物理太陽能教學(xué)案

1、第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展第3節(jié)太陽能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)太陽的結(jié)構(gòu)。2.了解太陽是人類資源的寶庫。3.知道太陽能的利用方式。自主探究1. 太陽距地球1.5億千米,它的直徑大約是地球的倍,體積是地球的倍,質(zhì)量是地球的倍,核心的溫度高達(dá)攝氏度。 2.煤、石油、天然氣是地球給人類提供的最主要的能源。 3.目前直接利用太陽能的方式主要有兩種,一種是,另一種是。 合作探究一、太陽巨大的“核能火爐”自主學(xué)習(xí):閱讀課本P174,學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí),回答以下問題。1.太陽的結(jié)構(gòu)是怎樣的?2.太陽為什么是一個(gè)巨大的“核能火爐”,是哪一種形式的核能?3.太陽能是以怎樣的方式向外傳遞的?4.

2、太陽的“核能火爐”,會(huì)永無止境地“燃燒”下去嗎?二、太陽是人類能源的寶庫自主學(xué)習(xí):閱讀課本P174P175的內(nèi)容,學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí),回答以下問題。1.煤、石油、天然氣是如何形成的?2.在煤、石油、天然氣形成過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的?想想議議:觀察圖片,說明太陽能輻射到地球的能量的利用、轉(zhuǎn)化和守恒的情況。過程分析:地球上不同地方吸收太陽能不均勻,空氣的冷暖就不一樣,于是,暖空氣膨脹變輕后上升;周圍冷空氣過來補(bǔ)充,這樣冷暖空氣便產(chǎn)生流動(dòng),形成了風(fēng)。地球表面的一部分水吸收太陽的能量經(jīng)過蒸發(fā)形成水蒸氣,暖濕氣流從地面升起,因絕熱達(dá)到過飽和而凝結(jié)成云,遇到冷空氣就形成雨。萬物生長(zhǎng)靠太陽,植物通過光合作用從太

3、陽獲取能量,以化學(xué)能的形式存儲(chǔ)在植物體內(nèi),人類和動(dòng)物從植物或其他動(dòng)物為食物,獲取生物質(zhì)能以維持生命。歸納總結(jié):地球上的、等都是來源于太陽能。 三、太陽能的利用觀察圖片:觀察太陽能熱水器、太陽能電池的圖片,回答下列問題。1.人類直接利用太陽能的兩種方式是什么?2.觀察太陽能熱水器集熱管,玻璃管內(nèi)表面為什么涂成黑色?思考討論:太陽能有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?歸納總結(jié):想想做做:1.在一個(gè)黑色盤子和一個(gè)白色盤子中分別注入約1 cm深的冷水,用溫度計(jì)測(cè)量初溫。2.將玻璃板蓋在盤子上,然后放在陽光下曬一個(gè)小時(shí)。3.移開蓋板,用溫度計(jì)測(cè)量水溫,比較哪個(gè)盤中的水溫高。想一想,為什么要用黑色的盤子?為什么盤

4、子上面要蓋玻璃板?課堂檢測(cè)1.能源的開發(fā)和利用在“兩型”社會(huì)的建設(shè)中起著很重要的作用。下列能源中,在使用時(shí)最安全、最清潔的是()A.煤B.太陽能C.天然氣D.核能2.太陽是個(gè)巨大的“核能火爐”,其能量來自()A.核裂變B.核聚變C.煤燃燒D.目前尚不可知3.下列裝置中不是直接利用太陽能的是()A.電冰箱B.太陽灶C.光電池D.太陽能熱水器4.下列利用太陽能的方式中,利用太陽能加熱的是()5.太陽能是人類能源的寶庫,下列能源中,不是來源于太陽能的是()A.地?zé)崮蹷.風(fēng)能C.水能D.生物質(zhì)能6.我國(guó)提出要建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì),“安全、清潔”是今后能源開發(fā)和利用的方向。下列能源最符合這

5、一要求的是()A.石油B.太陽能C.煤炭D.核能7.關(guān)于太陽能的下列說法中錯(cuò)誤的是()A.太陽能十分巨大,供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久,目前太陽能的轉(zhuǎn)換率也很高B.太陽內(nèi)部不斷地進(jìn)行核聚變,以電磁波的形式向外輻射能量C.太陽能分布廣泛,獲取方便,無需開采運(yùn)輸D.太陽能安全、清潔,利用太陽能不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染8.如圖所示是由太陽能光伏板(太陽能電池)組成的功率達(dá)到10 kW的光伏發(fā)電站。關(guān)于太陽能光伏發(fā)電站,下面說法正確的是()A.這個(gè)發(fā)電站工作時(shí)將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.這個(gè)發(fā)電站工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為光能C.這個(gè)發(fā)電站工作時(shí)不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染D.這個(gè)發(fā)電站在任何時(shí)候都能正常工作9.利用吸熱式集熱箱獲得太陽能,箱

6、內(nèi)溫度不斷升高。下列不是升溫原因的是()A.其內(nèi)壁涂成黑色B.裝有透明的玻璃C.集熱箱是長(zhǎng)方形的D.集熱箱用絕熱材料封閉10.人們直接利用太陽能共有種方式,即太陽能轉(zhuǎn)化為,如;太陽能轉(zhuǎn)化為,如;太陽能轉(zhuǎn)化為,如。  11.太陽能清潔無污染,是人類能源的寶庫。太陽能屬于(選填“一次”或“二次”)能源。太陽能是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生釋放出的能。  12.森林是一個(gè)巨大的天然“氧吧”,因?yàn)榫G色植物在光合作用下可以放出大量的氧氣。小明同學(xué)為測(cè)量地球表面植物吸收太陽能的本領(lǐng),做了如下實(shí)驗(yàn):用一臉盆裝6 kg的水,水面的表面積為0.1 m2,經(jīng)太陽垂直照射15 min,溫度升高了5 .

7、請(qǐng)計(jì)算:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),6 kg的水吸收了多少熱量?(2)若地表植物接收太陽能的能力與水相等,每平方米綠色植物每秒鐘接收的太陽能為多少焦耳?(3)100 m2綠地每秒鐘可以放出多少升的氧氣?(若綠色植物在光合作用下每吸收103 J的太陽能可以放出0.05 L的氧氣)參考答案自主探究1.110130萬33萬1 500萬2.一次3.用集熱器把水等物質(zhì)加熱用太陽能電池可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能合作探究一、太陽巨大的“核能火爐”自主學(xué)習(xí):1.太陽是由太陽大氣、對(duì)流層、輻射層、太陽核心組成的。2.在太陽內(nèi)部,氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變,釋放出巨大的核能。3.大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射。4.至今穩(wěn)定地

8、“燃燒”近50億年,而且還能繼續(xù)“燃燒”50億年。二、太陽是人類能源的寶庫1.遠(yuǎn)古時(shí)期陸地和海洋中的動(dòng)、植物的軀體被埋在地下和海底,經(jīng)過幾百萬年的沉積、化學(xué)變化、地層的運(yùn)動(dòng),在高壓下漸漸變成了石油和煤。在石油形成過程中還放出天然氣。2.太陽能轉(zhuǎn)化成生物體的化學(xué)能,最后成為化石能源。歸納總結(jié):風(fēng)能水能生物質(zhì)能三、太陽能的利用觀察圖片:1.一種是用集熱器把水等物質(zhì)加熱,另一種是用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?.黑色物體更容易吸收太陽光的能量。歸納總結(jié):(1)太陽能的優(yōu)點(diǎn):能源量大,可持續(xù)性強(qiáng),能源易獲取,安全清潔、無污染。(2)太陽能的缺點(diǎn):能源分散、受自然條件限制、不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化效率低、成本較高

9、。想想做做:黑色盤子可以更好地吸收熱量。蓋上玻璃板可以防止熱量流失。課堂檢測(cè)1.B解析:核能、化石能源等在使用時(shí),或多或少都會(huì)產(chǎn)生污染,只有太陽能安全、無污染。2.B解析:在太陽內(nèi)部,氫原子核在超高溫下發(fā)生核聚變,釋放出巨大的能量,以光和熱的形式向外輻射。3.A解析:電冰箱是利用電能來工作的,太陽灶、太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,光電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。4.A5.A解析:地?zé)崮苁怯捎诘厍騼?nèi)部發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的能量,與太陽能無關(guān),生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能都來源于太陽能。6.B解析:安全、清潔的能源是太陽能,石油、煤炭和核能均能造成污染。7.A解析:太陽能作為一種新能源,具有來源豐富、不需要開采

10、運(yùn)輸,使用安全,清潔、無污染等優(yōu)點(diǎn),但由于其能量比較分散,且受季節(jié)、氣候、晝夜變化的影響較大,給大規(guī)模利用帶來困難。目前光電轉(zhuǎn)換效率較低,還有待于研究更好的光電轉(zhuǎn)換材料。8.C解析:太陽能光伏板即太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的,它對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生污染,但沒有陽光的情況下,不能正常工作。9.C10.答案:三內(nèi)能太陽能熱水器電能太陽能電池化學(xué)能植物進(jìn)行光合作用解析:太陽是一個(gè)巨大的天然能源寶庫,直接利用太陽能的方式有三種:太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,如太陽灶、太陽能熱水器等;太陽能轉(zhuǎn)化為電能,如太陽能電池;太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,如植物進(jìn)行光合作用。11.答案:一次聚變解析:太陽能屬于直接從自然界獲得的能源,為一次能源;在太陽內(nèi)部時(shí)刻發(fā)生由“氫”聚變成“氦”的聚變反應(yīng),不停地釋放出巨大的能量。12.答案:(1)1.26×105 J(2)1.4×103 J(3)7 L解析:(1)Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·)×6 kg×5 =1.26×105 J.(2