高中物理人教大纲版第二册：14.6 闭合电路欧姆定律（备课资料）.docVIP

●备课资料 一、新型电池 干电池、蓄电池的应用已有一百多年的历史，在人类生产和生活中发挥了重要作用.虽然它们的性能在不断提高，但是仍满足不了科学技术飞速发展的需要，因此，近年来的新型电池不断出现. 最早出现的干电池以碳粉作正极、锌筒作负极，以浓缩的氯化铵水溶液为电解液，利用它们之间的化学反应供应电能.近年来用得较多的则是“碱性电池”，它改用强碱性物质氢氧化钾或氢氧化钠作电解质，结构也与通常的干电池有所不同（外形没有变化），所以容量比同体积的旧式干电池大出一倍以上.碱性电池常用在小型录音机、照相闪光灯等耗电量大的用电器中. 氧化银电池是一种质量小、容量大的电池，大量用在电子表、导弹和人造卫星上，有一种钮扣式氧化银电池，它的正极是氧化银，负极是锌，所以又叫锌银钮扣式电池. 用锂作电极可以大大增加电池的容量.把无机锂盐溶解在溶剂中（因为锂能和水发生剧烈的化学反应，所以不能用水），这样就制成了锂电池.锂电池可以做成各种形状，广泛用在移动电话机、照相机、电子手表中.电子手表中的钮扣形锂电池，可以使用十多年，而同体积的碱性电池，只能使用一两年. 光电池是一种将光能转化为电能的电池.硅光电池是一种典型的光电池，它的主要部分用硅制成.这种电池性能稳定，使用寿命长，已广泛应用到电子计算器、收音机、玩具等方面，在人造卫星和其他太空仪器上常用硅光电池作电源.目前光电池的成本高，而且能量转换效率较低，这限制了它的应用范围. 二、海洋电池 每到夜晚，海上航标灯星星般一闪一闪，护卫着来往船只航行的安全.无论夜晚和白天,航标灯成了海上船只安全航行的保障.然而,灯标的电能是会用尽的,在海上重新更换电池或二次充电,绝不是一件容易的事,既耗费人力、物力,又因作业环境艰苦,劳动强度大,并且还存在很大危险,如遇风暴、海啸等特殊情况,海上更换电池的作业就无法进行.迄今为止,海上用电方式主要有两种:一种是一次性电源，如锌锰电池、锌银电池和锂电池等.另一种是二次电源,就是说先充电,再供电的电能源,像铅酸蓄电池、镉镍电池等,它们都需要定期充电,工作量加大,费用必然就高.两种用电方式都会给环境造成污染,破坏海洋资源. 随着现代高新技术的发展,人们期待已久的绿色、无污染、长效、稳定可靠的海洋电池终于问世.它利用铝合金作电池的阳极,金属网作阴极,多盐分的海水充当电解质,构成海洋电池的基本结构.阳极铝板与海水中的溶解氧发生化合反应产生电能.有趣的是其反应物恰是无毒、无味、无污染的氢氧化铝,而它又是人们早已熟知的胃药——胃舒平的主要成分.无污染的海洋电池首先受到了科研人员和使用者的肯定. 那么,如何在水中提取氧,让其与铝板阳极发生反应,产生我们需要的电能呢? 海洋电池以广阔的海水作电解液,是任何电池所无法比拟的.我们知道海水中大约只含有0.5%容积的溶解氧,为了获得这部分氧,科研人员把电池的阴极设计成仿鱼腮的网状结构,以增大表面吸附海水中微量的溶解氧.这些氧在海水电解液的作用下,与铝阳极发生反应,源源不断地产生电能. 海洋电池在使用中不需要串联,也就不存在漏电的问题.由于没有承压部件,即使在海水下使用,无论深度变化如何,它也能安然处之.寒冬酷暑,风吹浪击,它都不受影响.更巧的是,海洋电池本身不含电解质和阴极活性物质,不放入海水时,铝阳极在空气中不会被氧化,可以长期储存,随取随用.同时,把电池投入水中便可供电.电池设计的使用周期可达一年以上,免去经常更换电池的工作.即使更换,也只是换上一块铝板.铝板的大小,依照用电设施耗电的需求进行不同容量的组合,大大满足了不同用户的要求. 绿色海洋电池不仅资源丰富,而且输出能量高,经济实用,是现代人可望又可求的.海洋电池广泛的应用前景,将使它成为海上用电设施的能源新秀. 壮观而深远的大海,它既是海洋电池的巨大材料来源,又是海洋电池施展本领的广阔天地. 三、燃料电池 在人类百余年的用电历史中,水力、火力和核能这三类发电技术一直稳当地称霸天下.其中,用煤、石油和天然气作为燃料的火力电站,以70%以上的比重而雄居首位.但是当人类设计21世纪的能源工程时,使用和开发洁净的能源成为了首选条件.这不能不让人考虑准备在发电领域的殿堂里摆上第四把交椅,它就是“燃料电池”. 因为燃料电池带有电池这两个字,外行人常常会顾名思义地把它和普通的蓄电池混在一块儿.燃料电池确实和普通电池有相似之处.它也有阴极和阳极,也是通过电解质把这两个电极分开.但它和一般电池的最大区别是,燃料电池所使用的是开放式系统,只要能源源不断地供给它作为燃料的化学反应物,比如氢气和氧气,燃料电池就能长期发电. 氢氧反应的燃料电池是目前人们应用比较广泛的一种. 在20世纪60年代,燃料电池就已经成功地应用于航天技术.往返于太空和地球之间的阿波罗飞船,就安装了这种小巧的装置.进入70年代以后,燃料电池开始