人教版初中物理九年级下册课时22 第二十二章能源与可持续发展 用物理的眼光看电动车 教案

《用物理的眼光看电动车》教学设计【教学目的】1.追溯电动车能量的来源，了解电动车对环境的影响；2.了解人类目前电能生产的主要方式，以及电能生产过程中对环境的影响。3.培养学生善用对比的方法，全面地、多角度地思考和分析问题的能力。最近我有朋友买了辆电动汽车，购车理由无非是：经济、低碳、零排污我曾经问他：你觉得电动车环保，原因是什么？他说：电动车用电，不排二氧化碳；燃油车烧油，碳排放量大。环保影响着我们的生活，其中关注二氧化碳排放成为全球关注的问题那么电动汽车真的与二氧化碳毫不相干吗？下面，我们就一起应用物理知识及方法，比较电动汽车与汽油车的二氧化碳的排放问题汽油车气缸内直接燃烧汽油，同时产生了悬浮固体颗粒、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和大量的二氧化碳等，这是我们知道的。电动汽车的能源来自于电动汽车的电池，电池充电和放电的过程中，不释放气体，所以没有二氧化碳。但是，跟汽油不一样，电池的能量是通过别的途径转移过来的，而不是自己产生的。思考一下：会不会在电能在前面的转移过程中有二氧化碳排放呢？为了查个究竟，我们有必要查一下电动汽车消耗电能的来电动汽车的电池存储的能量是哪里来的？充电桩给电池充电，这些电能哪里来的？发电厂远距离输电到充电桩，那么这些发电厂的电是怎样产生的呢？我们一起看看我国的发电量构成情况。

其他形式的发电占比极小，在这里就不细说。

2018年全年，火力发电占70.4%。其中约10%是燃气发电等

其他火力发电。目前二氧化碳排放量最高的发电方式。引自：中电联发布《中国电力行业年度发展报告2019》

/html/2019/0713/8035027115002034.shtm我们重看一下能流图。也就是电动汽车的电能小部分来自于二氧化碳排放量较少试想一下，我们每多一辆电动汽车在路上行驶，通过燃烧煤提供的能量就多一些。电动汽车尽管不在公路上烧汽油，但它却间接在发电厂一端烧煤。换一句话而言，纯电动汽车可看作是部分靠燃烧煤炭驱动的汽车。而相对于汽油，煤炭的燃烧也会放出大量的二氧化碳，同时还放出二氧化硫、氮氧化物、悬浮固体颗粒等污染物质。让我们先看会引起温室效应的二氧化碳的排量情况。燃油车直接烧汽油，电动车间接烧煤，它们都排放了二氧化碳，到底谁排放的二氧化碳更高呢？比较前我想问问大家，比较两者的排放，我能用一辆大车和小车比较吗？我们应该找两辆尽可能相似的汽油车和电动车相比较。要比较，就让他们行驶，消耗能源。让它们这样子行驶可以吗？不同的路面情况，不同的加速减速情况，开动的距离不同都会影响它们的耗能，从而影响排放。因此，需要在特定的测试环境中，行驶相同的路程，例如100km，来比较它们的耗油量和耗电量。我在汽车之家网上找了两辆同款相似的汽油车和电动车。耗的电能是13.6KWh，汽油车每行驶100km，消耗的汽油是6L。下面，我们一起粗略推算一下他们的二氧化碳排放量。推算，汽油车行驶100km，排出16.1kg那如果知道电能与排放二氧化碳的对应关系，电动车可以类似这样直接推算吗？汽油车里的汽油是直接从车内燃缸燃烧的。电动车的电能是来自远方的发电厂的燃煤，你们觉得还需要考虑哪些因素呢？8.72kw˙h依据发改委的2019年数据，发电厂输出1kwh的电能，要消耗0.307千克供电标准煤，算出耗煤2.68kg电能的传输过程中也有损耗。依据国家能源局的2019年统计数据：输电线路的效率为94.1%，除此之外，依据第一电动网提供数据深圳非车载充电桩效率为85%，算出实际耗煤3.35kg综上所述，电动车工况环境下，行驶100km耗煤3.35kg。得出二氧化碳排放量为8.78kg你觉得电动车排放二氧化碳比汽油车少吗？有很多事情我们不能这么快下结论目前数据得到二氧化碳排放低，是否就说明环保呢？除了考虑二氧化碳，我们是否还需要考虑其他方面？在老师备课的过程中，发现了其他观点。这图表是中海石油气电集团有限责任公司排放引用数据。通过这图表，你想到了什么？这图表比较了15年内汽油车排放主要污染物和电动汽车间接排放主要污染物的对比图。这幅图中的污染物数据是指未经发电厂处理的污染物。我们发现电动车间接排放出的主要污染发生的元凶之一。如果提高发电厂处理污染物的能力，电动汽车间接污染空气的情况将会得到改善。我们根据图表所给的信息，进一步思考看哪种汽车更好？不过，电动汽车的污染物不止这些，其中电池的回收处理也是令人头痛的问题之一。因为污染包含的问题太多，难以在短短二十分钟内很全面地论述。大家感兴趣的话可以多找找资料。但是，对于这些污染物质的排放，又有一种观点引发我的兴趣。大家可以看看这则材料。电动车的空气污染主要集中在源头方面。这样更方便进行污染治理。电动车的污染主要集中在源头发电厂一端，他使得污染远离我们，当然，也有人说，这样做其实是把污染引去了发电厂一侧，改变了位置，发电厂当地变得污染更严重了。对不对，大家不妨自己思考。另一方面，这些燃料废气集中处理有利于减低实际污染物严格管理。上述所说的观点，数据有的是正确的，可能有的只是人为的根据自己的观点采用数据。但有一点我们是可以看到。电动汽车能否在减少污染物，减少排放二氧化碳取决于发电结构。如果发电的结构发生改变，不再以火力发电占主，则在减少二氧化碳及污染物上更好。因为这里说有优势，很难说清楚什么优势。同学们可以上网再查查资料，多思考，自己的判断。这是源自于中国产业信息网中国经济导报2018年2月的报大家可以先看一下。中国改革开放40多年来取得的成绩是有目共睹的，为了适大家想想，如果能源改革顺利进行，你哪种汽车会有更大的优投资战略研究报告》的数据请大家思考一下，燃煤发电的占比逐年减少，是不是意味着电动汽车使用燃煤发电带来的污染减少呢？这是源自《中国煤电资源过剩与水资源压力研究》刊物中的一幅2020灰色就代表尽管干旱和但低用水量。绿色的圆点代表正在运行的火力发电站。依据这