优秀教学设计《化学能与电能》

优秀教学设计《化学能与电能》（共13篇）

1.优秀教学设计《化学能与电能》 篇一

三维目标：

①通过实验探究初步认识一些常见的化学电源。

知识与技能：

②能从能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应。

③初步了解化学电源在生产和生活中的应用。

过程与方法：

①学会运用观察、实验、查阅资料等多种方法获取信息。

②通过对几种新型实用电池的认识，提高自主学习化学的能力。

情感、态度

①将电池的知识应用于生产实际，使学生体会学以致用。

与价值观

②通过了解电池对社会的贡献，逐步形成可持续发展的思路。

教学重点：

各种电池的区别及优缺点

教学难点：

能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应

教学方法：

分析比较法

教学准备：

多媒体课件、实验用品

教学过程：

第二课时

【复习】

请同学们利用铜和硝酸银的反应设计一个原电池，指出正负极，写出电极反应。

[引言] 干电池是我们常用的电池，干电池大家非常熟悉，其实干电池是化学电源的一种，化学电源就是利用原电池原理制造的具有实际应用价值的各种电池。它的内部构造大家清楚吗？它的放电原理是什么？下面让我们具体来了解化学电源。

化学电源就是利用原电池原理制造的具有实际应用价值的各种电池，简称电池。

二、发展中的化学电源

1、干电池

最早使用的，大家熟悉的干电池――锌锰电池。它是一种一次性电池，放电后不能充电（内部的氧化还原反应是不可逆的）。

[观察]干电池的外型，说出在日常生活中的用途，了解干电池的内部结构。

【图片和实物展示】

①干电池的构造：石墨棒、MnO2糊、NH4Cl糊、锌筒。

②电极反应：

正极：2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 负极：Zn － 2e- → Zn2+

总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2

2MnO2+H2=2MnO(OH) ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2

③优缺点：

优点：体积小，携带方便。

缺点：一次性电池，放电之后不能充电。锌皮被腐蚀而穿导致电解液外溢。废旧电池污染环境。

④改进：外壳套上金属筒或塑料筒的方法改成了防漏电池；将糊状NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上作了改进，制成了碱性锌锰电池，延长了电池的使用寿命。

[思考与交流] 干电池即使不使用，过一段时间也会失效，在购买、保存和使用干电池方面你有何经验和建议？

提示：购买后及时使用；电器暂时不用时，将电池及时取出；新旧电池不要混合使用；旧电池要集中处理等等。

[过渡]干电池虽然有体积小，携带方便等优点，但是一次性电池，放电之后不能充电，易造成污染。所以，可充电电池是一种实用价值更高的电池，现在广泛的应用于各种电器中。

【问题】

请同学们举例说明，哪些电器中使用了可充电电池。汽车用的电瓶是一种什么样的化学电源？

2、充电电池

充电电池又称为二次电池，它在放电时进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（利用直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现：化学能转换为电能（放电）、再由电能转变为化学能（充电）的循环。

（1）铅蓄电池

①结构：

[展示] 铅蓄电池（简称蓄电池）：

②电池反应（放电）：

正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- → PbSO4 + 2H2O

负极：Pb + SO42- - 2e- → PbSO4

总反应：PbO2 + 4H+ + SO42- + Pb ==2PbSO4 + 2H2O

③优缺点

优点：可以循环使用，更加经济实用。

缺点：由于电池制造工艺等方面存在不足，实际上冲放电电池的冲放电次数仍有限制，且使用是否得当，对电池的工作状态及寿命影响很大。

应用：最早使用的充电电池是铅蓄电池。目前，汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池。

（2）镍镉电池

由于现代社会对耗电量高的便携式电器需求很大，所以化学家研制了新型的封闭式体积小的充电电池――镍镉电池。

①电池反应（放电）：

正极：2NiO(OH) + 2H2O + 2e- → 2Ni(OH)2 + 2OH-

负极：Cd + OH- - 2e- → Cd(OH)2

总反应：Cd + 2NiOOH + 2H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2

②优缺点：

优点：体积小携带方便，可镍镉电池以反复充电500次以上。

缺点：镉是致癌物质，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境，这制约了镍镉电池的发展。镍氢电池的面世初步解决了这个问题。

应用：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。

（3）锂离子电池

目前，手机常见电池类别有：Ni-MH（镍氢电池）、Li-ion（锂电池）、LiB（液体锂离子电池）、LiP（聚合物锂离子电池）。

优点：重量小，绿色环保。

缺点：能量储存少，使用时间短。

应用：笔记本电脑、移动电话、数码照相机、摄像机等等。

【思考与交流】

课本43页

【过渡】

燃料燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，通过燃烧释放的热能再转化为电能（如火力发电），其能量转化率不高。我们来学习一种新型电池―燃料电池。

3、燃料电池

【分析】

燃料电池就是利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直接转化为电能的一种高效、对环境友好的装置。燃料电池的能量转化率理论上可以高达85%~90%（现在实际利用率已达到40%~60%）。

①燃料电池组成：

燃料：氢气、甲烷（天然气）、甲醇、乙醇、汽油等。

氧化剂：氧气、空气等。

电极：石墨

电解质：硫酸或KOH溶液

【思考与交流】

从组成上看，燃料电池与普通干电池和可充电电池有何不同？

燃料电池与普通干电池和可充电电池比较：普通干电池和可充电电池反应物储存于电池内部，燃料电池反应物不是储存于电池内部，由外部设备提供。电池装置只是反应器。

②电极反应：以氢氧燃料电池为例：

电解质：H2SO4

负极：2H2－4e- ＝4H+； 正极：O2＋ 4H+＋4e-＝ 2H2O

总反应：2H2＋O2＝2H2O

电解质：KOH

正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-；负极：2H2 + 4OH- － 4e- → 4H2O

总反应：2H2 + O2 == 2H2O

③优点：燃料可以从外部源源不断的输入，能量利用率高，减少废电池的污染，电池反应产物对环境没有污染。

〖过渡〗其实最好最清洁、最经济、最实用的能源是太阳，我们可以探究以下太阳能的利用。

〖板书设计〗

二、发展中的化学电源

1、干电池（锌锰电池）

2、充电电池：（1）铅蓄电池 （2）镍镉电池 （3）锂离子电池

3、燃料电池

2.优秀教学设计《化学能与电能》 篇二

能力目标:培养观察能力、思维能力 (分析、综合、比较能力) 。情感目标: (1) 培养学生参与教与学活动的积极性和主动性;

(2) 认识化学学科价值, 增强学习化学的动机。

教学重点：电解原理及阴、阳极发生的电极反应式的书写。

教学难点：阴、阳极发生的电极反应式的书写。

教学策略：先行组织者策略、实验探究性法。

学法指导：提出问题分析问题建构理论解析问题应用检验。

教学媒体：电流计，稳压电源，小有机玻璃水槽，两根碳棒，一条铁片，一条铜片，若干导线等仪器和CuCl2溶液，电脑动画，以及投影仪。

教学过程：

[新课引入]同学们，我们已知道化学能通过原电池的方式转化成电能，电能怎样转化为化学能?这是这节课探讨的主题，为此，我们先复习几个概念。

[投影]1.电解质是指在%%%%能够导电的%%%%%%%。

2.电离是指电解质___或____状态下离解成___过程。

3.能电离的物质是:硫酸、蔗糖、水、氯化铜、食盐、氢氧化钠

4.下列离子H+、Cu2+的氧化性由强到弱顺序为_____。

教师:如果要把水转化为H2和O2, 需要什么条件?

学生：通电电解。

教师：电解水就是在通电的条件下，使难以分解的水转化成H2和O2，也就是把电能转化为化学能。如果在水中加入CuCl2固体并搅拌使其溶解，再通直流电，结果怎样呢?这就是我们这一节课要解决的问题。

板书第一节：电解原理。

教师：在每一张台面上，有一些仪器(包括一个稳压电源，一个电流计，一个小有机玻璃水槽，两根碳棒，一条铜片，一条铁片，导线若干)和CuCl2溶液，请大家利用已有的仪器和试剂组成原电池，最多能组成几个不同的原电池?它们的电极和电解质溶液是什么?

学生：两个。它们的电极分别是用铁棒和碳棒或用铁棒和铜棒，电解质溶液都是氯化铜溶液。

教师：这两个原电池的现象如何?请写出电极反应式。

学生：现象相同，都是铁棒逐渐溶解，碳棒或铜棒上有红色的固体———铜析出，溶液的蓝色逐渐变浅。

学生板书：负极：Fe-2e-=Fe2+正极：Cu2++2e-=Cu。教师：为什么不用两个碳棒做电极来组成原电池呢?学生：因为两个电极的材料相同不符合原电池的组成。

教师：如果用两个碳棒做电极，并在两个电极之间连接一个直流电源和一个电流计进行实验，该装置与你们以前见过的哪个实验装置相同?会不会有电流通过电流计呢?

学生：与电解水和比较电解质溶液的导电能力的实验装置相同。

教师：请大家做实验2―14，仔细观察和记录实验现象，并分析原因。(学生实验，教师巡视，注意学生的操作是否规范，并积极参与学生的讨论及时解决学生实验中出现的问题。)

教师：实验过程中你发现了什么问题?

学生1：与电源的负极相连的碳棒上有一层红色的固体析出，说明有铜生成。

学生2：与电源的正极相连的碳棒上有气泡产生，并有刺激性气味。

学生3：电流计指针发生偏转，说明电解质溶液导电。

学生4：溶液的颜色逐渐变浅，说明[Cu2+]的浓度逐渐减小。[观察与思考]观察两极实验现象填在44页。

[问]阳极会是什么气体?检验它最方便的方法是什么?阴极现象是什么?

[问]被氧化和被还原的物质是什么?

[多媒体演示]电解氯化铜溶液微观模拟。

[讨论问题]1.通电前氯化铜溶液中有哪些离子?如何运动?

2. 通电前和通电时溶液中离子运动有何不同?

3. 阳极发生什么反应(氧化，还原)?阴极发生什么反应(氧化，还原)?

4. H+和Cu2+都在阴极附近，为什么是Cu2+得电子而不是H+?

5. OH-和Cl-都在阳极附近，为什么是Cl-失电子不是OH-?

教师总结：说明CuCl2溶液在电流的作用下，生成了Cu和Cl2，电流的作用是这种变化的根本原因。对于任何一个概念，我们都必须明确它的内涵和外延。

[提问] (1) 电解的条件是什么? (2) 电解研究的对象是什么? (3) 电解的本质属性是什么? (4) 阴、阳离子是哪里来的?

学生：电解的本质是阴，阳离子发生氧化还原反应，电解研究是对象是电解质，条件是有自由移动的离子，有电流通过，阴、阳离子是电解质在水溶液中电离出来的。

教师:电解质还能在什么条件下发生电离?

学生:在融状态下也能发生电离。

教师：电解质在熔融状态下通电时也能发生电解，工业上冶炼K, Na, Ca常常是电解它们的熔融盐，冶炼Al是电解熔融的Al2O3。

[总结并板书]电解：在通电条件下，水溶液或熔融状态下的电解质在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程。

电解池：把电能转化成化学能的装置。

[引导]总结构成电解池的条件是什么?

[讨论总结]原电池和电解池知识比较表：反应类型、电极规定、电极反应、失电子的电极、能量转变

[请你帮助]我有一个铁钥匙，要在表面镀上一层铜，请运用化学知识给与我帮助。

[研究性学习课题]现在一般家庭用的消毒液是利用氯气溶于氢氧化钠溶液制得，请大家用我们学过电解理论设计一种装置既环保又可以重复利用的简易装置。

[课后阅读]在铜的电解精练中，纯铜和粗铜分别作哪一电极?

[板书]一、基本概念

1.电极名称：阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应。阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。

2.电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

3.电解池：将电能转化为化学能的装置叫电解池。

4.电解池的组成： (1) 有两个电极(活泼性同或不同)插入电解质溶液中。 (2) 两极连接外接电源。 (3) 构成闭合回路。

教学反思：本节内容是中学化学基本理论的重要组成部分，是电化学基础知识。学生学好本节教材，可以培养分析问题、解决问题的能力。同时该节对学生进行辩证唯物主义教育，对将来从事生产劳动或继续深造都是非常重要的。为了强化形象思维，使概念直观化，便于学生理解和接受，本节课采用先行组织者策略和实验探究式教学，创设学生参与实践的情景，有激发兴趣、获取知识、体验过程、形成科学品质的诸多功能。以实验为载体的探究性学习，充分体现了“过程与结果同样重要”的教学理念。最后，提出研究性学习课题，及阅读内容，使这节课有了拓展空间和生长点。取得了很好效果。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准 (实验) .北京人民教育出版社, 2003.7.

3.优秀教学设计《化学能与电能》 篇三

一、原电池、化学电池、电池到底是何关系？

在人教版老教材与新教材中均多次出现了原电池、化学电池、电池这三组概念，但只对原电池做了较为具体的定义，化学电池和电池只是以一个普通名词的形式出现在了教材中，部分教师在授课时往往很容易将三者混淆，这三种概念究竟有何区别呢？

实际上，原电池只是将化学能转变成电能的装置，只是化学电源的雏形，它所揭示的只是一种化学原理，根据其原理制作出来的能用于生产、生活和国防中的电源才能被称之为化学电池。比如教材中描述的铜锌原电池只是揭示了如何将化学能转化为电能，但却不能用于实际生活中，根据其原理设计的锌锰电池被用于实际生活中，才属于化学电池。简单来说，原电池只是一种理论分析模型，而化学电池却是一种实际应用工具。这也解释了为什么习惯性地将锌锰电池、铅蓄电池称为化学电池而非原电池的原因。

比如目前已研制成功并广泛用于心脏起搏器的核电池（又称放射性同位素电池，如图1所示），它是利用放射性同位素衰变放出载能离子（α粒子、β粒子和γ射线）并将其能量转化为电能的装置，其工作原理为发射极上的放射源发射带电粒子，一部分带电粒子克服电场力穿过绝缘层接收极，使接收极产生与发射极符号相反的电荷，其余带电粒子则被发射极吸收而产生废热，在两极引出导线接上负载，便产生电流。再比如太阳能电池，其是将太阳光子所具有的能量进行俘获进而转化成电能加以应用，显然这些电池不属于化学电池。实际上电池可以分为化学电池和物理电池两大类（如图2所示），在平时教学中绝对不能将任何电池都理解为化学电池。

从工作原理可看出锂离子电池不同于锂电池的地方在于整个放电过程中锂单质并不单独存在，只有锂离子。相比锂电池，锂离子电池另一不同之处在于电极材料上的更新，即具有更好的导电率，更便于锂离子从负极中脱出而嵌入正极材料中。这种材料上的更新使得锂离子电池电阻很小、电流很大，工作起来也十分稳定。因此区分锂电池和锂离子电池只许看正极（或负极）材料即可。目前研究较多的均是锂离子电池，负极大多采用LixC6，正极材料有LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4等。

三、锌锰电池属于干电池吗？

人教版新、老教材在讲述锌锰电池时都指出其属于干电池的范畴。实际上其只能属于“干”电池而非真正意义上的干电池。真正干电池的电解质是固体电解质，所谓固体电解质是指在固体状态时就具有比较高的离子电导率。因此从电解质的角度进行区分可以看出：酸性锌锰电池使用的是糊状NH4Cl电解质，碱性锌锰电池电解质使用的是KOH溶液，均不能属于干电池。

实际上锂离子电池和锂电池才是真正意义上的干电池。其电解质均采用溶解了锂盐（如LiPF6、LiClO4等）的有机固体电解质。因此某种电池究竟是否属于干电池的判断点在于该电池使用的是何种状态的电解质，若采用固体电解质才属于干电池。

（收稿日期：2013-11-12）

4.《化学与电能》教学反思 篇四

《化学与电能》这节课，整体感觉比较流畅，课堂气氛比较活跃，学生的学习兴趣大，反思整个过程的设计及实施，本人认为有以下几处亮点：

1．学生活动多，充分调动了学生的积极性，使每一个学生都能参与学习与探究。

2．选择了核心内容进行探究，突出了教学重点——原电池的概念及构成条件。

3．设计了四组很好的对比实验，围绕着“原电池的`构成条件——两极一液一连线”，让学生自己动手实验，去探究原电池的构成条件。

4．让学生初步掌握了一种重要的研究方法——对比实验，强化了学生的实验操作、观察、分析等多方面的能力，体现了“实验既是教学手段，又是化学学习的重要内容”的新课程理念。

也有两点不足：

1．准备的对比实验还可以再多几组。

2．时间比较紧，给学生讨论的时间不够。

5.化学能与电能说课稿 篇五

我说课的题目是人教版化学必修二《化学能与电能》.下面我将从说教材、说教法、说学法、教学过程等几个方面展开说课。

说教材

教材的地位与作用

本节教材是教学大纲和考纲要求的重要知识点，也是高中化学的教学难点之一。在本专题的教学中，本节教材起着承前启后的作用。它融合了之前所学的氧化还原反应、金属的性质、电解质溶液等知识，在学习过程中还涉及到物理中电学的相关知识，能培养学生创造性思维。

教材的重点

重点：原电池的原理，原电池的形成条件，电极方程式的书写。

难点：原电池原理在生产、生活中的实际运用，电极方程式的书写。

教学目标

[知识与技能]

1.通过实验探究，了解原电池的形成条件，能够判断所给装置能否构成原电池。

2.理解原电池的工作原理，并能够正确书写正负极的电极反应式。

[过程与方法]

通过设疑诱导、实验探索、现象比较等体会科学探究中的常用方法和一般过程，培养学生敏锐的观察能力，分析能力。

[情感态度与价值观]

通过学生实验，激发学生学习的兴趣，培养学生探究和合作学习的精神

教具准备

教学媒体、课件；有关实验试剂和仪器

说教法

本节课主要采用实验探究法，辅以多媒体教学、问题讨论等方法进行教学。以“问题”为线索，挖掘学生的好奇心，激发学习兴趣，从而进行探究性实验，教师引导学生进行启发式学习，最后通过学生自主学习而接受新知识；使学生的学习过程和认知规律融为一体，由感性认识上升到理性认识，从而理解了原电池的相关知识。

说学法

1.实验探究法 2.边讨论边比较法

学生主要运用实验观察、分析、比较、讨论、概括、练习等学习手段，通过亲自动手参与实验，分析讨论实验现象，解决问题，得出结论的过程培养其探索精神及分析问题、解决问题的能力。同时，也能够培养学生的主体性与合作精神。

教学程序

导入新课，以疑激思，揭示新知

通过美国的“自由女神像”患上金属腐蚀病引出课题。设疑：她是怎么患上这种病的呢？那学完本节课——化学能与电能后，同学们就能解开这个谜团了。

（二）实验探索——原电池的概念

原电池：将化学能直接转变成电能的装置

实验1:把一块锌片和铜片,同时插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察现象。

实验2:在上述实验中的Cu、Zn电极连上导线。

实验3：在上述的装置中连上电流表。

（三）实验探索，合作交流，探究原电池的构成条件（12min）

（1）实验探究原电池的电极：

形成条件一：活泼性不同的两个电极（导体）

（2）实验探究原电池的电解质溶液

形成条件二：有电解质溶液

（3）实验探究原电池的闭合回路

形成条件三：必须形成闭合回路

（四）原电池的工作原理

播放Cu——Zn原电池工作原理的动画（锌片溶解成为锌离子,氢离子得到电子以氢气泡的形式冒出, 电子的定向移动）。归纳：原电池的原理【较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）。电解质溶液中的阳离子在正极上得到电子发生还原反应，从而实现了化学能向电能的转化。】并指导学生写出电极反应。

铜锌原电池的电极反应

（五）尝试新知，反馈巩固，运用新知

（六）原电池的应用

1.交流讨论：自由女神是怎么患上腐蚀病”？同学们就做一回医生来给她诊断诊断。

2.制备各种各样的化学电源，包括常见的干电池、蓄电池，以及我们手机中使用的锂离子电池。还可以制成水果电池。

（七）课堂练习

（八）课堂小结和作业布置

板书设计

化学能转化为电能

一、原电池

1.定义：把化学能直接转化为电能的装置

负极：活泼性较强的金属

①活泼性不同的两个电极（导体）

正极：活泼性较弱的金属或非金属

2、形成条件 ②有电解质溶液

③形成闭合回路（导线、盐桥）

二、原电池原理：

负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）

电极反应

正极：2H++2e-=H2（还原反应）

总反应式：Zn+2H+=Zn2+ +H2 ↑（氧化还原反应）

三、应用：

1.金属腐蚀

6.化学能转化为电能教学设计 篇六

《化学能转化为电能》教学设计

—— 化学组 林秉珠

一、设计意图

高中化学新课程的一种重要理念是学习生活中的化学，学习有用的化学。而能源是社会发展、人类文明进步不可或缺的重要条件。本单元把化学能与电能转化联系起来，让学生认识到能源科学的发展与化学科学的发展息息相关。学生已经掌握氧化还原反应的本质及化学反应中存在的能量的变化和转化，这是学习本单元重要的知识基础。我所在的学校释厦门六中，学生普遍思维活跃，想法大胆又创新，具备了一定的自主探究的经验和能力。本单元安排3个课时完成教学任务，重点是第一课时《化学能转化为电能 》，而原电池的原理和应用又是第一课时的重点和难点。

在第一课时的教学中，首先利用学生日常生活中熟知的事物，创设问题情境导入新课，激发学生的探究欲往。其次，对原电池工作原理的学习，设计到较多需要想象的抽象思维概念，学生理解起来较为费力。可先设计四个操作简单、对比性强、现象明显的实验，引导学生也能够实验探究发现问题：化学反应过程中会产生电能。再借助动画演示形象地分析原电池的工作原理，帮助学生更加快更深刻地理解原电池的工作原理。并且引导学生进行分组实验探究原电池的构成条件，有效地反馈学生的学习情况，进一步培养学生的各种能力。

最后，引导学生进行实践活动：

1、制作水果电池，以巩固原电池的工作原理，引出原电池的应用：制作电源。

2、对比实验：粗锌和纯锌分别与稀硫酸反应，让学生在自主探究中喜获新知：利用原电池能加快化学反应速率。也为认识钢铁腐蚀及防止金属腐蚀原理作了很好的铺垫，使学生对原电池的原理和应用有更深刻的认识和体验。

二、教案

（一）课时：1课时

（二）教学目标

1、知识与技能：

① 通过实验探究，认识化学能可以转化为电能； ②掌握原电池的工作原理和构成条件； ③了解原电池原理在生产、生活中的实际应用。

2、过程与方法：

利用实验探究方法学习原电池的原理和构成条件。

3、情感态度与价值观：

通过实验探究，培养严谨细致的科学态度和质疑精神。

（三）重、难点 教学重点：

1、初步了解原电池的原理和组成

2、了解原电池原理在生产、生活中的实际应用 教学难点

1、化学电源的组成和工作原理

2、原电池原理在生产生活中的实际应用

（四）教学方法

教法：试验法、讲授法、探究法、阅读讨论法 学法：自主学习、探究学习、合作学习相结合

（五）板书设计

第三单元 化学能与电能的转化 第一课时 化学能转化为电能

一、原电池: 将化学能转化为电能的装置。

二、原电池的工作原理

三、组成原电池的条件

1.两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。2.电解质溶液。3.构成闭合回路。

4.发生一个氧化还原反应。

四、原电池的应用

1.制造多种多样的化学电源

2.利用原电池反应加快化学反应速率 3.利用原电池原理防止金属腐蚀

（六）教学过程

（七）教学反思

在本节课的学习中，学生通过四个现象明显的实验发现化学反应过程中能产生电流，再通过Flash形象地理解了原电池的工作原理，又进行了分组试验探究原电池的构成条件，较好的掌握了本节课的重点和难点，同时也培养了各种能力。最后通过制作水果电池和粗锌与稀硫酸反应的试验进一步巩固了原电池的工作原理，也为下一节钢铁腐蚀的学习作了很好的铺垫。学生在整个课堂中表现出了极高的积极性和主动性，整个课堂气氛活跃有序。不过由于本节课安排较多实验，45分钟的时间有些仓促。

荐上教版

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例

7.电能转化为化学能 篇七

1.知识技能：使学生了解电解池的构造特点及工作原理；能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及反应方程式；掌握放电顺序。

2.过程方法：通过对电解池的工作原理的探究，感悟科学探究的过程，训练观察、分析比较、归纳总结等科学方法。

3.情感态度价值观：通过解决生活中的实际问题，激发学生学习化学知识的兴趣，培养学以致用的能力。

【教学重点】电解池的工作原理、放电顺序

【教学过程】

投影：电解熔融态NaCl的装置

讲述：与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。

问题组一：

1、通电前，熔融态NaCl存在哪些离子？这些离子运动情况如何？

2、通电后，阴阳离子的运动情况有改变吗？各向哪个方向移动？为什么？

3、通电后，外电路上电子是如何流动的？

4、离子定向移动到电极表面时发生的是什么反应？属于什么反应类型？

（学生讨论，回答）

设计意图：设计问题引导学生思考

多媒体动画：在直流电的作用下，NaCl在两极上分别发生氧化还原反应的过程。

设计意图：使抽象知识形象化，更直观理解电解池工作原理

讲述：打开电源，电子从电源负极到阴极， Na+定向移动到阴极，得电子，发生还原反应，生成钠原子。Cl-定向移动到阳极，失电子，发生氧化反应，生成氯原子，进而结合成氯分子。Cl-失电子，电子回到阳极，再回到电源正极。

板书：

阳极：2Cl- →Cl2↑+2e-氧化反应

阴极：2Na++2e-→2Na还原反应

电解反应：2NaCl2Na+Cl₂↑

设计意图：使学生学会正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及总反应方程式

总结投影：在电流电的作用下，在阴、阳两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。将电能转变为化学能的装置叫电解池。

电解池的工作原理

1、通电前，电解质电离出能自由移动的离子。

2、通电后，自由移动的离子作定向移动。阳离子移向阴极，在阴极上得到电子而发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极上失去电子而发生氧化反应。

设计意图：加深记忆，为下面学生分析电解其他几种溶液奠定基础

问题组二：

1、电解前电解质先要电离产生离子，电离是电解的前提，除了熔融条件，还有什么条件能使电解质电离？

2、电解质溶液中，除了电解质自身电离出的离子，还有其它离子吗？

（学生讨论、回答）

设计意图：巧妙过渡，深化探究活动

设问：1、电解电解质溶液时，水中的氢离子和氢氧根离子会反应吗？

2、当电极周围存在多种离子时，是一起反应，还是只有一种离子反应？如果只有一种离子反应，哪种先反应？有没有规律可循？

（学生思考、回答）

讲述：解决这些问题，让实验事实说话，实验前请思考、讨论完成学案。

投影：实验探究：将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入U型管内的CuCl2、NaCl、溶液中 ，再接通16V直流电源，观察现象。约3min后切断电源。

（学生：自由讨论，猜测，设计、修改实验方案，实验并观察现象，记录现象。）

投影：观察实验现象，根据实验事实指出在直流电的作用下，哪些离子优先在电极上反应。写出电极反应式和电解反应方程式。

设计意图：引导学生用已有知识解决问题，培养学生动手能力，观察能力，及团结合作精神，培养学生概括总结能力及口头表达能力

演示实验：电解硫酸钾溶液，检验生成的气体。倒出少许溶液，滴加紫色石蕊试剂。

设问：电解硫酸钾溶液时，哪些离子优先在电极上反应？

（学生观察现象，回答问题）

小结：分析同学们实验的现象，我们知道当电极周围存在多种离子时，只有一种离子反应放电，且放电顺序是，阳极：Cl->OH-、OH-> SO42- 阴极：Cu₂₊> H+、H+> Na+、H+> K+

提问：请同学分析以上数据进一步总结出阴极、阳极离子放电顺序规律。

讲述：阳离子在阴极反应的本质是得电子，发生还原反应。因此当离子氧化性越强，越容易得到电子。金属活动顺序表表示金属还原性强弱，金属越不活泼，对应阳离子的氧化性越强。同理阴离子还原性越强，越易失去电子，越易在阳极反应。

设问：上述实验的电极材料全是石墨。若阳极用铜，阴极用铁，电解CuCl2溶液，情况又如何呢？

（学生思考讨论，归纳总结）

讲述：还原性越强，越易在阳极反应。金属还原性很强，若阳极材料用金属，金属优先于溶液中的离子放电（金属铂、金除外）。氧化性越强，越易在阴极反应。金属没有氧化性，所以阴极是什么材料对电极反应无影响。

投影：常见阴极放电顺序：

Ag+>Fe₃₊>Cu₂₊>H+>Fe₂+>Zn₂₊>Al₃₊>Mg₂+>Na+

常見阳极放电顺序：金>S2-> I->Br->Cl->OH->含氧酸根> F-

问题解决：

1.通过本节课的探究，你学到了哪些化学知识？接触到了哪些化学的科学探究方法？

2.你是否能解决本节课开始时电解水骗局的化学原理？

设计意图：回扣引课问题，让学生自学去解决生活中的实际问题；在学以致用中培养知识迁移能力

8.优秀教学设计《化学能与电能》 篇八

【学习目标】

1.了解生活中常用的化学电池和新型化学电池；

2.引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化本质以及这种转化的综合利用价值。3.感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。

【重点、难点】通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，巩固原电池原理。【课堂导学】 一．发展中的化学电源

我们上节课所认识的原电池因其结构简单而不能提供持续、稳定的电流，没有太大的使用价值。但是，人们可以根据原电池的反应原理研制出各种有使用价值的化学电源。1.干电池

锌锰电池（一次性电池，放电之后 充电，内部的氧化还原反应是。）（1）普通锌锰电池

+正极材料：

，电极反应式为：2NH4+2e–=2NH3↑+H2↑ ；

负极材料：，电极反应式为： ； 电解质：。（2）碱性锌锰电池

为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质 换成湿的，并在构造上作了改进，制成了 电池。2.充电电池

充电电池又称，它放电时所进行的 反应，在充电时可以，使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现 转变为，再由 转变为。最早使用的充电电池是。（1）铅蓄电池

负极反应式： ； 正极反应式：PbO2 ＋SO4＋4H +2e＝PbSO4＋2H2O 电池总反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ＝2PbSO4 + 2H2O 2－

+

－（2）新型充电电池

①镍镉电池，以 为负极，为正极，以 为电解质，寿命比铅蓄电池，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。② 电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。

③碱金属中的 是最轻的金属，活动性，是制造电池的理想物质。电池是新一代可充电的绿色电池。3 燃料电池

燃料燃烧是一种剧烈的 反应，通过燃料燃烧所释放的 再转化为，其能量转化率。燃料电池是一种、的发电装置。以H2为燃料时，产物为 ；以CH4为燃料时，产物为 和。

氢氧燃料电池：电池反应总式为 2H2 + O2 = 2H2O，写出下列电极反应式 电解质为H2SO4时，正极：，负极：2H2－4e= 4H 电解质为KOH时，正极：，负极：2H2+4OH－4e= 4H2O 【课堂练习】

1.日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn－2e＝Zn、2NH4＋2e＝2NH3＋H2（NH3再用于结合Zn。）根据上述叙述判断下列说法中正确的是 Ａ.干电池中Zn为正极，碳为负极

Ｂ.干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化 Ｃ.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器 Ｄ.干电池工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极 2.下列关于充电电池叙述，不正确的是 A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应 B.充电电池可以无限制地反复放电、充电 C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行

D.较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放

3.氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20％－40％的KOH溶液的多孔碳电极，其电池反应为2H2 + 4OH― 4e = 4H2O和O2 + 2H2O + 4e= 4OH，则下列叙述正确的（）A、通氢气的一极是正极，通氧气的一极是负极 B、通氢气的一极发生的是氧化反应 C、工作一段时间后电解质溶液的pH值增大 D、工作时负极区附近的pH值增大----------2+

+

--2+

------+【知能检测】

1.二次电池又叫可逆电池，下列电池属于二次电池的是 A.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池 B.铅蓄电池 C.氢气燃料电池和甲烷燃料电池 D.镍镉电池和锂电池

2.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式是Li＋MnO2 ＝ LiMnO2。下列说法正确的是（）A.Li是负极，电极反应为Li－e＝Li B.Li是正极，电极反应为Li＋e＝Li C.MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e＝MnO2 D.锂电池能量高的原因是它所含电子多

3.人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为 Zn+2OH－2e= ZnO+H2↑，Ag2O+H2O +2e=2Ag+2OH。据此判断氧化银是--------

----------+A.负极，被氧化 B.正极，被还原 C.负极，被还原 D.正极，被氧化 4.镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：

Cd(OH)2＋2Ni(OH)2

Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 由此可知，该电池放电时的负极材料是

A.Cd(OH)2 B.Ni(OH)2 C.Cd D.NiO(OH)5.某原电池反应的离子方程式为：Fe +2H＝Fe＋H2↑，则下列说法正确的是 A.HNO3为电解质溶液 B.锌为原电池正极 C.铁极质量不变 D.铜为原电池正极

＋

9.初中化学优秀教学设计 篇九

初中化学优秀教学设计：燃烧和灭火

课题：燃烧和灭火

教学目标

知识与技能：

认识燃烧的条件和灭火的原理

过程与方法：

1、通过探究燃烧的条件，认识探究问题的方法

2、认识对比实验在化学学习中的作用

3、体会运用归纳、概括等方法对信息进行分析得出结论的科学方法

情感态度与价值观：

1、利用化学知识解释生活中的问题，使学生对化学保持强烈的好奇心和探究欲

2、增强日常生活中防范灾害的意识，并注意采取安全措施

教学重点：

1、认识燃烧的条件

2、认识灭火的原理

教学方法：实验探究、小组讨论

课前准备：大烧杯 镊子 药匙 试管 胶塞 红磷 白磷 热水

教学设计：

荐上教版九年级

化学教案全套 荐人教版初中化学教案(很实用)荐化学

教

学

设

计

范

例

10.高二化学教学反思优秀 篇十

课堂教学中的“反思性教学”有效运用，还要求教师勤于调整反思，即观察、反思新的教学方法或补助措施的实际效果。可以说，调整反思是尝试改进的延续。在这个过程中，教师首先要研究原有的问题是否已经较好解决，如果已解决，教师则应针对尝试改进的成功方法，主动寻求进一步强化的方式和手段，以巩固自己已经形成的好的教学行为，防止原有问题再次出现。例如，在学习“铁及其化合物”一节中，我们往往发现学生缺乏知识迁移的能力，对铁在不同强弱氧化剂作用下的氧化产物，能较好掌握，但一碰到铁与稀硝酸、锌与氯化铁溶液等反应，涉及到因量的关系而引起产物不同现象，往往考虑问题就不周全了。意识到这个问题，再进行教学时，引导学生抓住铁的变价特点，掌握Fe 0价、+2价、+3价的相互联系和转化规律，0价Fe的还原性，+3价Fe的氧化性，以及它们之间的反应等。由此引导学生掌握铁及其化合物之间的反应规律，这样就可以强化学生的认识。

实践表明，“反思性教学”在课堂教学中的有效运用，首先要求教师对教学有自觉的意识，在不断尝试“反思性教学”过程中培养自己对教学活动的自我评价的习惯和能力。此外，教师反思能力结构中的自我监控能力与教学监控能力是相互影响、彼此促进的，以教学监控能力的培养为切入口，可以进而提高教师的自我监控能力，以及对教学过程进行修正和控制的.方法和技能，同时养成对学生的敏感性。这样，教师的监控能力不断得以提高，面对教学过程中各种问题都可以应付自如。

化学教学中要求我们反思的层面是很多的，我们应在新课程改革的理念下，加强对教学情节的回顾、反思和分析，总结教学得失，改进教学方法，使自己的教学理念与时俱进。

11.优秀教学设计《化学能与电能》 篇十一

精品的高中频道为广大师生编辑了高二年级化学教学计划希望在您的授课与学习过程中起到辅助作用.一、思想与认识

1.继续深入领会新课改的精神、做好选修课的选择，上学期我们已选定《有机化学基础》，并且上了前两章内容，后三章计划在下学期的两个多月内完成，上完后我们将继续上化学选修3--《物质结构与性质》的内容，选上两门选修课的依据基于以下几点考虑：①新课改强调教学为了学生的终身发展奠基，为学生的可持续发展服务，教材面向所有的学生，又注重个性差异，选修教材编写本意是便于学生选择适合自己的学习内容，只有选修内容上完了，学生才知道哪些是难的，哪些是自己感兴趣的适合自己学习的内容，选修课上少了，不利于学生自主选择，也不符合新课改的精神;②借鉴现在高三的做法，本校高三以及孝感高中的高三都是上了2门选修课，这也是市教科院的要求;③有利于化学竞赛，竞赛并没有因为新课改而降低难度，虽然化学奥林匹克竞赛考察的知识和能力超过中学教学的要求，但是上全选修课，利于参加竞赛学生的自主深入钻研。

2.认真学习两纲、不折不扣落实选修课的教学，既然确定了选修课，就不能有思想上的轻视，而要认真钻研教材大纲，积极关注考纲，把握教学的深广度，全面落实教学任务。

3.积极发扬：团结、务实、创新、求真的高二化学组精神、力争完成教学计划，我们工作的重点和难点是：落实教学计划，有效的途径就是全面提升教学效率。同时关注学生的个性差异与成长需要，使每个学生的学习不同程度地进步，素质不同程度地提高。

二、方法与措施

1.抓好两个落实，一是落实作息制度，严格落实学校有关作息制度，包括晚自习辅导到班的落实;二是落实教学常规，配合学校督促落实常规教学。

2.以考促学、以考促教，利用月考的机会，认真分析总结，找出学生存在的问题，教学中的不足，以便及时对教学进行调整。

3.继续开展课内比较学活动，通过该活动，开展组内相互学习，共同探索新课程改革背景下的教学规律和教学方法，达到共同提高教学质量和教学效率的目的。

4.积极开展集体备课、提高备课效果，教学中会遇到这样或那样的问题，攻克难关需要聚我们大家的力量和智慧，这也是校本研究的最基本形式，应当引起我们重视。平时注意收集备课的素材或问题，尽量做到备课时有主题，有中心发言人，注重实效，做到备课后，人人有收获。

三、进度与安排

第一周 醇 酚(选修5)

第二周 醛 羧酸 酯

第三周 有机合成

第四周 第三章归纳、整理、测试

第五周 油脂

第六周 糖类

第七周月考测试与讲评

第八周 蛋白质和核酸

第九周 第四章归纳、整理、测试

第十周 合成高分子化合物的基本方法

第十一周 应用广泛的高分子材料

第十二周 功能高分子材料、有机化学归纳总结与检测

第十三周 原子结构(选修3)

第十四周 原子结构与元素性质

第十五周 第一章归纳与整理

第十六周 共价键

第十七周 分子的立体模型

第十八周 分子的性质

第十九周 第二章归纳与整理

第二十周至二十一周 复习备考

12.优秀教学设计《化学能与电能》 篇十二

在该非接触式感应电能传输系统中，原副边电路之间较大气隙的存在，一方面使得原副边无电接触，弥补了传统接触式电能传输的固有缺陷。另一方面较大气隙的存在使得系统构成的磁耦合关系属于松耦合（由此，这种新颖电能传输技术通常也称为松耦合感应电能传输技术，记为LCIPT），漏磁与激磁相当，甚至比激磁高，限制了电能传输的大小和传输效率。为此，通常需要在原副边采用补偿网络来提升电能传输的大小和传输的效率，同时减小电源变换器的电压电流应力。而且在该系统的分析中，因磁耦合装置为松耦合，因此，通常用于磁性元件分析的变压器模型不再适用，必须采用耦合电感模型分析该系统中的电磁关系，同时考虑漏感和磁化电感对系统工作的影响。

图3给出磁耦合装置采用耦合电感模型的系统等效电路图。原副边磁耦合装置的互感记为M。

设原边用于磁场发射的高频载流线圈通过角频率为ω，电流有效值为Ip的交流电。根据耦合关系，副边电路接受线圈中将会感应出电压

Voc=jωMIp（1）

相应的，诺顿等效电路短路电流为

式中：Ls为副边电感。

若副边线圈的品质因数为Qs，则在以上参数下，副边线圈能够获得的最大功率为

从式(3)可以看出，提高电能传输的大小可以通过增大ω，Ip，M和Qs或减小Ls。但受应用场合机械安装和成本限制，LCIPT系统中，M值一般较小，而且一旦磁耦合装置设计完成后，M和Ls的值就基本固定了。能够作调整的`是乘积量(ωIp2Qs)。从工程设计角度考虑，在参数选择设计中，Qs一般不会超过10，否则系统工作状态将对负载变化、元件参数变化和频率变化非常敏感，系统很难稳定。由此对传输电能大小调节余度最大的是乘积ωIp2。从该关系式可见频率与发射电流的关系：提高频率ω，可以减小原边电流Ip，反之亦然。在传输相等电能及其它相关量不变情况下，采用高频的LCIPT系统与采用低频的LCIPT系统相比，所需的发射电流大大降低，电源变换器电流应力及系统成本大大降低。因而LCIPT比较适合采用高频系统。但限于目前功率电子技术水平和磁场发射相关标准，系统频率受到限制。根据应用场合的不同，系统采用的频率范围一般在10kHz～100kHz之间。

图4

2系统补偿

2.1副边补偿

在松耦合感应电能传输系统中，若副边接受线圈直接与负载相连，系统输出电压和电流都会随负载变化而变化，限制了功率传输。

为此，必须对副边进行有效的补偿设计。如图4所示，基本的补偿拓扑有电容串联补偿和电容并联补偿两种形式。

在电容串联补偿电路中，副边网络的阻抗为

输出功率为

当补偿电容Cs取值满足与副边电感Ls在系统工作频率处谐振时，副边网络感抗与容抗互消，为纯电阻，输出电压与负载无关，等效于输出电压为副边开路电压的恒压源，理论上电能传输不受限制。

电容并联补偿电路副边网络的导纳为

输出功率为

式中：Isc为副边短路电流。

当补偿电容Cs取值满足与副边电感Ls在系统工作频率处谐振时，副边网络感纳与容纳互消，为纯电导，输出电流与负载无关，等于副边短路电流，理论上电能传输不受限制。

为使副边谐振频率为系统频率，补偿电容的取值应满足式(5)和式(7)中的虚部为零。

在松耦合感应电能传输系统中，副边电路对原边电路的工作的影响，可以用副边电路反映至原边电路的反映阻抗Zr来表示。

式中：Zs对应副边网络阻抗，见式(5)和式(7)，反映阻抗结果列于表1中(ω0为系统频率)。

表1原副边采取不同补偿拓扑时的补偿电容及反映阻抗值

副边补偿拓扑

副边补偿电容Cs值

副边电路反映至原边的阻抗

电阻电抗

电容串联补偿

1/(ω02Ls)

(ω02M2)/R

0

电容并联补偿

1/(ω02Ls)

(M2R)/Ls2

－(ω02M2)/Ls

2.2原边补偿

LCIPT系统中，原边载流线圈中流过有效值较高的高频电流，可直接采用PWM工作方式的变换器获得这一高频电流，变换器的电压电流定额较高，系统成本高。为此，必须采取必要的补偿措施，来有效降低变换器电压电流定额。与副边补偿相似，根据电容接入电路的连接方式，也可采用串联补偿和并联补偿两种基本补偿电路。

在电容串联补偿电路中，电源的负载阻抗为

电容电压补偿了原边绕组上的电压，从而降低了电源的电压定额。

在电容并联补偿电路中，电源的负载导纳为

电容电流补偿了原边绕组中的电流，从而降低了电源的电流定额值。设计时保证式（10）和式（11）的虚部在系统谐振频率处为零，可以有效降低电源的电压电流定额，使得电压电流同相位，输入具有高功率因数。其结果列于表2中。

原边采取何种补偿电路，对应用场合的依赖性很大。当原边采用较长电缆时，电缆端电压会很高，适合采用串联补偿，降低电源电压应力；当原边采用集中绕组时，为了磁场发射需要，一般要求较高电流，适合采用并联补偿，降低电源电流应力[7]。

3系统稳定性和控制

LCIPT系统中，原副边都采用电容补偿时，系统是一个四阶系统，在某些情况下，会出现分歧现象[8]。特别是在原边电路的品质因数Qp比副边电路的品质因数Qs小，或两者相当时，系统很可能不稳定，此时必须对系统进行透彻的稳定性分析。同时，在LCIPT系统中，控制方案的合理选择对系统稳定和电能传输能力非常关键。目前，常采用两种基本控制方案：恒频控制和变频控制[9]。

恒频控制有利于电路元件的选择，但恒频控制对应的问题是，电路实际工作中电容不可避免地会因为损耗产生温升，导致电容量下降，副边实际工作谐振频率会升高，原副边电路不同谐，使得电能传输受损[10]。变频控制可以通过实时控制原边谐振频率，使其跟踪副边谐振电路频率，使得原副边电路同谐，获得最大电能传输。但在变频控制中，电源输入电压和输入电流相角与频率之间的关系很可能出现分歧现象，引起系统不稳定。为此，必须对原副边的品质因数加以严格限制。

4LCIPT系统设计

对于紧耦合感应电能传输系统，原副边的电能关系可以近似用原副边匝比变换关系来表示，因而其系统设计可以分为三个独立部分：原边电路、紧耦合磁件、副边电路，分别进行设计。紧耦合磁件的设计也有较成熟的设计步骤可依。

但在松耦合感应电能传输系统中，原副边电路的工作依赖性很大，如式(3)所示，原副边的电能传输关系由多个变量决定，这些变量必须根据现有功率电子水平，及相关设计经验初选一些值，然后根据相关公式进行下一步计算，确定参数。在整个设计过程中，所出现的多个变量都必须进行选择，而这些变量并非孤立的，而是相互之间都存在着一定的制约关系。因而，松耦合感应电能传输系统的设计比紧耦合感应电能传输系统要复杂得多。这里把松耦合感应电能传输系统中出现的每个变量的含义，及选取方法做一说明，并绘成相应的流程图，如图5所示，以便理解。设计步骤如下。

4.1选择频率

选择系统工作频率是LCIPT系统设计的第一步，从式(3)可以看出，频率大小的选取，与电源的复杂程度、成本及系统电能传输大小有密切关系。要综合考虑应用场合对系统体积重量要求、目前功率电子水平及相关系统的设计经验来选取频率。就目前功率电子水平及系统成本考虑，选择10kHz～100kHz之间的频率比较合理。随着功率电子水平的不断进步，系统频率可望进一步提高，从而使得系统体积更小、重量更轻。

4.2选择松耦合感应装置

紧耦合感应装置（如广泛采用的变压器）的结构一般受限于现有的铁芯结构，因而结构形式有限。但松耦合感应装置却不受铁芯结构限制，根据各种应用场合的需要，可能会出现多种结构形式。在很大程度上，这些松耦合感应装置要依靠相关的设计经验来选择。确定松耦合感应装置结构后，要标定一些基本的参数，如原副边线圈电感量、耦合系数、互感等。

4.3选择原边电流Ip

在LCIPT系统中，传输电能大小、原边电源变换器的成本都与用于磁场发射的原边电流Ip直接相关。一般从相对较小的电流值开始选取Ip，从而对应电源的低电流应力。若经计算后，这一Ip电流值不满足系统电能传输要求，可进一步增大电流值，再进行计算验证，直至系统设计满足要求。

4.4确定(VocIsc)值

根据所选择的电磁装置，在原边电流为所选Ip时，测试出副边接受线圈的开路电压Voc和短路电流Isc。确定这一乘积(VocIsc)也可以用一个与设计的接受线圈同匝数的小尺寸接受线圈来完成，避免因为接受线圈电流定额不够而返工。当然，也可采用相应的电磁场仿真软件包进行模拟设计。但仿真设计过程比较复杂[11]。

4.5确定副边补偿

4.5.1副边补偿等级

副边电路不加补偿时，负载能够获得的最大功率传输等于(VocIsc/2)[11]。如果负载所需功率值超过这一值，则副边需要采用补偿电路，副边电路的品质因数可用式（12）计算。

式中：P为至负载的传输功率。

从而副边所需要的V・A定额为

如果副边实际的VA定额高于式(13)的计算值，系统就可以传输所需的功率。反之，该设计不能传输所需功率P，必须对设计作出相应的调整来增加功率传输能力。一般可以考虑以下4种途径：

――加粗接受线圈绕组线径或增大铁芯截面积；

――增大原边电流；

――改进电磁装置的耦合程度，提高互感值M；

――适当提高系统频率。

第1种方案增加了副边的成本；第2种方案增加了原边的成本；第3种方案增加了松耦合感应装置的成本；第4种方案受现有功率电子技术的限制。实际设计中，应综合考虑性能和成本选择性价比最好的方案作为最优设计。

4.5.2副边补偿拓扑

当副边VA定额满足设计要求后，下一步就应当确定副边补偿具体采用的拓扑形式。补偿拓扑的选择依赖于具体的应用场合。并联补偿对应电流源特性，适合于电池充电器等场合；串联补偿对应于电压源特性，适用于电机驱动供电等场合。

4.6确定原边补偿

副边补偿设计完成后，设计原边补偿。根据已知的原边电流和松耦合感应装置原边绕组电感量，可以确定原边绕组端电压。从而计算出原边VA定额，用实际传输功率除以这一VA定额，可以得到原边品质因数Qp的大小。如前所述，原边补偿电路形式也取决定于应用场合。当原边采用较长电缆时，适合采用串联补偿；当原边采用集中绕组时，适合采用并联补偿。

4.7系统稳定性和控制性核查

最后一步要对系统稳定性和控制性进行核查，这是系统能否在实际应用场合被采用的最关键的一步。如上所述，若Qp

5结语

13.优秀教学设计《化学能与电能》 篇十三

2014年吉林省松原市教师招聘面试：试讲教案之

化学能与电能

中公吉林教育信息网：http://jl.zgjsks.com/ 教学过程：(一)创设问题情景

学生动手，利用西红柿、苹果让电流计的指针发生偏转。

教师提出问题：在这个现象中到底发生了什么变化呢？引出本节课的课题。(1)引导学生复习金属锌和稀硫酸的反应，提出问题： 锌和稀硫酸反应的类型属于哪一类？ 这个反应中元素的化合价是否发生变化？ 氧化还原反应的实质是什么？

用双线桥法表示锌和稀硫酸反应中电子转移的方向以及数目？

(2)师生共同分析锌和稀硫酸反应中电子转移的情况，并做出大胆的假设：如果让锌失去的电子在闭合回路中发生定向移动，会有什么现象发生？引导学生设计出电子定向移动的闭合回路，得到铜锌原电池的装置图。

(3)学生自己动手实验设计的装置。教师提出问题：电流计的指针发生偏转，说明产生电能，依据能量守恒原则，能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，那么电能到底是什么能转化而来的呢？

学生讨论并作答，教师和学生一起分析，初步形成原电池的概念。(二)师生互动，传授新知 1.原电池形成条件的教学：

依据之前设计出的铜锌原电池装置，提出问题：如果更换铜锌原电池中的部分电极材料，那么电流计的指针依旧会发生偏转吗？

借助多媒体向学生展示设计的实验方案，并把学生分为四大组，共八个实验，通过分组对比实验，根据实验现象不同，分析可能的原因，交流讨论，得出原电池的构成条件：

两种活动性不同的金属(或非金属质)作电极，产生电位差； 电解质溶液，作反应介质，提供离子移动；

中公教师吉林分校

连接两极的导体线等，形成闭合回路，引出电流。2.原电池的工作原理教学：

利用多媒体展示原电池工作原理的微观示意图，使学生直观的观察到原电池中所发生的一系列的变化，如电子的定向移动，以及阴阳离子的定向移动，引导学生写出电极反应式和电池反应方程式。

电极反应方程式： 负极：Zn-2e=Zn2+ 正极：H++2e=H2 电池反应方程式：Zn+2H+=Zn2++H2 通过电流的方向来确定原电池的正极和负极，并和学生一起讨论总结判断正负极的其他方法。

(三)练习巩固内化新知

1.研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是：()A.正极反应式：Ag+Cl--e-=AgCl B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子 C.Na+不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl是还原产物(四)小结与作业

课堂小结，利用铜锌原电池的工作原理解释在新课之前的实验现象，说明苹果，西红柿中含有电解质溶液，和铜片、锌片以及导线共同构成了一个原电池装置，将化学能转化为电能，使电流计的指针发生偏转。让学生在学案中自己小结，能使学生体会到一堂课中的乐趣和收获，老师做要点补充。

并布置作业：

1(必做题)课本44页1题、2题 2(选做题)制作水果电池。板书设计： 化学能与电能

一、原电池的工作原理和构成条件：

中公教师吉林分校

两种活动性不同的金属(或非金属质)作电极，产生电位差； 电解质溶液，作反应介质，提供离子移动； 连接两极的导体线等，形成闭合回路，引出电流。

二、原电池概念：将化学能转化为电能的装置。

三、原电池中发生了电子或阴阳离子的定向移动 原电池负极：活泼金属-向外线路提供电子-锌