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华师大版科学九年级（下）太阳能的利用教学设计
课题 太阳能的利用 单元 第六单元 学科 科学 年级 九年级
学习目标 了解太阳能优点 制作简易太阳能热水器并探究怎样更好地利用太阳能 3、联系太阳能，能从能量转化、储存的视角去解释、描述能量的变化
重点 知道太阳能利用的几种方式
难点 了解太阳能利用的原理
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 教师多媒体展示太阳能应用的图片，使学生知道太阳是人类的天然能源库。 仔细观察多媒体图片，思考太阳能应用。 引入新课
讲授新课 一、太阳能优点展示太阳图片，使学生了解太阳能的广泛性，很多能量都是直接或间接来自太阳能。引导学生阅读教材，了解太阳能的优点，同时教师给学生讲解太阳能的缺点：第一，太阳能较分散；第二，太阳能不稳定；第三，太阳能效率低、成本高。太阳能的利用播放多媒体视频，了解太阳能的利用。1、太阳能利用的光—热转换把太阳能直接转换成其他物体的内能，称为光—热转换。分平板型集热器、聚焦型集热器。活动1：制作简易反射式太阳灶讨论教材中的问题，教师引导学生回答。选用铝箔或锡纸作为反射材料，用大型凹面形物体做反射面，调整对阳光的角度等，要求学生逐一回答。布置学生课下完成太阳灶的制作。阅读教材，通过图片等了解太阳能热发电站的 ( http: / / www.21cnjy.com )工作原理：用许多反射镜将阳光集中到一个集热装置上，通过热交换器，使管道系统内的水（工作物质）沸腾变成高温高压蒸汽，推动涡轮发电机转动而发电。2、太阳能利用的光—电转换太阳能直接转换成电能，称为光—电转换。最常见的光—电转换装置是太阳能电池。图片展示太阳能电池，了解其优点：太阳能电池 ( http: / / www.21cnjy.com )发电简单、方便、不耗燃料、少维护，是一种安全、灵活、无噪声、无污染的发电系统。太阳能电池可以组装成任意大小的直流或交流电源，可直接供电或并网发电。多媒体展示太阳能电池应用的图片，小到计算器，大到航天器，都用到太阳能电池。阅读小资料，了解太阳能电池的发展史。活动2：完成太阳能电池电压的测量及电压与太阳能的关系。3、太阳能利用的光—化学转换太阳能直接转换成化学能，称为光—化学转换。自然界中绿色植物的光合作用，是把太阳能转变成化学能贮存起来的理想能量循环。太阳能房屋科学家们正在设计一种太阳能房屋，目前已造出样品房。新型房屋的屋顶是用太阳能光电板搭建的，窗户也用光电板建造，既能获得能源，又能遮蔽风雨，真是两全其美。多媒体展示太阳能房屋的设计示意图。介绍各部分结构的功能。多媒体展示巩固提升练习题，教师引导学生思考完成。 思考太阳能的广泛性。学生阅读教材，找出问题答案。结合实际思考问题。仔细观看视频，思考除此之外还有哪方面的利用。阅读教材，认识光能与热能的转化装置。学生小组之间讨论回答上述问题课下学生动手完成。认真阅读教材，讨论热发电站原理。阅读教材，认识光能与电能的转化装置。学生小组之间讨论回答太阳能电池的优点有哪些。讨论太阳能电池的应用。了解太阳能电池发展史。培养学生设计实验的能力，小组合作完成实验。了解光能与化学能之间的转化。阅读教材了解太阳能房屋的设计及原理，各部分结构的作用。小组讨论多媒体展示的问题，并做出正确的回答。 拓展学生知识面。培养学生阅读能力。拓展学生知识面。培养学生分析、思考能力。培养学生阅读能力、提取有用知识的能力。培养学生思考能力，解决实际问题的能力。培养学生动手能力。了解热发电站原理。掌握光电转化及原理，了解太阳能电池的优点。培养学生阅读能力，提取知识的能力。拓展学生知识面。培养学生动手能力，小组合作能力，语言交流能力。了解绿色植物是光能转化为化学能的自然装置。拓展学生知识面，培养学生学习物理的兴趣，培养学生爱科学，爱探究的精神。培养学生应用知识解决问题的能力。
课堂小结 教师引导学生总结 小组讨论回答 培养学生归纳总结能力。
板书 1、太阳能是人类的天然能源库2、太阳能优点3、目前利用太阳能的三种形式太阳能利用的光—热转换 太阳能利用的光—电转换太阳能利用的光—化学转换
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6.2太阳能的利用
华师大版 九年级下
导入新知
太阳是人类的天然能源库。直接和高效地利用太阳辐射能是当代能源技术的重大课题。
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新知讲解
太阳能一般指太阳光的辐射能量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等都是由太阳能导致或转化成的能量形式。
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新知讲解
太阳像个魔术师，有时会在地上留下一片暗影，有时会在天空挂上一道彩虹，它把阳光洒向大地，给我们温暖，给我们光明。聪明的人们已经懂得利用太阳能为人类服务。
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新知讲解
第一，太阳能无处不在，非常普遍，到处可以利用，不需要开采和运输；
第二，太阳能无污染，对环境无害；
第三，太阳能可以长期持续利用；
第四，太阳能的能量巨大。
太阳能的优点
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新知讲解
第一，太阳能较分散，利用太阳能需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高；
第二，太阳能不稳定，易受昼夜、季节、纬度、海拔、天气等因素影响；
第三，太阳能效率低、成本高，目前技术还不成熟，太阳能利用装置效率低，成本偏高。
太阳能的缺点
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新知讲解
太阳能的利用
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新知讲解
1、太阳能利用的光—热转换
把太阳能直接转换成其他物体的内能，称为光—热转换。
太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、箱式太阳灶、太阳能温室等属于平板型集热器。
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新知讲解
反射式太阳灶、太阳能蒸汽锅等属于聚焦型集热器。
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新知讲解
制作简易反射式太阳灶
活动1
目的：
利用手边容易找到的材料制作一个简易的反射式太阳灶。
问题讨论：
（1） 你认为可以利用哪些器件或物品作为反光材料？
用铝箔或锡纸
（2） 在制作小型反射器时你打算采用什么形状的反射面？
凹面形反射面
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新知讲解
（3） 怎样知道反射面上各部分反射光的会聚处？
拿一张纸在凹面前移动，直到出现一个最亮的光斑为止。
（4） 请设计一个反射式太阳灶，并说明需要用哪些材料。
用废铁锅制作太阳灶。将废铁锅内壁涂上浆糊，把一张张铝箔或锡纸沿锅壁顺序铺平粘好，就制成了一个反射式太阳灶。
课下完成：
以个人或小组形式收集材料并完成反射式太阳灶的制作。
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新知讲解
太阳能热发电站的工作原理
太阳是一个巨大的能源。
通过测定得知，当阳光垂直照射时，地面每平方米面积上每秒内约可获得800 J的能量，10天内到达地球的太阳能比地球岩石圈内蕴藏的所有化石燃料的总量还要多。为了充分利用太阳能，在光照充足的地区，已经建立了太阳能热发电站，以达到用太阳能发电的目的。
新知讲解
太阳能热发电站的工作原理是这样的：用许多反射镜将阳光集中到一个集热装置上，通过热交换器，使管道系统内的水（工作物质）沸腾变成高温高压蒸汽，推动涡轮发电机转动而发电。
太阳能热发电站
新知讲解
太阳能直接转换成电能，称为光—电转换。最常见的光—电转换装置是太阳能电池。
2、太阳能利用的光—电转换
太阳能路灯换
太阳能薄膜电池
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新知讲解
太阳能电池优点
太阳能电池发电简单、方便、不耗燃料、少维护，是一种安全、灵活、无噪声、无污染的发电系统。太阳能电池可以组装成任意大小的直流或交流电源，可直接供电或并网发电。
新知讲解
小型太阳能电池，发电功率仅几毫瓦，常用于电子手表和计算器；中型的太阳能电池可用于汽车、飞机、船舶等作为动力源。
太阳能电池的应用
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新知讲解
大型太阳能电池可用于发电站，发电功率可达数千千瓦。
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新知讲解
第一块太阳能电池是100多年前的硒光电池，但是真正有实用价值的太阳能电池是1954年制成的硅太阳能电池。目前太阳能电池中最为成熟的是单晶硅太阳能电池，而且太阳能电池的转换效率已超过20％。
太阳能电池具有重量轻、寿命长和适用面广等特点，是人造卫星、空间探测器和空间站等航天器的主要电源，人造卫星上的两翼就是太阳能电池阵列。
小资料
太阳能电池
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新知讲解
观察太阳能电池产生的电压
活动2
材料
一块太阳能电池板、二根导线、一台电压表、一张黑纸。
步骤
用导线把太阳能电池板的两极接在电压表上，把太阳能电池板置放在有阳光的地方，观察电压表的指针是否转动。
用黑纸遮住太阳能电池板，再观察电压表的指针是否转动。
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新知讲解
太阳能车
实验现象：
第一次电压表指针发生偏转；
第二次，当用黑纸遮住太阳能电池板时，电压表指针不发生偏转。
实验说明：太阳能可以转化为电能。
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新知讲解
太阳能直接转换成化学能，称为光—化学转换。
自然界中绿色植物的光合作用，是把太阳能转变成化学能贮存起来的理想能量循环。
3、太阳能利用的光—化学转换
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新知讲解
目前正在研究中的光—化学转换装置，是仿效光合作用中的光催化反应分解水，从中获得可用作各种动力源的氢能。由于氢和水在光化学装置中构成可逆循环，因此既无污染，又可持续利用。
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化学转换装置
新知讲解
科学家们正在设计一种太阳能房屋，目前已造出样品房。这种房屋没有外部的输入电线，室内需要的电力完全靠太阳能供给。没有污染、没有停电的苦恼，只有光明和温暖。
新型房屋的屋顶是用太阳能光电板搭建的，窗户也用光电板建造，既能获得能源，又能遮蔽风雨，真是两全其美。
太阳能房屋
新知讲解
太阳能房屋原理示意图
冷却用空气出口
①新鲜空气进入太阳能板下面的空间
②让上升空气来冷却太阳能板，因为太阳能板过热效率会降低
③夏天，被加热的空气可以从屋顶上的一个孔中散出
④经加热的空气被引入空气--水热交换器，以提供热水，或者可直接用以加热房屋
巩固提升
1、如今人们生活中，通讯，娱乐都离不开卫星系统，那么现代的卫星在工作时使用的是什么电池（ ）
A．太阳能电池 B．锂电池
C．氢电池 D．以上都不对
A
巩固提升
2、下列太阳能的应用中是直接把太阳能转化为内能加以利用的是：（ ）
A．太阳能热电站
B．人造地球卫星的电源--光电板
C．太阳能电池
D．光盘
A
巩固提升
3、以下关于太阳能使用的说法正确的是（ ）
A．利用煤、石油和天然气等能源与太阳能完全无关
B．利用生物质能实际上是在间接利用太阳能
C．直接利用太阳能的技术有待进一步提高，特别是应该提高太阳能的转换效率
D．不同颜色的物体吸收太阳能的效果相同
B
巩固提升
4、关于太阳电池，下列说法错误的是（ ）
A．太阳电池可以将太阳能转变为电能
B．每个太阳电池所能产生的电压较低
C．目前大量使用太阳电池的物品并不多
D．由于太阳电池可以将太阳能转变为电能，因而可以大量的使用它
D
课堂小结
1、太阳能是人类的天然能源库
2、太阳能优点
3、目前利用太阳能的三种形式
太阳能利用的光—热转换
太阳能利用的光—电转换
太阳能利用的光—化学转换
谢谢
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