水滴系列九年级物理全册第22章能源与可持续发展第3节太阳能教案新版新人教版
九年级物理第22章 第3节 太阳能教案1 (新版)新人教版
太阳能一.知识和技能:1.初步认识太阳的结构,知道太阳是人类能源的宝库。
2.大致了解太阳能的利用方式。
3.观察太阳能在日常生活中的应用的实例。
二.重点难点:太阳是人类能源宝库的理解。
三.教学过程:1.太阳结构观察课本的太阳结构示意图。
太阳的主要成份是氢,是一个巨大的炽热气体球,直径约为地球的110倍,核心的温度可以达到1500万摄氏度,超高温导致了太阳内部的氢不断发生核聚变,从而释放出巨大的能量.这些能量以电磁波的形式向宇宙空间辐射。
2.太阳能的利用.(1).太阳能通常通过四各渠道被人类利用。
第一是植物的光合作用把太阳能转化和储存起来,再以草木,煤,石油,天然气等形式释放出来供人类使用。
第二个渠道是通过大气和水分的循环,再通过风,流水波浪,海流等释放出来。
第三个渠道是被地球上的水吸收,转化为内能。
第四个渠道是被人们直接利用,比如太阳灶等。
(2)直接利用太阳能的主要方式:第一将太阳能直接转化为内能,比如太阳灶,太阳能热水器等。
(在图中标出水流的方向)第二是将太阳能直接转化为电能,目前主要是通过太阳能电池来实现这一转化,通常用的电池是硅电池.人造卫星上展开的两翼就是太阳能电池板,它可以将太阳能转化为电能.利用太阳能电池板阵列就能建立太阳能发电站.目前美国已经在沙漠地区中建立了大规模的太阳能发电站.中国的甘肃地区也有小规模的太阳能发电站。
人类使用的各种化石燃料实际上是利用了上亿年前地球所接收的太阳能。
[基础知识]1.太阳能来自于( )A.太阳所含氢发生的燃烧B.太阳所含氢发生的核裂变反应C.太阳所含氢发生的链式反应D.太阳所含氢发生的聚变反应2.下列能源不是来自太阳能的是( )A.潮汐能B.铀矿中的核能C.天然气D.生物质能3.下列关于太阳能利用说法不正确的是( )A.太阳能是常见的一次能源B.光电池可以把太阳能转化为电能C.太阳能的吸热板最好是银白色的D.我们今天开采的石油,煤炭实际上是在开采亿万年前地球所接收的太阳能4.下列装置中是利用太阳能工作的是( )A.微波炉B.太阳灶C.热水器D.取暖器5. 下列关于太阳能的说法不正确的是( )A.太阳能是我们今天使用的大部分能源的源泉B.化石燃料中所含的化学能是由太阳能转化而来C.太阳释放的能量几乎全部被地球吸收D. 我们今天开采的石油,煤炭实际上是在开采亿万年前地球所接收的太阳能6. 太阳温度极高,故而太阳内部的氢原子会在超高温下发生_______________从而释放出巨大的能量。
人教版九年级下册教案：第22章 能源与可持续发展 第3节 太阳能
第3节太阳能►知识与技能1．了解太阳能是人类能源的宝库。
2．了解一些与太阳能有关的知识。
3．知道利用太阳能的方式。
►过程与方法通过课堂上设置装置，课下制作改进的过程，培养学生的动手能力；通过主动学习，提高学生搜集信息交流信息的能力。
►情感、态度与价值观1．能保持对大自然的好奇，初步领略自然现象的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感。
2．具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
●重点初步认识太阳的结构，知道太阳能是人类能源的宝库。
●难点了解太阳能的利用方式，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
一、情景导入生成问题随着科学技术的发展，许多家庭中都安装了太阳能热水器，它方便、节能、高效，深得人们的青睐。
你知道它的原理是什么？它是怎样工作的吗？二、自研互学生成新知【自主探究】知识板块一太阳能自主阅读教材P174－175的内容，独立思考并完成：1．太阳由内向外依次由太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气组成(如图所示)。
在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。
2．人类今天利用的主要能源——化石能源，是上亿年前的动、植物的化学能，这些能源来自于太阳；人类赖以生存的生物质能也都直接或间接来自植物的光合作用；人类利用的水能、风能也与太阳有关。
所以说太阳是地球的“能源之母”。
知识板块二太阳能的利用自主阅读教材P176－177的内容，独立思考并完成：3．太阳是人类能源的宝库，其在50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。
除植物进行光合作用，将太阳能转化为化学能这种利用方式外，目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热，将太阳能转化为内能，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。
4．如图所示，是太阳能热电站的原理图，看图回答下列问题。
(1)反射镜的作用是改变光的传播方向。
太阳能热电站发电受天气的影响，阴雨天时，发电的功率将减小，图中能够保证阴雨天还能发电的装置是储热器。
九年级物理全册第二十二章能源与可持续发展第3节太阳能教案(新版)新人教版
第3节太阳能◇教学目标◇【知识与技能】1.知道太阳能的由来及其优点。
2.了解太阳能是人类资源宝库。
3.知道利用太阳能的方式。
【过程与方法】通过对太阳能及其能量转化情况的讨论,培养用能量转化观点分析问题的习惯。
【情感·态度·价值观】初步了解太阳能利用的现状和广泛利用太阳能存在的困难树立高效利用太阳能的意识。
◇教学重难点◇【教学重点】太阳能的利用。
【教学难点】自制集热器。
◇教学过程◇一、新课导入能源危机从来没有解除,开发利用新能源在当今社会显得尤为必要。
在利用能源的同时减少污染,保护好我们赖以生存的地球,也成为人类关注和亟待解决的问题。
太阳能是人类开发利用的最重要新能源之一。
可你知道我们为什么要开发利用太阳能吗?又如何开发利用呢?二、教学步骤探究点1太阳——巨大的“核能火炉”[阅读课本]P174“太阳——巨大的‘核能火炉’”[思考]我们距离太阳有多远?[提示]太阳距地球约1.5×108 km。
[思考]太阳很大吗?[提示]太阳的直径约是地球的110倍,它的质量约是地球的33万倍。
[思考]太阳有多热?[提示]太阳表面的温度约6000 ℃,内核的温度高达1.5×107℃。
[思考]太阳的能量从哪来的呢?[提示]在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能。
太阳能的原理和氢弹一样。
[思考]太阳的年龄是多少?它还能燃烧多少年?[提示]太阳像一个巨大的“核能火炉”,它已经燃烧了近50亿年,它将还能再燃烧约50亿年。
[归纳提升]太阳核心的原子核发生的聚变反应,使太阳核心释放的巨大核能向外扩散,传送到太阳表面,大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射。
探究点2太阳是人类能源的宝库[阅读课本]P174“太阳是人类能源的宝库”[思考]太阳每天都在给地球提供能量,对此你了解多少呢?[提示]太阳每秒向外辐射的总能量高达3.74×1026 J,相当于每秒钟燃烧1.28×1026 t的标准煤。
九年级物理全册第22章能源与可持续发展教案(新版)新人教版
第二十二章能源与可持续发展第1节能源导入一:问题导入播放人类利用能源的一些场景,比如水力发电、煤炭、石油、天然气等图片.问题1:人类利用的很多能源都是来自于太阳,那么这些能量都是由太阳提供的吗?回答1:学生观察图片和视频,了解人类能源的使用,知道生活生产离不开能源.人类使用的能量是通过不同的能源提供的,能量并非都来自太阳.问题2:人类使用的能量是无穷无尽的吗?导入二:情景导入资料介绍:截至2014年12月31日24时,三峡水电站全年发电988亿千瓦时,超过巴西和巴拉圭共同拥有的伊泰普水电站,创单座水电站年发电量新的世界最高纪录,并首度成为世界上年发电量最高的水电站.湖北武汉市一年用电量为350亿千瓦时左右,988亿千瓦时的发电量相当于武汉市两年半的用电量.相当于减少4900多万吨原煤消耗,减少近一亿吨二氧化碳排放.如果每千瓦时电能对GDP的贡献按10元计算,三峡电站全年发出的清洁电能,相当于为国家带动创造了近一万亿元财富.一、人类利用能源的历程思路一1.人类利用能源的历程展示一:介绍火的利用自从人类掌握了人工取火的方法之后,人类就开始了开发利用能源的进程.学生展示课前的调查资料,介绍人类利用能源的起始阶段,以及柴薪时代向煤炭时代的转折.展示二:化石能源的利用人类利用能源史上两次划时代革命转折,即煤炭代替柴薪成为主要能源.石油取代煤炭居于主导地位,创造了世界经济发展的奇迹.提出问题:内燃机中的能量转化,对生产和生活带来什么影响?教师:展示以蒸汽机、热机为代表的以化石能源为动力的各种机械,引发了世界性的工业革命.展示三:电能的利用教师:展示电磁感应现象的发现以及发电机的发明使煤、石油等化石能源被转换成更加便于输送和利用的电能.2.能源的分类学生分组讨论:请你对下列能源进行分类,并说出分类标准.煤、天然气、汽油、太阳能、核能、地热能、电能.学生讨论进行分组:1.按能源能否直接从自然界获得,可分为:一次能源:煤、天然气、太阳能、核能、地热能.二次能源:汽油、电能.2.按能源能否循环使用和不断补充,可分为:可再生能源:太阳能、地热能.不可再生能源:煤、天然气、核能.3.按能源的利用状况,可分为:常规能源:煤、天然气.新能源:太阳能、核能、地热能.4.按能源利用对环境的污染情况,可分为:清洁能源:太阳能、核能、地热能、电能、天然气.非清洁能源:煤、汽油.小结:一次能源和二次能源是根据能否直接从自然界获得划分的,二次能源一般是通过一次能源转化得来的.我们接触较多的二次能源是电能,电能便于传输和转化,在实际中应用广泛.你能说出电能在产生和使用过程中的能量转化吗?回答:发电机把机械能转化为电能;电视机把电能转化为光能和内能;电冰箱工作时压缩机把电能转化为机械能,压缩空气做功把机械能转化为内能;节能灯把电能主要转化为光能;电熨斗把电能转化为内能.[知识拓展]能源是提供能量的物质资源,能源的利用过程,实质上是能量的转化和转移过程,但是不能说能源就是能量,能源只有在使用时才能提供能量.思路二1.能源的概念概念:能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源.讲解:金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶需要能量,生活中烧饭、取暖、照明等也需要能量.生产和生活中利用的这些能量,是通过不同的能源提供的.各种能源的广泛利用,极大地促进了人类文明的发展.2.能源的种类问题:我们的生活中都用到了哪些能源?回答:家庭生活中常用柴薪、煤炭、煤气、电能等.汽车等交通工具使用的是汽油和柴油;飞机飞行消耗航空煤油等.3.人类利用能源的历程展示图片:钻木取火.讲解:钻木取火使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变.开启了人类以柴薪为主要能源的时代.展示图片:砍伐森林.讲解:柴薪主要通过砍伐森林获得,现在,大面积砍伐森林会严重破坏地球的生态平衡.同时,由于燃烧柴薪获取能量的效率较低,人类需要开发其他的能源.展示图片:行驶中的蒸汽机火车.讲解:蒸汽机的发明令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能.实现了以机械动力大规模代替人力和畜力的新时代,人类的主要能源也从柴薪转化为热值更高的煤.展示图片:煤炭.讲解:煤炭、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的.4.能源的类型展示图片:煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能.讲解:像化石能源这样能直接从自然界获取的能源称为一次能源.风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源.展示图片:电能.讲解:消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源.像电能是消耗煤炭等一次能源得到的,是二次能源.电能的利用讲解:电能可以做什么?总结:供照明;供电炉类用电器产生热;驱动电动交通工具;供电子设备工作;供电风扇类用电器工作.[知识拓展]一次能源可以分为可再生能源和不可再生能源两大类.可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐能等等,它们在自然界可以循环再生.不可再生能源是在自然界中经过亿万年形成的,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少,总有枯竭的一天.包括:煤、石油、天然气、油页岩、核能等,它们不能再生,用掉一点少一二、21世纪的能源趋势阅读课本中“21世纪的能源趋势”,了解当今世界范围能源所面临的严峻问题,了解近年来世界能源消耗情况.展示资料,以百分比方式描述的我国和世界能源扇形图.分析世界与我国目前能耗结构比是否合理.学生分析能源消耗扇形图可以得出,能源消耗中化石能源消耗占比最大,可再生的清洁能源利用率太低.能耗结构比不合理.我国人均能源拥有量处于世界较低的标准.思考下列问题:问题1:能耗结构比的不合理,会带来什么样的问题?回答1:无论是中国还是世界,化石能源消耗都占比过重.化石能源是不可再生能源,储量有限.要积极开发清洁的新能源,降低化石能源消耗比,实现能源的可持续发展.问题2:从我国能源人均拥有量偏低中你能感悟到什么?回答2:我国能源人均拥有量偏低,这就要求我们在实际使用能源时要节约能源,要更加迫切地去开发新能源和使用可再生能源.比如开发我国现在使用较少的水电、核能、太阳能等新能源.[知识拓展]新能源主要有太阳能、风能、地热能、生物质能等.其中生物质能经过几十年的探索后,国内外专家表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更会导致社会不健康发展.地热能如果大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,将引起生态环境恶化.风能和太阳能对于地球来讲取之不尽、用之不竭,健康无污染,必将成为今后替代能源的主力军.1.了解人类使用能源的历程:柴薪→煤炭→石油.2.人类从使用柴薪能源开始使用能源;蒸汽机的出现使煤、石油的使用越来越普遍,它引发了一次工业革命.汽轮机及大型发电机的出现,使电能的应用越来越广泛.3.能源的类型:一次能源是直接能从自然界获得的,比如煤、石油、天然气等;二次能源是通过一次能源转化得来的,比如电能等.4.了解21世纪的能源趋势.1.判断下列哪种说法正确()A.能源都来自太阳能B.电能是一种二次能源C.风能是一种二次能源D.天然气不是化石能源解析:像地热能和核能不是来自太阳能,A错误.一次能源和二次能源是按能源是否由自然界直接提供来分的,像电能是由其他形式能转化而来的,属于二次能源,B正确.像煤、石油、风能等是由自然界直接提供的,不需要转化,属于一次能源,C错误.天然气是千百万年前埋在地下的动植物,经过漫长的地质年代形成的,属于一次能源中的化石能源,D错误.故选B.2.小明学习了本节知识后,做了如下总结,其中不正确的是()A.地热能是不可再生的能源B.煤、石油、天然气都属于常规能源C.汽油、酒精属于二次能源D.木材、草类、肉类等有生命的物质提供的能量称为生物质能解析:地热能可以从自然界获得,能不断得到补充,属于可再生能源,A错误;煤、石油、天然气是已经大规模使用的能源,属于常规能源,B正确;汽油是利用石油提炼而成的,酒精是利用粮食、水果等发酵而成的,都属于二次能源,C正确;有生命的物质提供的能量称为生物质能,D正确.故选A.3.下面关于能量转化的说法,正确的是()A.用砂轮磨刀时,将内能转化为动能B.陨石进入大气层成为流星时,是内能转化为机械能C.壶中的水沸腾,壶盖不断跳动,是水的势能转化为壶盖的动能D.用打气筒给轮胎打气时,打气筒发热,是机械能转化为内能解析:能量的使用过程就是能量的转化或转移过程.砂轮磨刀,砂轮和刀的温度升高,把机械能转化为内能,A错误;陨石进入大气层成为流星时,与空气摩擦生热,使陨石温度升高,机械能转化为内能,B错误;壶中的水沸腾,壶盖跳动,把内能转化为机械能,C错误;用气筒打气时,气筒发热,把机械能转化为内能,D正确.故选D.4.人类发明和制造的各种机械和机器,都可以看作是用来控制能量的转化形式、发生地点或时间的能量转换器.按照这种观点,汽油机是把能转化为能的能量转化器;干电池供电时是把能转化为能的能量转化器;钻木取火是把能转化为能.解析:汽油机把燃料燃烧产生的内能转化为机械能,给机械提供动力;干电池供电时,内部的化学物质把化学能转化为电能;钻木取火消耗机械能,转化为木头的内能.【答案】内机械化学电机械内1.能源的概念.2.人类利用能源的历程.3.能源的类型,主要包括一次能源和二次能源.4.21世纪能源发展的趋势.一、教材作业【必做题】教材第169页动手动脑学物理的1,2题.【选做题】教材第169页动手动脑学物理的3题.第2节核能导入一:情景导入播放核爆炸时的视频,了解核能.导入二:问题导入同学们都知道,我国是个能源消耗大国,每年的各种能源如煤、石油、天然气等消耗巨大,近几年每年全国能耗总量折合标准煤都有30多亿吨,其中2013年全国能源消费总量折合37.5亿吨标准煤,2014年能源消费总量折合38.9亿吨标准煤.38.9亿吨是什么概念?如果把这些煤堆成1 m高,1 m宽的堤坝,长度约为2.8×106 km,这个长度约等于地球到月球距离的7倍.大家想一想,长期这样下去,肯定会发生能源危机.我们应该采取什么样的措施来解决能源危机呢?生甲:要不断开发新能源,平时多注意节约能源.生乙:开发利用取之不尽、用之不竭的太阳能.一、核能展示原子结构的挂图或投影,回忆原子的结构组成.学生回忆原子结构:原子是由原子核和核外电子组成的,电子在绕核运动.问题:原子核是原子中最小的结构吗?电子为什么会绕核运动?回答:原子核也是可分的,它是由质子和中子组成的.原子核中的质子带正电,电子带负电,原子核吸引电子绕核转动.原子的质量几乎都集中在原子核上,质子和中子的质量几乎相同.原子核的体积相对于原子的体积来说非常小,相当于足球场上的一个鸡蛋.质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此十分牢固,要使它们分裂或结合是极其困难的.但是,一旦原子核发生变化时,就可能释放出惊人的能量,这种能量被称为核能.学生观察原子结构图片,了解原子结构,知道核能.说说对原子结构的认识.学生结合刚才的学习总结原子结构:原子是由原子核和核外电子组成的,电子带负电,原子核带正电.原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的.一般情况下,质子所带正电荷的数量与电子所带负电荷的数量相同原子核发生改变有两种情况,一种是质量较大的原子核裂变成质量较小的核;另一种是由两个较轻的原子核聚合成一个较重的原子核.这两种原子核发生改变的过程中都会伴随着巨大的能量释放.[知识拓展]原子在化学反应中是最小的微粒,无法再变化.原子由原子核和核外电子构成.原子核由质子和中子构成,而质子和中子由三个夸克构成.电子的质量为9.109×10-31二、裂变1.核裂变展示核裂变的资料:1934~1938年间,科学家利用中子轰击质量较大的铀235,使其裂变成两个质量较小的原子核,同时释放出2~3个新的中子.观看核裂变的资料,了解核裂变放出能量的过程.提出问题:铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变且释放出核能,那么是否要不断地从外界提供中子才能使反应不断进行呢?根据观看裂变资料回答:在铀235裂变时就会释放出中子,所以在裂变的过程中,不需要外界不断地提供中子.实验:利用火柴模拟链式反应.问题:如果去掉其中火柴(1),火柴(2)(3)会燃烧吗?回答:抽掉其中一根火柴,其后面的火柴就不会燃烧,会使燃烧火柴的数量减少.展示链式反应原理的挂图或动画.链式反应如果不加以控制,大量原子核就会在一瞬间发生裂变,释放巨大的能量,产生极大的破坏性,比如原子弹.播放纪录片广岛原子弹爆炸:观看原子弹爆炸产生的危害,感受核能的巨大.2.核能发电在链式反应中,可以通过控制中子数量来控制链式反应的速度.那么可控的核裂变在实际中有什么应用呢?讨论回答:可以用于核能发电、核动力航母等.投影核电站图片,介绍我国核电站的情况.我国核电发展现状:截止到2014年,中国已经有6个投入运营的核电站,12个在建的核电站,数十个筹建中的核电站.问题:核电站运行中能源是由重核裂变提供的,有人认为核能是安全、洁净、廉价的能源.你认可这个观点吗?学生展开讨论,不同观点的同学进行辩论,学会用辩证的观点来认识核能的利用及危害.反方:核裂变时会释放巨大的能量,如果不加以控制,短时间内释放的能量会产生极大的破坏性.正方:如果控制链式反应的速度,可以让核能逐步缓慢地释放就可以为人类所使用.[知识拓展]裂变只有一些质量非常大的原子核,像铀、钍和钚等才能发生核裂变.铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其他原子,从而形成链式反应而自发裂变.撞击时除放出中子还会放出热,但是如果温度太高,反应炉会熔掉,而演三、聚变思路一我们已经知道重核可以裂变成质量较小的轻核,那么质量较小的核能否聚合成质量较大的核呢?介绍轻核的聚变,将质量较小的原子核结合成新的原子核也会放出大量的能量,这就是聚变.比如把氘和氚在超高温下结合成新的原子核——氦核.播放氢弹的视频或展示图片.氢弹就是利用氢核的聚变,在瞬间释放出大量的能量.但是到目前为止,科学家还没有找到可靠的控制核聚变的方法.通过可控聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题![知识拓展]氢弹是比原子弹威力更大的核武器,是利用核聚变来发挥作用的.核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程.只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘、氚等.核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大.比如太阳内部连续进行着氢聚变成氦的过程,它的光和热就是由核聚变产生的.思路二聚变——获得大量核能的另一重要途径教师:科学家们发现,某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时,也能释放出核能,这种现象叫做核聚变,简称聚变.学生:阅读教材上一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的聚变反应示意图.总结:一个氘核由一个质子和一个中子组成,一个氚核由一个质子和两个中子组成,它们发生聚变反应结合成由两个质子和两个中子组成的氦核时,要放出一个中子,并释放出核能.氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍.聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生,因此聚变又叫热核反应.事例说明:自然界中,太阳内部的温度高达1千万摄氏度以上,在那里进行着大规模的聚变反应.太阳辐射出的光和热,正是由聚变反应释放的核能转化而来的.可以说,地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量.前面讲过,原子弹是利用重核裂变现象制成的,而另一种威力更大的核武器——氢弹,则是利用轻核聚变现象制成的.人们现在还不能有效地使聚变在人工控制下进行,从而和平利用聚变释放的核能.由于聚变不但放出的能量更多,而且使用的原料来源也极为丰富,比如可以从海水中提取.从几升海水中提出的氘在发生聚变后可以提供相当于燃烧1千多升石油放出的能量.那时地球上的全部海水就会成为巨大的能源库,至少可供人类使用上百亿年.目前世界上许多国家都在积极研究核聚变的人工控制.这一非常吸引人的重大课题,取得了一定进展.比如1991年,欧洲的科学家们首次做成了可控核聚变实验,这是科学史上一件大事,它标志着人类向获得理想的能源迈出了重要的一步.但要达到实用阶段,还需要攻克许多技术难题,未来的任务仍然相当艰巨.我国核聚变能研究开始于上世纪60年代初,从70年代开始,集中选择了托卡马克为主要研究途径.中国新一代“人造太阳”实验装置“EAST”是由中国科学家独立设计建造的世界首个全超导托卡马克,于2007年建成并开始科学实验.近年来科研人员利用这个实验装置取得了多项研究成果.尤其是2012年创造了两项托卡马克运行的世界纪录:获得超过400秒的两千万度高参数偏滤器等离子体;获得稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电.这分别是国际上最长时间的高温偏滤器等离子体放电、最长时间的高约束等离子体放电,标志着中国在稳态高约束等离子体研究方面走在国际前列.高参数偏滤器等离子体是未来聚变托卡马克放电的最基本运行方式.目前国际上大部分托卡马克的偏滤器等离子体持续时间均在20秒以下,欧盟和日本科学家曾获得最长为60秒的高温偏滤器等离子体.由以上的介绍可知,人类和平利用核能的前景是美好的.在可控核聚变的研究中,我国必将做出自己的贡献.[知识拓展]由于核聚变需要极高的温度,要使高温等离子体中核聚变反应能持续进行,必须长时间维持上亿摄氏度的高温.因此一旦某一环节出现问题,燃料温度下降,聚变反应就会自动中止.也就是说,聚变堆是次临界堆,绝对不会发生类似前苏联切尔诺贝利核裂变电站的事故,因此它是安全的.1.原子是由原子核和核外电子组成的,原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成,电子带负电.原子的质量主要集中在原子核上,体积非常小.2.获得核能可以有两种途径:裂变和聚变.3.质量较大的原子核会裂变成质量较小的核,同时释放出大量的能量,在实际中可以用于核电站等.4.质量较小的原子核聚合成质量较大的原子核就是聚变,也会释放大量的能量.1.随着电子的发现,人们发现原子是有更小结构的,将视线引入原子的内部,而且更进一步地驱使人类积极探索原子核的内部组成.某同学在关于原子和原子核的讨论中,总结了下列四种说法:(1)原子是由位于中心的原子核和核外电子组成;(2)带负电荷的电子在原子核外空间绕核高速运动;(3)原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里;(4)原子核是由质子和中子组成的,质子的个数一定不等于中子的个数.其中正确的是()A.(1)(3)B.(1)(2)C.(2)(4)D.(3)(4)解析:分子是由原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,原子核带正电,电子带负电.电子绕核高速旋转,原子核所带正电荷的数量与电子所带负电荷的数量相等.原子核是由质子和中子组成的,质子带正电,中子不带电,原子核中质子数量与中子数量不一定相等,有的相等,有的不等.故选B.2.关于核能的下列说法中,不正确的是()A.核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的B.如果对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内就会释放出巨大的能量,发生猛烈爆炸C.氢弹是利用轻核聚变制成的武器D.原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器解析:获得核能的途径有两个:重核裂变和轻核聚变.裂变是质量较大的原子核被中子撞击后分解为较小的原子核并释放巨大能量的过程,如果发生链式反应,会迅速放出大量能量,发生猛烈爆炸,这就是原子弹的原理.在裂变中可以通过控制中子的数量来控制反应速度,可控的核裂变可以用于核电站.聚变是质量较小的原子核聚合到一起变成较大的原子核,并放出巨大能量的过程,现阶段还没有找到控制聚变速度的方法,所以聚变主要用于氢弹,找到控制轻核聚变速度的方法是解决未来能源的一个重要途径.故选D.3.如图所示为核电站发电流程示意图.下列关于核能发电的表述中正确的是()。
新人教版九年级物理下册《二十二章 能源与可持续发展 第3节 太阳能》教案_0
人教版九年级物理第二十二章第三节《太阳能》教案设计
白板展示图片(蒙版功能用擦除的学生一一出现问题答案）
多媒体视频展示煤和石油的形成，学生补充讨论说水能风能和太阳能的关系。
既回顾了之前物态变化的知识，又在能源的层次进行了新的拓展，帮助学生提升认知水平。
（五）、动手实践，真正让学生感知认识太阳能的利用
师生集体学习并认识太阳能利用方式，学生从能量角度总结提升。
学生自主阅读说明书，小组合作拼装小车。
（六）、课外展示，学生获得空前学习成就感
在室外由学生释放小车并分组进行比赛，极大的激发了学生对物理走进生活的认识，并大力的激发了许多同学对现代科技的兴趣与求知欲。
（七）、思考与讨论
太阳能小车与目前燃烧化石能源的小车相比具有哪些优点？为什么在生活中没有得到大面积推广，有哪些技术原因亟待解决？
1．光热转化（太阳能-内能）
用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。
实现了把太阳能转化为内能。
2．光电转化（太阳能-电能）
太阳能电池可以将太阳能转变为电能； 在航空、航 天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。
人教版9年级物理RJ下册名师新教案 第22章 能源与可持续发展 第3节 太阳能
太阳已经近五十亿岁了，它还可以继续平静地燃烧约五十亿年。五十亿年后，太阳内部的氦将转变成更重的元素，亮度会增加到现在的2倍，体积也将不断膨胀，水星、金星和地球都将进入它的大气。在经历一亿年的红巨星阶段后，太阳将耗尽所有能源而坍缩成一颗白矮星，并通过向宇宙空间抛射物质而形成一个行星状星云。
(1)太阳距地球1.5亿千米，它的直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心的温度高达1500万摄氏度。
(2)在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”。
(3)太阳表面温度约6000℃，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。
太阳是人类能源的宝库
能源与我们的日常生活息息相关。今天我们利用的各种能源都是从哪里来的呢？
多媒体展示图片：石油、地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。
(2)今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。
难点：太阳能的来源。
多媒体课件。
一、情景导入
多媒体展示图片：太阳。
动植物的生长、人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上获取所需的能源？这节课就让我们一起来研究太阳能。
二、合作探究
九年级物理全册22.3《太阳能》教案新人教版(2021年整理)
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《太阳能》◆教材分析教材通过介绍太阳能的产生及太阳能的开发和利用的广阔前景，说明利用太阳能的重要意义。
用图文配合的方式说明目前人类直接利用太阳能的两条途径，并说明要大规模地直接利用太阳能还存在着不少困难,有待于人类继续大力开展研究工作。
本节以讨论和自学为主。
让学生更加认识到学习科学知识的有用性.◆教学目标【知识与能力目标】1.初步认识太阳的结构，知道太阳能是人类资源宝库。
2.大致了解利用太阳能的方式。
【过程与方法目标】1、通过观察学习了解太阳能的特点，理解太阳能属于可再生一次能源。
分析化石能源来自太阳能。
提高学生分析归纳能力。
2、通过太阳能的利用方式学习，提高学生综合分析问题的能力.【情感态度价值观目标】养成学生开发和利用太阳能的意识，通过光伏产品推广提高创新节能意识。
【教学重点】太阳能是人类资源宝库，太阳能的利用。
【教学难点】太阳能利用中的能量转化。
多媒体课件、太阳能电池板等。
一、新课引入：展示图片：太阳能热水器。
讨论：你用过太阳能热水器吗？它具有方便、节能、高效的特点,深得人们的青睐.同学们，你们知道它的原理吗？它是怎么样工作的？二、知识讲解：（一）太阳——巨大的“核能火炉”学生阅读课文后对照图片讲解太阳的大小:太阳的直径大约是地球的110倍、体积大约是地球的130万倍、质量大约是地球的33万倍。
新人教版九年级物理下册《二十二章 能源与可持续发展 第3节 太阳能》教案_10
人教2011课标版九年级全一册第十八章能源与可持续发展第三节《太阳能》教学设计及教学反思一、教学目标1、运用视频资料及游戏活动，引导学生了解太阳的结构及太阳能的由来，激发学生善于观察的潜力。
（重点）2、通过学生实验、小组合作学习，引导学生小组展示太阳能是人类能源的宝库及其能量的转化，突出学生的主体地位。
（难点）3、联系生活实际，引导学生知道太阳能的最新利用方式及优缺点，培养学生勇于创新的精神。
（重点）二、教学重难点重点：正确认识太阳能的来源及其巨大的应用前景。
难点：结合实例知道利用太阳能的三种方式。
三、教材和学情分析本节是由“太阳──巨大的‘核能火炉’”、“太阳是人类能源的宝库”、“太阳能利用”三部分内容组成。
从太阳能的来源了解太阳，它是上一节核能的应用。
地球上的能源大多来自于太阳，并且太阳能分布广泛，具有巨大的应用前景。
所以正确认识太阳能及其巨大应用前景是本节教学重点。
太阳能在实际生活中应用的场合很多，但大多学生并没有注意，所以本节最后通过实例说明了人类利用太阳能的状况，对各种太阳应用的实例进行分类，总结出利用太阳能主要通过三种方式，所以结合实例知道利用太阳能的三种方式是本节教学难点。
四、教学策略太阳就是一个巨大的核能火炉，它的能量来自于核聚变，对于太阳的能量来源、结构、历史及寿命，可以通过观察科教片，通过视频中介绍的太阳来了解太阳。
太阳是人类能源的宝库，地球上除了地热能、核能及潮汐能等少数几种能源不是来自太阳，其余能源大多来自于太阳。
可以从能量转化的角度来认识人类使用的能源，通过对煤、石油的形成过程，认识到这些能源是亿万年前的动、植物储存的太阳能。
通过视频和图片，对生活中使用的太阳能进行分类，主要有三种类型：一类是把太阳能转化为热能的，如太阳能热水器；第二类是把太阳能转化为电能的，如太阳能电池；第三类是把太阳能转化为化学能的，如植物的光合作用。
分析这些使用太阳能的实例，总结出太阳能的优点，提出问题，为什么现在没有大规模使用太阳能呢？因为太阳能的使用还有些没有解决的问题，如成本高、功率小、太阳能转化的效率还比较低等。
水滴系列九年级物理全册第22章能源与可持续发展第3节太阳能教案新版新人教版
水滴系列九年级物理全册第22章能源与可持续发展第3节太阳能教案新版新人教版0814179 【教学目标】知识与技能1.初步认识太阳的结构，知道太阳是巨大的核能火炉。
2.初步了解太阳是人类资源的宝库。
3. 知道太阳能的利用方式。
过程与方法1、通过观察学习了解太阳能的特点，理解太阳能属于可再生一次能源。
分析化石能源来自太阳能。
提高学生分析归纳能力。
2、通过太阳能的利用方式学习，提高学生综合分析问题的能力。
情感、态度、价值观养成学生开发和利用太阳能的意识，通过光伏产品推广提高创新节能意识。
【教学重点】了解太阳能，结合生产生活实际知道利用太阳能的方式【教学难点】太阳能利用中的能量转化【教学准备】课件多媒体【教学过程】主要教学过程教学内容教师活动学生活动一.情境导入【图片展示】你看，在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置，平常我们看到的航天器上的类似铁翅膀的装置。
【提出问题】想知道它们的作用吗？思考激疑(设计意图：据新科技和航天技术提出问题让学生讨论，引导学生共同参与，调动学生主动学习的热情和积极性。
）二、合作探究，探究新知：（一）太阳是【自主学习】请同学们阅读课本并回答以下问题：1. 太阳的结构是怎样的？学生自学展示：1.太阳的结构：由太阳大气、对流层、巨大的核能火炉课件展示1.太阳的结构2.太阳内部时刻发生核聚变（二）太阳能是人类的能源宝库1.化石能源来源于太阳能2．太阳为什么是一个巨大的“核能火炉”，是哪一种形式的核能？3.太阳能是以怎样的方式向外传递的？4.太阳的“核能火炉”，永无止境的“燃烧”下去吗？【知识归纳】1.太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度。
太阳表面温度约6 000 ℃，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。
2.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。
「精品」九年级物理全册22.3太阳能教案(新版)新人教版
第三节太阳能1 教学目标1.1知识与技能：1.知道太阳能使我们使用的大部分能源的最终来源。
2.了解太阳能的优点。
3.知道直接利用太阳能的两条途径。
4.初步建立利用太阳能的意识，进一步建立能源的可持续发展的观念。
1.2过程与方法5.通过对太阳能及其转化情况的讨论，培养用能量转化观点分析问题的习惯。
1.3 情感态度与价值观：6. 初步了解太阳能利用的现状和广泛利用太阳能存在的困难，产生高效利用太阳能的意识。
2 教学重点/难点/易考点2.1 教学重点正确认识太阳能的来源及其巨大的应用前景。
2.2 教学难点结合实例知道利用太阳能的三种方式。
3 专家建议本节课设计发明活动在器材的选择上有很大的灵活性，所以要在课上要鼓励学生多动脑、多实践，给他们相对充裕的时间，他们总会有所得。
同时也要培养他们严谨的科学态度，潜移默化教给他们正确的科学方法。
另外还要通过种种措施和手段，激发学生在课后仍然保持科学探究的热情，由课内到课外、由被动到主动，逐渐使学生自然地学会科学的想事情、做事情。
4 教学方法讲授、讨论。
5 教学用具多媒体6 教学过程6.1 引入新课人类使用的很多能源，如化石能源、风能、光能等都是来自于太阳，下面我们对太阳能进行一个初步的了解。
【目的】：知道人类使用的很多能量都来自于太阳，认识到了解太阳能的必要性。
6.2 新知介绍1、太阳──巨大的“核能火炉”1)【师问】阅读课本中的内容，思考下列问题：◆地球距离太阳有多远？◆太阳有多大？◆太阳有多热？◆太阳的能量来源是什么？◆太阳的年龄是多少？它还能燃烧多少年？学生阅读课本后，小组交流并回答问题。
【生答】太阳距地球约1．5×108km；它的质量约是地球的33万倍；它已经燃烧了近50亿年，它还能再燃烧约50亿年。
2）【师总结】：太阳距地球约1．5×108km；太阳的直径约是地球的110倍，它的质量约是地球的33万倍；太阳表面的温度约6000℃，内核的温度高达1．5×107℃；在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；太阳像一个巨大的“核能火炉”，它已经燃烧了近50亿年，它还能再燃烧约50亿年。
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第三节太阳能
【教学目标】
知识与技能
1.初步认识太阳的结构，知道太阳是巨大的核能火炉。
2.初步了解太阳是人类资源的宝库。
3. 知道太阳能的利用方式。
过程与方法
1、通过观察学习了解太阳能的特点，理解太阳能属于可再生一次能源。
分析化石能
源来自太阳能。
提高学生分析归纳能力。
2、通过太阳能的利用方式学习，提高学生综合分析问题的能力。
情感、态度、价值观
养成学生开发和利用太阳能的意识，通过光伏产品推广提高创新节能意识。
【教学重点】了解太阳能，结合生产生活实际知道利用太阳能的方式
【教学难点】太阳能利用中的能量转化
【教学准备】课件多媒体
【教学过程】
【提出问题】
[ 分析 ]地球上不同地方吸收太阳的热能量不均匀，空气的冷暖就不一样，于是，暖空气膨胀变轻后上升；周围冷空气过来补充，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。
地球
用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。
实现了把太阳能转化为内能。
【板书设计】
§21.3 太阳能
1.太阳是巨大的核能火炉，每时每刻发生核聚变。
2.太阳是能源宝库。
化石能源来自太阳能。
3.太阳能的利用。
光电转化，光热转化。
【教学反思】
一、案例的“亮点”
1、这节课的重点是了解太阳能的特点，知道太阳能应用方式。
我在教学设计上突出学生较熟悉太阳能集热器吸热设计讨论，和水循环的过程理解分析。
上完这节课使学生对太阳能热水器有更新更准的认识。
光电转化的光伏产品的介绍及其前景展示，使学生增强科技可使生活更美好的现实意义。
提高学生的环保节能意识。
训练习题尽可能联系学生身边的例子，并以图片呈现，增加学生的分析直观性。
2、加强中考考点对应训练，及时巩固提高。
3.突出学生的自学与展示，讲练结合，及时巩固知识。
二、案例的“不足”
1.教材设计一个探究实验《想想做做》没有在课堂上完成。
而是在课前完成。
2、要鼓励同学们在学习中多交流，多合作，课前做好充分的准备。
附件1：【达标检测】
1.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生_____，释放出巨大的核能.大部分太阳能以___和___的形式向四周辐射开去.
2.目前直接利用太阳能的方式：一是用_______把水等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成_____.
3.我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼.光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电.下列说法中正确的是( )
A.光伏效应是将太阳能转化为电能
B.太阳能是不可再生能源
C.太阳能和电能都属于一次能源
D.化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的
4. 太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的.我国太阳能热水器已走进了千家万户.小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1 m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1 h 得到的太阳能辐射能平均为3×106 J，每天接收太阳能的时间以8 h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150 kg、初温为20 ℃的水加热到多少℃？
5.人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出.如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.6月5日是世界环境日，2013年我国的主题是“同呼吸，共奋斗”.目前，我国在开发、利用太阳能方向发展最快、最具潜力.你认为利用太阳能有哪些好处？
参考答案：
1.聚变，内能，光能
2.集热器，电能
3. A
4.太阳能热水器中的水一天吸收的热量：
Q=3×106J×2.1×8×50%=2.52×107 J
因为Q=cm（t-t0）所以
703
2.5210J 20604.210J /(kg C)150kg
⨯=+=⨯⋅︒⨯℃℃℃Q t =+t cm
5.无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭，答案不唯一，合理即可）。