(共44张PPT)
20.2 开发新能源
沪粤版 九年级下
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学习目标
1、知道太阳能巨大、清洁、使用方便的优点，了解人类目前利用太阳能的途径和方法。
2、知道核能的优点和利用核能可能带来的问题
3、知道水能、海洋能、风能、氢能等新能源。
1993年，阿塞拜疆，巴库油田
教学目标
导入新课
《煤炭问题》，摄于印度尼西亚
人们应如何应对能源危机、保护地球。---开发新能源.
一、太阳能
自学课本，然后讨论交流以下问题
（1）人类开发太阳能的意义和价值在哪里？
（2）太阳能到达地面后是通过哪些渠道和途径被吸收或利用的
（3）目前人类利用太阳能的技术有哪些？
教学目标
新课讲解
据粗略估计，太阳向地球表面辐射的功率为1.7×1017w，请同学们计算一下：太阳每小时辐射到地球的总能量有多少 ？
人类开发太阳
能的意义和价值在哪里
1.7×1017W×3600s=6.1×1020J
相当于多少吨标准煤释放的能量。
Q
q
____
=
6.1×1020J
3 ×107Pa
________
= 2.03×1013Kg=2.03×1010t
m=
①太阳能十分巨大
根据科学家推算，太阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持50亿年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源。
②太阳能供应时间长久．
那么太阳能会不
会用完呢？
只要太阳能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只要用东西接收就行了，不需要挖掘开采
③太阳能分布广阔，获取方便．
我们到哪里去取太阳能？怎样获取呢？
④使用太阳能安全、不污染环境．
小结：太阳能的优点，太阳能巨大、清洁、无污染、使用方便，是最具开发价值的能源。
太阳能是最干净的能源，开发、利用太阳能不会给我们带来污染。
（2）太阳能到达地面后是通过哪些渠道和途径被吸收或利用的？
被植物、微生物吸收
使大气、水分升腾循环
被海洋吸收
直接利用
植物利用光合作用将太阳能转化和储存起来，又以食物或化石能源的形式释放出来；
通过水和大气的自然循环释放出来；通过海洋吸收变成内能再释放；
被人类用各种技术直接利用。
（3）目前人类利用太阳能的技术有哪些？
太阳能热水器将太阳能直接转化成内能
太阳能发电站利用太阳能电池直接将太阳能转化成电能
用太阳能制氢，驱动小汽车
光热转换
光电转换
光化转换
广泛利用太阳能的困难
A、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。
既然太阳能有那么多优点，为什么不大量推广、大范围应用呢？目前还有些技术问题没有解决。
B 、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 。
C、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。
二、核能
释放核能的两种方式：核裂变和核聚变。
原子弹爆炸
1、核裂变
阅读课本，交流讨论以下问题
（1）什么是核裂变，科学家是怎样使原子核发生裂变的？
（2）什么是链式反应？原子核为什么能连续不断地进行裂变
科学家们发现用中子轰击铀235时，铀核会分裂成大小差不多的两部分，并释放出大量的能量。这种现象叫做裂变.
什么是核裂变，科学家是怎样使原子核发生裂变的？
用中子轰击铀核，使铀核发生裂变，放出能量. 铀核分裂时，还同时放出2～3个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变.
这些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂变.于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去.这种现象叫做链式反应.
什么是链式反应？原子核为什么能连续不断地进行裂变
如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成。
应用：
核电站：
是利用可控链式反应释放出能量发电。
核能
内能
机械能
电能
原子弹：
链式反应如果不加控制大量原子核就会在极短时间里发生裂变，释放出极大的能量，进而产生毁灭性的破坏力。
（1）实现核聚变有什么困难。
（2）实现受控热核反应的意义是什么。
2、核聚变
阅读课本，交流讨论以下问题
在超高温条件下（相当于太阳内部的温度），两个较轻的原子核（如氘和氚），当它们聚会成一个较重的原子核时，会释放出比核裂变还要大的能量。
什么是核聚变？核聚变与核裂变有哪些不同点？
核聚变的条件:
1、极高的温度
2、极高的压强
应用：
太阳—热核反应
氢弹的原理
合理的控制核聚变的速度、核聚变需要在1亿度的高温下才能进，没有什么材料能经受得起1亿度的高温。
一但成功，人类利用能源的结构将发生重大变化。
实现核聚变有什么困难？
实现受控热核反应的意义是什么？
三、节能和能源开发
低碳生活、绿色出行既节能又环保，我们为什么既要节能又要大力开发新能源。
我国传统能源面临的紧缺危机越来越凸显，煤炭和石油都是不可再生的能源，所以能源危机会逐渐显现，新能源将缓解能源危机，并且对于我国的节能减排具有现实性的重大意义。
还有哪些新能源可以开发利用
海洋能、风能、地热能等新能源
空气流动所形成的动能极为风能.风能使太阳能的一种转化形式.太阳的辐射造成地球表面受热不均,引起大气层中压力分布不均空气沿水平方向运动形风.风的形成乃是空气流动的结果。风能利用形成主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能。
风能
海洋能（Marine energy或Ocean power）是 利用海洋运动过程生产出来能源，这些能量包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等形式。
涨潮时
退潮时
潮汐电站工作原理
地热能
地球内部具有的热能称为地热能，是地球本身蕴藏的能量。
应用形式：地下热水、地热蒸气。
应用范围：发电、洗浴、取暖、灌溉等
需要高科技的支持、大量经济作为基础、社会的和谐稳定。
太阳能、核能、海洋能、风能、氢能等新能源为什么还没有得到大规模应用？
教学目标
巩固练习
1．【2017.牡丹江】下列说法不正确的是（ ）
A．利用半导体材料可以制作二极管
B．煤炭、石油、天然气属于可再生资源
C．手机是靠电磁波传递信息的
D．太阳能是一种清洁能源
B
2．【2017.辽阳】下列有关新材料、新能源的说法中正确的是（ ）
A．太阳能是不可再生能源
B．目前人类已建成的核电站是利用核聚变发电的
C．利用超导体可制成发热效率更高的电热器
D．集成电路中的晶体管是由半导体材料制成的
D
3．（2017 威海）关于能源、电磁波、超声波等物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A．核电站利用的是核聚变时产生的能量
B．化石能源属于可再生能源
C．光纤通信是利用电磁波传递信息
D．“北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的
C
4．（2017 福建）为缓解电力紧张的状况，我省正在加大核电站的建设．下列说法正确的是（ ）
A．核电站将核能最终转化为电能
B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
C．核能发电使用的燃料是天然气
D．核电站利用的核能属于可再生能源
A
5．【2017.宜宾】热岛效应，主要是由于城市有大量建筑群，这些建筑群使用的建筑材料比郊区水田里水的________小，使得城市中心的温度高于郊区的现象．现代的核电站都是利用铀原子核 __________ （选填“裂变”或“聚变”）的链式反应来发电的．
比热容
裂变
教学目标
课堂小结
1、（2013 永州）我市的水资源丰富，在潇湘河道上建造了多座水
一、太阳能巨大、清洁、无污染、使用方便，是最具开发价值的能源
二、核能
核聚变：太阳、氢弹
核裂变：核电站、原子弹
谢 谢！
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沪粤版九年级物理第二十章第二节《开发新能源》课时教学设计
课题 开发新能源 单元 学科 物理 年级 九年级
学习目标 教学目标 知识与技能：1、知道太阳能巨大、清洁、使用方便的优点，了解人类目前利用太阳能的途径和方法。2、知道核能的优点和利用核能可能带来的问题3、知道水能、海洋能、风能、氢能等新能源。 过程与方法：4、让学生经历搜集资料过程，并能在交流中准确表述自己的观点。 5、经历对太阳能开发利用的交流过程，感悟交流讨论是一种获取知识的途径情感态度与价值观：6、知道太阳能开发的价值 7、知道开发核能的意义，认识开发利用核能是一把双刃剑，对核能的开发和利用要树立正确的态度8、引导学生关心科学发展前沿，知道人类在为开发新能源不断努力，有将科学服务于人类的使命感和责任感。
重点 太阳能、核能的特点和开发与利用，认识太阳能的价值、开发太阳能的意义和利用太阳能的途径；认识开发核能的两种途径
难点 炼式反应和热核反应
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 多媒体播放有关能源危机和人类开发利用能源造成的环境污染等画面，然后提出问题：人们应如何应对能源危机、保护地球。---开发新能源 学生讨论、思考 激发学生的学习兴趣
讲授新课 二、新课教学：（一）、太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳能: 学生自学课本，然后讨论交流以下问题（1）、人类开发太阳能的意义和价值在哪里？（太阳能巨大、清洁、无污染、使用方便，是最具开发价值的能源）（2）、太阳能到达地面后是通过哪些渠道和 ( http: / / www.21cnjy.com )途径被吸收或利用的？（植物利用光合作用将太阳能转化和储存起来，又以食物或化石能源的形式释放出来；通过水和大气的自然循环释放出来；通过海洋吸收变成内能再释放；被人类用各种技术直接利用）（3）、目前人类利用太阳能的技术有哪些？(光热转换、光电转换、光化转换)（二）、核能1、多媒体播放原子弹爆炸和氢弹爆炸产生的巨 ( http: / / www.21cnjy.com )大破坏作用的视频，让学生感受核能的巨大威力。然后向学生介绍什么是核能，释放核能的两种方式：核裂变和核聚变。2、核裂变学生阅读课本，交流讨论以下问题（1）、什么是核裂变，科学家是怎样使原子核发生裂变的？（2）、什么是链式反应？原子核为什么能连续不断地进行裂变？多媒体播放链式反应的视频，帮助学生理解多媒体播放核电站的工作原理，了解核能的和平利用3、核聚变学生阅读课本，交流讨论以下问题（1）、什么是核聚变？核聚变与核裂变有哪些 ( http: / / www.21cnjy.com )不同点？（在超高温条件下（相当于太阳内部的温度），两个较轻的原子核（如氘和氚），当它们聚会成一个较重的原子核时，会释放出比核裂变还要大的能量。（2）、实现核聚变有什么困难？（合理的控制核聚变的速度、核聚变需要在1亿度的高温下才能进，没有什么材料能经受得起1亿度的高温）（3）、实现受控热核反应的意义是什么？（一但成功，人类利用能源的结构将发生重大变化）3、多媒体播放核聚变，引导学生了解核聚变和核裂变有哪些不同（三）、节能和能源开发1、学生阅读“信息浏览”了解人类对海洋能、风能、氢能等新能源的开发和利用。2、学生讨论：（1）、低碳生活、绿色出行既节能又环保，我们为什么既要节能又要大力开发新能源。（2）、太阳能、核能、海洋能、风能、氢能等新能源为什么还没有得到大规模应用？（需要高科技的支持、大量经济作为基础、社会的和谐稳定）（3）、加快新能源的开发，我国比任何一个国家都显得迫切和重要，你知道为什么吗？巩固练习1．【2017.牡丹江】下列说法不正确的是（ ）A．利用半导体材料可以制作二极管B．煤炭、石油、天然气属于可再生资源C．手机是靠电磁波传递信息的D．太阳能是一种清洁能源2、【2017.辽阳】下列有关新材料、新能源的说法中正确的是（ ）A．太阳能是不可再生能源B．目前人类已建成的核电站是利用核聚变发电的C．利用超导体可制成发热效率更高的电热器D．集成电路中的晶体管是由半导体材料制成的3．（2017 威海）关于能源、电磁波、超声波等物理知识，下列说法中正确的是（ ）A．核电站利用的是核聚变时产生的能量B．化石能源属于可再生能源C．光纤通信是利用电磁波传递信息D．“北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的4．（2017 福建）为缓解电力紧张的状况，我省正在加大核电站的建设．下列说法正确的是（ ）A．核电站将核能最终转化为电能B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C．核能发电使用的燃料是天然气D．核电站利用的核能属于可再生能源5、【2017.宜宾】热岛效应，主要是由于城市有大量建筑群，这些建筑群使用的建筑材料比郊区水田里水的 比热容 小，使得城市中心的温度高于郊区的现象．现代的核电站都是利用铀原子核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）的链式反应来发电的．
课堂小结 一、太阳能巨大、清洁、无污染、使用方便，是最具开发价值的能源 二、核能 核裂变：核电站、原子弹 核聚变：太阳、氢弹
板书 一、太阳能二、核能 核裂变：核电站、原子弹 核聚变：太阳、氢弹
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