22.3太阳能 教案 2023－2024学年初中物理人教版九年级全一册

22.3太阳能
【学习目标】
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。
4.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。
【教学重难点】
重点：了解太阳能的知识；
难点：了解利用太阳能的方式。
【教学方法】
启发诱导法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
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。
想知道它们的作用吗？
新课讲授：
探究点一、太阳——巨大的“核能火炉”
活动1：请同学们阅读课本P174页并回答以下问题：
1. 太阳的结构是怎样的？
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？
学生带着问题阅读课本，交流后回答：太阳距地球约1．5×108 km；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。
教师归纳总结：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。
探究点二、太阳是人类能源的宝库
太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。太阳光已经照耀我们的地球近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。
活动1：请同学们结合图片和课本，完成以下问题：化石能源是怎么形成的？
石油、天然气的形成 煤的形成
学生通过讨论，说出化石能源的形成过程：
远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。
今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。
探究点三、太阳能的利用
人类除了间接利用存储在化石燃料中的太阳能外，还设法直接利用太阳能。
活动：请同学们自学课本P176-177页太阳能的利用，回答人类直接利用太阳能的两种方式是什么？利用太阳能的优点和缺点是什么？
过光热转换，把太阳能转化为内能为内能
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.通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能
例如用硅光电池——也叫太阳能电池，把太阳能直接转化成电能．太阳能电池的应用已很广泛，像人造卫星上的电源、太阳能汽车上的电源，小型电视机、计算器上的电源，城市道路路灯的电源等等都可用太阳能电池，我国还用太阳能电池做航标灯的电源，铁路信号灯的电源等等。
太阳能热发电电站。
太阳能电池实现了将太阳能转变为电能。
【归纳总结】
人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他
形式的能。
活动：【畅所欲言】太阳能有哪些优缺点？
归纳总结：广泛利用太阳能的困难
1．太阳能虽然十分巨大，但它太分散
经计算，垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能只有几百瓦，所以要大规模开发利用太阳能必须设置庞大的收集和转换能量的系统，目前造价还太高，影响推广。
2、太阳能不稳定，不能正常使用
由于地球的自转和气候、季节等原因，太阳能的功率变化大，不稳定，给正常连续地使用造成困难。
3．目前太阳能转换器的效率不高
光热转换的效率为50～60%，而光电转换的效率只有10%左右，所以还要下大力气研制高转换效率的材料。
课堂练习：
1．月球表面为真空，白天最高温度可达160 ℃，夜间最低温度可达﹣180 ℃，环境极端严酷，然而月球含有丰富的可用于核聚变反应的氦3资源。嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆，拍摄的世界第一张近距离月背影像图，通过“鹊桥”中继星传回地球，下列说法中正确的是（　　）
A．嫦娥四号自带的太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．月球背面的照片是通过电磁波传回地球的，这种电磁波比5G通信所使用的电磁波在真空中的传播速度更大
C．目前核电站使用的是核聚变反应释放的能量
D．在月球夜间可利用超导材料发热，为月球车提供能量
【答案】A
【解析】
A.嫦娥四号自带的太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A正确；
B.月球上是真空，电磁波可以在真空中传播，月球背面的照片是通过电磁波传回地球的，5G是频率更高的电磁波，不同频率的电磁波在真空中的传播速度都一样，故B错误；
C.核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的。故C错误；
D.超导体没有电阻，通电后不会发热，因此无法利用超导材料发热为月球车提供热量，故D错误。
故选：A。
2．如图所示是我市渤海大道两侧的太阳能路灯，下列说法中正确的是（　　）
A．硅光电池板是由超导材料制成的
B．硅光电池板可以将太阳能转化为化学能
C．太阳能来源于太阳内部氢原子核的聚变
D．太阳能属于不可再生能源
【答案】C
【解析】A.硅光电池板是由半导体制成的，故A错误；
B.硅光电池板可以将太阳能转化为电能，故B错误；
C.太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，故C正确；
D.太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生资源，故D错误。
故选：C。
3．如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（　　）
A．太阳能是一种不可再生能源
B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能
C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能
D．太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能
【答案】C
【解析】A.太阳能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故A错误；
B.蓄电池为汽车提供动力时，先将化学能转化为电能，然后将电能转化为机械能，故B错误；
C.由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能，故C正确；
D.太阳能汽车将太阳能转化为电能，再将电能转化为其他形式的能，故D错误。
故选：C。
4．2021年5月天舟二号升空与天宫空间站顺利完成对接。下列叙述正确的是（　　）
A．天舟二号在升空过程中机械能始终保持不变
B．天舟二号与天宫空间站对接后始终处于平衡状态
C．宇航员在天宫空间站内不能用声音交流
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能，可供空间站使用
【答案】D
【解析】
A.天舟二号升空的过程中，需要加速运动，而质量不变，动能变大；质量不变、高度变大，重力势能变大，所以机械能变大，故A错误；
B.天舟二号与天宫空间站对接后，绕地球转动，处于非平衡状态，故B错误；
C.天宫空间站内由供宇航员呼吸用的氧气，可以传播声音，所以宇航员能用声音交流，故C错误；
D.太阳能电池板将太阳能转化为电能，可供空间站使用，故D正确。
故选：D。
5．5月29日20时55分，我国在文昌航天发射场使用长征七号遥三运载火箭成功发射天舟二号货运飞船。飞船入轨后启动自主快速交会对接，于5月30日5时01分成功对接于空间站天和核心舱后向端口，整个过程历时约8小时。下列说法正确的是（　　）
A．火箭加速升空时，“天舟二号”的质量变大
B．火箭加速升空时，“天舟二号”的机械能增大
C．“天和核心舱”的太阳能电池板工作时将光能转化为化学能
D．对接成功后，以“天和核心舱”为参照物，“天舟二号”是运动的
【答案】B
【解析】A.火箭加速升空时，所处的空间位置发生变化、质量不变，故A错误；
B.火箭加速升空时，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，故机械能增大，故B正确；
C.“天和核心舱”的太阳能电池板工作时将光能直接转化为电能，故C错误；
D.对接成功后，“天舟二号”相对于“天和核心舱”位置不再发生变化，是静止的，故D错误。
故选：B。
课堂小结：
一、基本知识
1．太阳的结构、功能
2．太阳能的应用、与太阳能有关的现代科技
二、基本技能：会判断能量之间的转化
三、基本方法：观察法
作业布置：
完成配套课后练习。
【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。
【课后反思】
通过本节课的学习，学生收获了不少知识。了解到了太阳能的产生机理，对太阳能有了新的认识，知道太阳能是人类能源的宝库以及目前直接利用太阳能的方法。在通过分析煤、石油和天然气的形成过程中，通过播放动画视频，这样能激发学生的学习兴趣，突破常规的说教讲解过程，将枯燥的知识形象化，生动化。同时在课上鼓励学生多动脑，多实践。给他们相对充裕的时间，他们会有所得。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，逐渐使学生养成自主学习、勤于思考的好习惯