮机叶轮的机械能。汽轮机的叶轮和发电机的转子是连在一起的,发电机的转子获得机械能后将机械能转化为电能。火力发电系统主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、电气系统(以汽轮发电机、主变压器等为主)、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽;电气系统实现由热能、机械能到电能的转变;控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
在所有发电方式中,火力发电是历史最久的,也是最重要的一种。由于地球上化石燃料的短缺,人类正尽力开发核能发电、核聚变发电以及高效率的太阳能发电等,以求最终解决人类社会面临的能源问题。最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制造技术的完善,输变电技术的改进,特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求,20世纪30年代以后,火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的容量由200兆瓦级提高到300~600兆瓦级(50年代中期),到1973年,最大的火电机组达1300兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高,每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期,世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂,容量为4400兆瓦。但机组过大又带来可靠性、可用率的降低,因而到90年代初,火力发电单机容量稳定在300~700兆瓦。
火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的。按原动机分汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电。按所用燃料分,主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。为提高综合经济效益,火力发电应尽量靠近燃料基地进行。在大城市和工业区则应实施热电联供。
火力发电的重要问题是提高热效率,办法是提高锅炉的参数(蒸汽的压强和温度)。90年代,世界最好的火电厂能把40%左右的热能转换为电能;大型供热电厂的热能利用率也只能达到60%~70%。此外,火力发电大量燃煤、燃油,造成环境污染,也成为日益引人关注的问题。
火力发电也是传统的电力能源获取手段之一,尤其是在缺少水资源的地区。相对于需要修建大坝和水库的水力发电,具有投资少、见效快的特点。但火力发电对环境的污染较严重,这是目前需要解决的难题。
2.水力发电
水力发电是利用河川、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处,将其中所含之势能转换成水轮机的动能,再将水轮机为原动机,推动发电机产生电能。因水力发电厂所发出的电力其电压低,要输送到远距离的用户,必须将电压经过变压器提高后,再由架空输电路输送到用户集中区的变电所,再次降低为适合于家庭用户、工厂之用电设备的电压,并由配电线输电到各工厂及家庭用户。
水力发电依其开发功能及运转型式可分为惯常水力发电与抽蓄(蓄能)水力发电两种。由于天然水流有明显的季节性,大量电能又是无法贮存的,因此开发河川水电一般都必须先把河川水流的能量蓄集起来,然后再根据用电需要对其进行时间上的再分配。另外,也只有把河川水流的能量蓄集起来,才便于完成水能到电能的集中转换。利用蓄水水库造成的河段落差,通过压力水管向水轮发电机组供水,水轮机接收水流的能量并将其转变成自身旋转的机械能,然后再带动发电机旋转,完成力学能到电能的转换。蓄能水力发电是在晚间用电低峰时,用所剩余的电力将下池的水抽到上池储存起来,然后,在白天用电高峰时,把上池所储存高水位的水放出,带动发电机发电,其原理如图所示:
水力发电有如下特点:①能源的再生性。水流按照一定的水文周期不断循环,从不间断,因此水力资源是一种再生能源。②发电成本低。水力发电只是利用水流所携带的能量,无需再消耗其他动力资源。③高效而灵活。水力发电的主要动力设备水轮发电机组,不仅效率较高而且启动、操作灵活。④工程效益的综合性。筑坝拦水形成了水面辽阔的人工湖泊,控制了水流,因此兴建水电站一般都兼有防洪、灌溉、航运、给水以及旅游等多种效益。另一方面,也可能出现泥沙淤积、淹没良田、森林、古迹等情况。⑤一次性投资大。
3.核能发电
核能指原子核能,又称原子能,是原子结构发生变化时放出的能量。目前,从实用来讲,核能指的是一些重金属元素铀、钚的原子核发生分裂反应(又称裂变)或者轻元素氘、氚的原子核发生聚合反应(又称聚变)时,所放出的巨大能量,前者称为裂变能后者称为聚变能。通常所说的核能是指受控核裂变链式反应产生的能量。
核能的特点是能量高度集中。1t铀-235在裂变反应所放出的能量约等于1t标准煤在化学反应中所放出能量的240万倍。据估算地球上已探明的易开采的铀储量,如果以快中子堆加以利用的话所提供的能量将大大超过全球可用的煤、石油和天然气储量的总和。
现在核能已成为一种大规模和集中利用的能源,可以替代煤、石油和天然气,目前主要用于发电。
核能发电就是利用受控核裂变反应所释放的热能,将水加热为蒸汽用蒸汽冲动汽轮机带动发电机发电。从1954年原苏联建成世界上第一座核电站开始到1991年全球已有424座核电站在26个国家运行。总装机容量达3.27亿kW,发电量占全世界的16%。核电发展比较领先的地区是那些缺乏煤、石油和天然气以及水力资源的地区如法国、比利时、韩国、日本等。我国东南部沿海地区远离煤炭生产基地,电力需求增长快经济发达发展核电具有十分重要的现实意义。我国自行设计制造的第一座核电站——秦山核电站和引进设备的大亚湾核电站已分别于1993年和1994年投入运行,结束了我国无核电的历史。除核裂变发电外,为最终解决人类的能源问题,正在研究热核聚变发电。核聚变能在瞬间释放巨大能量(如氢弹),1千克氘的热值相当于4千克铀235。需要解决的问题是如何实现核聚变反应的人工控制。世界各国对此都投入了巨大的人力、财力和物力。
三.研究电磁感应现象。(1)通过实验研究电磁感应现象
实验目的:探索磁能否生电,怎样使磁生电。
根据实验目的,本实验应选择哪些实验器材?根据研究的对象,需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。
怎样设计实验?如何操作呢?
我们先做如下设想:电能生磁,反过来,我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?所以我们设计了如图所示的探究电路:在马蹄形磁铁的两个磁极之间悬挂一根导体ab,再把导体两端跟电流表连接起来。下面我们依次对这几种情况逐一进行实验,探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。
操作与记录的表格如图所示。
上述实验说明磁能生电。
是在当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时的条件下才产生磁生电现象的。仔细分析我们发现:左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线,所以不产生感应电流。
实验表明:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的。他经过十年坚持不懈的努力,才发现了这一现象。这种热爱科学。坚持探索真理的可贵精神,值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系,导致了发电机的发明,开辟了电的时代,所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。
(2)研究感应电流的方向
我们知道,电流是有方向的,那么感应电流的方向是怎样的呢?它的方向与哪些因素有关呢?我们可以做下面的实验。
保持上述实验装置不变,反复改变磁场方向或改变导体在磁场中的运动方向,通过电流表指针的偏转方向,我们发现:磁场方向、导体运动方向变化时,指针偏转的方向也发生变化,即电流的方向也随着变化。通过这一现象我们可以得出:导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。
(3)研究电磁感应现象中能的转化
在电磁感应现象中,导体做切割磁感线运动,是外力做了功,它消耗机械能,得到了电能。所以在电磁感应现象中实现了机械能向电能的转化。
(4)理解电磁感应现象的注意事项
第一,要注意电路必须是“闭合”的,若不闭合,即使导体在磁场里做切割磁感线运动,也不产生感应电流,只会在导体两端产生感应电压。
第二,要注意在磁场中的导体是电路的“一部分”,而不是电路的全部。若电路全都在磁场中,则情况比较复杂。如矩形线圈在磁场中转动时产生感应电流;若让该线圈在磁场中上下移动或水平移动,则线圈中不会产生感应电流。其中的道理已超出初中物理的范围,高中时再去分析。
第三,要注意“切割磁感线”运动。如果闭合电路的一部分导体在磁场中沿平行于磁感线的方向运动,则不产生感应电流。
【典型例题】
例1.如图所示,可以使电流表指针发生偏转的情况是()
A.开关S断开,导线ab竖直向下运动
B.开关S闭合,导线ab竖直向上运动
C.开关S断开,导线ab从纸里向纸外运动
D.开关S闭合,导线ab从纸外向纸里运动
分析:为使电流表指针发生偏转,电路中应有感应电流产生,这就需同时满足两个条件:一是电路要闭合;二是一部分导体做切割磁感线运动。对照图中装置可知,A、B、C都错。
答:D
例2.如图是研究感应电流的方向与哪些因素有关的实验示意图,比较甲、乙两图可以得出感应电流方向与______有关的结论;比较甲、丙两图可以得出感生电流方向与______有关的结论。
分析:甲、乙、丙三幅图中有不同之处:甲、乙两图中导体切割磁感线的方向相反,电表指针摆动方向也不同,说明感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关;甲、丙两图中磁极放置的方位不同,导体切割磁感线的方向相同,指针摆动方向相反说明感应电流的方向还与磁场方向有关。
答:应填“导体切割磁感线的运动方向”和“磁感线方向”。
说明:对如图甲所示装置,若对调两磁极的位置的同时改变导体的运动方向(与原来相反),请读者思考一下电流表的指针将怎样偏转?
【模拟试题】(答题时间:20分钟)一.填充题
1.要获得电能,可采用各种途径,如利用干电池、蓄电池能把_____能转变成电能;硅光电池能把_____能转变成电能;热电偶能把_____能转变成电能,线圈在磁铁的磁极附近运动,能把_____能转变成电能。
2._____是人类第一次获得的有实用价值的能提供持续电流的电源。
3.丹麦物理学家_____首先发现了电流能产生磁场,而英国物理学家_____则发现了磁场能产生电流。
4.闭合电路中的一部分导体在_____中做_____的运动时,导体中产生_____电流,这种现象叫做_____现象,在这一过程中,_____能转化为_____能。
5.感生电流的方向与_______方向有关,还与______的方向有关。
二.选择题
1.下列说法中正确的是()A.导线在磁场中运动就能产生感生电流
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动就一定能产生感生电流
C.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应线的运动,一定能产生感生电流 D.闭合线圈在磁场中做切割磁感应线的运动,一定能产生感生电流
2.图中,闭合线圈的一部分导线在磁场中运动,能产生感生电流的是()
A.(a)图和(b)图
B.(a)图和(c)图
C.(a)图和(d)图
D.(c)图和(d)图
3.下列现象中属于电磁感应现象的是()
A.电流周围产生磁场的现象
B.导体在磁场中运动的现象
C.磁场对电流产生力的作用
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