第22章 能源与可持续发展(册子)-【名师学案】2024-2025学年九年级下册物理分层进阶学习法（人教版）

第二十二章 能源与可持续发展 思维导图 人类利用能源的历程 按获取方式分：一次能源和① 能源 能 按能否再生分：可再生能源和② 能源 源分类 按开发利用程度分：常规能源和新能源 21世纪的能源趋势 定义 核能释放核能的两种方式：核裂变和③ 源 核废料的处理 持 来源：在太阳内部，氢原子核在④ 下发生⑤ ,释放出巨大的 核能 太 展 人类能源的宝库 阳 光热转换：将太阳能转化为⑥ 能 太阳能的利用光电转换：将太阳能转化为⑦ 光化转换：将太阳能转化为⑧ 能量转化和转移的方向性 能源与可 能源消耗对环境的影响 持续发展 能源可持续发展 Q内容要点 六类能源：化石能源、一次能源、二次能源、可再生能源、不可再生能源、新能源 太阳能的三种转换：光热转换、光电转换、光化转换 核能释放的两种方式：裂变、聚变 一个历程：人类利用能源的历程 一个反应：链式反应 一个特点：能量转移和转化的方向性 九年级物理.下册21 第1节 能源 第2节 核能 ⊙堂清训练 一我的笔记 1.能源家族中，有煤、石油、风能、水能，核能、太阳能等，属 【方法技巧】 于不可再生能源的有 :电能是 一次能源和二次能源的判断方 (选填“一次能源”或“二次能源”)，它可以使电动 法：可以直接从自然界获得的能 机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法 源是一次能源；必须通过消耗一 自动转化为电能，该现象说明能量转化具有 性。 次能源才能得到的能源是二次 2.我国在全球核电发展中处于领先地位。核能属于 能源。一次能源和二次能源的 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站的 判别主要是判断是否经过加工 反应堆利用中子轰击铀235原子核，使其发生 转化。注意这里的加工转化不 (选填“裂变”或“聚变”)，放出能量。原子核是由 是简单的机械加工，是能源的形 和中子组成的。 式或物质主要成分发生了改变。 3.按照能源发展史将下面事例进行排序： 例如，汽油、柴油是原油发生化 A.发电机B.钻木取火C.柴薪燃料D.核反应堆 学变化得来的，属于二次能源， E.蒸汽机F.天然火种 而晒干的木柴依然是一次能源。 4.(2024·贵州)“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向 世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列 哪种能量 ( A.核能 B.动能 C.光能 D.势能 5.(2024·兰州)2024年4月至10月，世界园艺博览会在成 都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”，秉 持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中 不正确的是 () A.园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于 输电线发热而引起的电能损耗 B.园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油 车的能量转化效率高 C.园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我 们需要节约用水 D.因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约 能源 22 九年级物理·下册 第3节太阳能 第4节能源与可持续发展 令堂清训练 一我的笔记 1.“低碳生活”是我们国家一直提倡的绿色发展理念，生活 中常用的煤、石油、天然气、太阳能中，符合这一理念的能 源是 :请你提出一种为了节约能源的绿色出 行方式： 【方法技巧】 2.为了节能环保，践行“双碳”理念，合肥市区 1.由于化石能源、水能、风能、生 很多新建的道路两侧都安装了太阳能路 物质能等都来源于太阳能，所以 人类利用这些能源，实际上都是 灯，如图所示。这些太阳能路灯，白天在阳 间接地利用太阳能。2.目前直 光照射下，太阳能电池板内的能量转化情 接利用太阳能的方式主要有两 况是： 种，一种是光热转换，一种是光 3.太阳能热水器利用太阳能直接给水加热，它安全、环保， 电转换。 且节省能源。一热水器的水箱内装满50kg的水，在阳光 照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃，则水吸收的太 阳能是 J:设燃气热水器的效率为60%，这相 当于节约了热值为4.0×10J/m3的煤气 m3。 [水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。 4.2023年4月12日，中国科学团队实现403秒稳态运行人 造太阳，这是一个重大的突破，有关太阳能的说法正确 的是 A.不是清洁能源 B.是二次能源 C.内部发生核聚变 D.是不可再生能源 5.未来的理想能源要能够大规模替代常规能源，它() A.只要足够丰富，可以保证长期使用；必须足够便宜，可 以保证多数人用得起 B.只要相关的技术成熟，可以保证大规模的使用 C.只要足够安全和清洁，可以保证不会严重影响环境 D.以上三个条件必须都满足 九年级物理下册23 核心知识归纳 一、电能与电功率 知识点 解说 电能的产生过程就是其他形式的能转化为电能的过程；用电器工作 电能和电功 的过程就是把电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程，即电流 做功的过程，电流做的功简称电功 物理学中常用的单位是焦耳，符号是J:生活中常用的单位是千瓦时， 电能（或电功）的单位 俗称“度”，符号是kW·h。1kW·h=3.6×10J 电功的公式 W=Ult 电 用途 测量用电器在一段时间内消耗的电能 能 与 220V 这个电能表应该接在220V的电路中使用 电 功 10A表示这个电能表的标定电流为10A:20A表示这个电能表的额 10(20)A 测量工 技 定最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流 具 术 电能表 委 50 Hz 这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用 数 kW·h 这个电能表测量电能的单位是kW·h,即“度” 3000 revs/ 接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转 (kW·h) 盘转过3000转 电功率表示电流做功的快慢，大小等于电功与时间之比：用符号“P” 概念及符号 表示 电 单位 瓦(W)、千瓦(kW)、毫瓦(mW),1kW=1000W,1W=103mW 功 率 基本公式 P-W.P-UI 公式 推导式 P=U ,P=PR(只适用于纯电阻电路) 24 九年级物理·下册 知识点 解说 额定电压 用电器正常工作时的电压，用“U题”表示 额定电流 用电器正常工作时的电流，用“I”表示 额定功率 用电器在额定电压下工作时的电功率，用“P”表示 实际电压 实际加在用电器两端的电压，用“U实”表示 实际电流 在实际电压下通过用电器的电流，用“I实”表示 实际功率 用电器在实际电压下工作时的电功率，用“P实”表示 额定功率与 当U=U颜时，Px=P颜，此时灯泡正常发光；当U安>U颜时，P实> 电 功 实际功率的关系 P鬣，此时灯泡偏亮；当U实<U颜时，P实<P画，此时灯泡偏暗 率 (1)用电器的实际功率有多个，但额定功率只有一个； 说明 (2)决定灯泡亮度的是灯泡的实际功率，它的大小随着它两端的实际 电压的改变而改变 用电流表测出通过用电器的电流I,用电压表测出用电器两端的电压 伏安法 U,用公式P=UI算出用电器的电功率 测量 用电能表测出用电器在时间：内消耗的电能W,用公式P-”计算出 电能表、停表 用电器的电功率 二、电与热 知识点 解说 定义 电流通过导体时电能转化成内能的现象 电流的热效应 影响因素 电流、电阻、通电时间（控制变量法） 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成 内容 正比，跟通电时间成正比 焦耳定律 Q=R,热量Q,电流I、电阻R、通电时间t的单位分别是焦(J)、安 公式 (A)、欧()、秒(s) 电热的 各种电热器通电时，消耗的电能全部用来产生热量，例如电炉子、电 利用 烙铁、电饭锅等 电热 非电热器通电时也产生热量，造成电能的浪费，产生安全隐患。所 电热的 以，使用这些用电器要注意通风散热，如电视机的后盖有很多孔、用 防止 微型风扇为电脑散热等等 九年级物理下册25 知识点 解说 计算公式 Q=PR1(普遍适用)或Q=W=P1=U1= U R(纯电阻电路) 电热器中电 流做功产生 电热器的铭牌上都标有“额定电压”和“额定功率”，但是应用焦耳定 的热量 说明 律计算电热器所产生的热量时，不能用额定电压或额定功率，而应该 用电路中实际加在电热器两端的电压或电热器的实际功率 三、家庭电路和安全用电 知识点 解说 进户线 进户线由火线（也叫端线）和零线组成，火线与零线之间的电压为220V 电能表 用来测量家庭电路所消耗的电能，通常装在户外干路上 安装在电能表后，用来控制整个家庭电路，便于家庭电路的维修或更 总开关 换设备 安装在总开关的后面，保险丝是简易保险装置，用电阻比较大、熔点 比较低的铅锑合金制成，当有过大电流通过时，保险丝由于温度升高 电 保险装置 而熔断，从而切断电路，不能用铁丝或钢丝代替保险丝：现在常用的 保险装置是空气开关 组 插座 两孔插座的接法是“左零右火”，三孔插座的接法是“左零右火上接地” 开关与所控制的电灯串联，且一定要安装在火线与电灯之间，螺口电灯顶 电灯和开关 端的金属与火线连接，螺旋与零线连接 用试电笔辨别火线和零线。使用方法：用手接触试电笔的金属笔卡或金 试电笔 属帽，笔尖接触被测导线，如果氖管发光，表示接触的是火线，如果氖管不 发光，表示接触的是零线 家庭电路中电流过大的原因 总功率过大；短路 触电形式 单线触电、双线触电、高压电弧触电、跨步电压触电 用电器的开关必须串联接在火线中，保险丝也必须串联接在火线中， 安 电路安装原则 而螺口电灯的螺旋只准接在零线上，有金属外壳的用电器一定要使 用 用三孔插座等。 常 不接触低压带电体，不靠近高压带电体。更换灯泡、搬动电器前应断 安全用电原则 开电源开关，不弄湿用电器，不损坏绝缘层。保险装置、插座、导线、 家用电器等达到使用寿命应及时更换 触电解救原则 先切断电源，必要时对触电者进行急救，同时通知人员抢救，注意自身安全 26九年级物理·下册 四、磁现象与磁场 知识点 解说 具有磁性的物体叫磁体，磁体分为永磁体与软磁体，永磁体分为天然磁体和人 分类 造磁体 磁体 (1)吸铁性：吸引铁、钴、镍等物质： 性质 (2)指向性：自由转动的磁体静止时，能指示南北方向 (1)磁体上磁性最强的部分叫做磁极（条形磁体两端磁性最强，中间最弱），每个 磁体都有两个磁极； 磁极 (2)自由转动的磁体静止下来时，指南的那个磁极叫南极(S),指北的那个磁极 叫北极(N); (3)磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 (1)一些物体在磁体或电流的作用下获得磁性的现象叫做磁化： (2)磁体之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁体的靠近（或接触）部 磁化 分是异名磁极： (3)分类：软磁体和硬磁体。制造永磁体使用钢，电磁铁的铁芯用软铁 性质 磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用 方向 在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向 为了方便、形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线将小磁针的排列情况画 出来，这样的曲线叫做磁感线。磁感线上某一点的切线方向就是该点的磁场方 描述 向：磁感线分布的密疏程度可以表示磁场的强弱：磁体外部的磁感线都是从磁 体的N极出发，回到磁体的S极，在磁体的内部，都是从磁体的S极指向N极 磁场 常见磁 场的磁 感线 地球周围空间存在的磁场叫做地磁场。地磁场的N极在地理的南极附近，地磁 地磁场 场的S极在地理的北极附近，地理两极和地磁场的两极并不重合，最早记录这 现象的是宋代学者沈括 九年级物理下册27 五、电流的磁场 知识点 解说 通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应，发现 电流的磁效应 者是奥斯特 通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端相当于条形磁体的两个磁 通电螺线管 极；在通电螺线管外部，磁感线从N极出发回到S极，在通电螺线管内部，磁感 的磁场 线从S极指向N极 用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是 安培定则 螺线管的N极 定义 内部插有铁芯的螺线管叫做电磁铁 电磁铁是根据电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后的磁场重叠，磁性增强 原理 的原理工作的 电 (1)磁性的有无可通过电流的通断来控制：(2)磁极的极性可通过电流的方向来改变； 特点 磁 (3)磁性的强弱可通过电流的大小、线圈的匝数来控制 铁 电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈匝数的多少有关。匝数一定时，通入的 影响因素 电流越大，电磁铁的磁性越强：电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁 铁的磁性越强 应用 电磁起重机、电动机、发电机、电铃、电磁继电器等 电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路通断的开关，可以利用低电压、弱 电磁继电器 电流电路的通断间接地控制高电压、强电流电路的通断 扬声器 把电信号转换成声信号的一种装置 六、磁场对电流的作用与电磁感应现象 磁场对电流的作用 电磁感应现象 闭合电路的一部分导体在磁场中做切 原因 通电导线（线圈）在磁场中 割磁感线运动 结果 通电导线（线圈）受到作用力 电路中产生感应电流 实验装置图 外部电路上有电源 外部电路上无电源 28 九年级物理·下册 磁场对电流的作用 电磁感应现象 能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能 力的性质 磁场的作用力 外力 导体中的电流 由电源供给 感应电流 应用 电动机 发电机 七、信息的传递 知识点 解说 组成部分 话筒与听筒 老式话筒中有炭粒和膜片，作用是将强度不同的声波变成相应大小的电流：听 作用 电 筒内有电磁铁和膜片，作用是将变化的电流转换成声音 话 电话信号分为模拟信号和数字信号两种。用跟声音的频率、振幅变化的情况完 信号 全一样的电流传递的信号叫做模拟信号；用不同符号的不同组合表示的信号叫 做数字信号 产生 电流的迅速变化能在空间激起（产生）电磁波 电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。真空中电磁波的波速c=3X 电 传播 108m/s 磁 单位 赫兹(Hz) 千赫(kHz)兆赫(MHz)1MHz=103kHz=10Hz 波 三者关系 波速一定时，波长越长，频率越低 分类 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线等 移动电话（通常称为手机）由电磁波传递信息，可以在信号覆盖的任何地方使 移动通信 用。手机既是无线电发射台又是无线电接收台，但是必须依靠基地和交换中心 来转接 同步通信卫星实质就是一个信息传播的中继站。它具有覆盖面广、通信距离 现 卫星通信 长、通信线路稳定、通信频带宽、容量大等特点。卫星通信使用微波，其特点是 容易像光波那样沿着直线传播，3颗同步卫星可实现全球通信 信技 为了避免干扰和减少能量损失，通信用的激光要在专门材料制造的一种纤维中 光纤通信 传播，这种纤维称为光导纤维，简称光纤。若干条光纤集成束，外面包上保护 层，就成为光缆。光缆一般都敷设在地下的管道中，特别适合于远距离通信 把许多计算机通过一定的硬件和软件连接起来，就成为网络。网络通信是计算机 网络通信 技术和通信技术相结合而形成的一种新通信方式，主要是满足数据通信的需要 九年级物理.下册29 八、能源的分类 分类方法 分类 定义 常见种类 风能、太阳能、地热能、核能、化石能源 按能否直 一次能源 可以从自然界直接获得的能源 等 接从自然 通过消耗一次能源才能得到的 界获得分 二次能源 电能、汽油、酒精、焦炭等 能源 按能否在 不可再 消耗后不能在短期内从自然界 化石能源、核能等 短期内从 生能源 得到补充的能源 自然界得 可再生 可以从自然界源源不断地得到 水能、风能、太阳能、生物质能等 到补充分 能源 的能源 按照人类 常规能源 人类已经利用多年的能源 煤、石油、天然气及水能等 开发早晚 新能源 人类新近才开始利用的能源 核能、太阳能、潮汐能、地热能等 未来理想 ①必须足够丰富，可以保证长期使用：②必须足够便宜，可以保证多数人用得起： 能源的条 ③相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用：④必须足够安全、清洁，可以保证不 件 会严重影响环境 九、核能与太阳能 知识点 解说 核裂变 把较重的原子核分裂为较轻的原子核的一种反应。具体应用是原子弹、核电站 核能 核聚变 较轻的原子核结合为较重的原子核的一种核反应。具体应用是氢弹 太阳能转化为内能，如太阳能热水器 利用的 太阳能转化为电能，如太阳能电池 太 方式 太阳能转化为化学能，如植物进行光合作用 阳 能 优点 安全清洁、无污染，并且取之不尽，用之不竭 太阳能分散，收集和转换过于复杂，造价高：受气候、季节变化影响，不稳定；转 缺点 化效率低 30 九年级物理·下册第1节磁现象磁场 第1课时磁现象 1.磁极弱南北两排斥吸引2.2吸引3.异名磁极同种 电荷4.A5.C6.C 第2课时磁场 1.左强2.北极南极强弱磁场的方向3.S地磁场沈括4.B 5.D6.A 第2节电生磁 1.磁场电流方向2.S左3.AB4.C5.D 第3节电磁铁电磁继电器 1.电流的通断电流大小电流方向2.线圈匝数N3.低电压弱电 流高电压强电流4.C5.B6.D 第4节电动机 1.电动右2.磁场机械能3.南北振动4.B 第5节磁生电 1.电磁感应电动机2.振动磁场切割磁感线3.A4.A 第二十一章信息的传递 思维导图 ①声②电③电④声⑤模拟⑥数字⑦迅速变化⑧不需要 ⑨3×108⑩电磁波①电磁波②发射⑧接收 第1节现代顺风耳一电话 第2节电磁波的海洋 1.声音的振动变化的电流振动产生的声音2.电流串联3.②①③ ⑤④ 第3节广播、电视和移动通信 第4节越来越宽的信息之路 1.短反射高2.很小不大很简单不高固定无线电台固定的 电台3.A4.D 第二十二章能源与可持续发展 思维导图 ①二次②不可再生③核聚变④超高温⑤聚变⑥内能⑦电能 ⑧化学能 第1节能源 第2节核能 1.煤、石油、核能二次能源方向2.不可再生裂变质子 3.FBCEAD 4.A 5.D 第3节太阳能 第4节能源与可持续发展 1.太阳能建议出行使用共享单车2.太阳能转化成电能3.8.4×10° 0.354.C5.D 周未进阶测评（一）[18.1~18.2] 1.C2.C3.A4.B5.C6.ACD7.用电器399608.100.7 129.化学并210.电流变小11.(1)2.5V、3.8V的灯泡各一个 (2)灯泡的亮度(3)电压12.解：(1)闭合开关S,R1与Rp并联，此时电源 电压等于R1两端的电压，通过R的电流I1=1A,由欧姆定律可得：U= I1R1=1A×102=10V;(2)A测量干路电流I,此时流过滑动变阻器 Rp的电流为Ip,Ip=I一I1=1.2A一1A=0.2A,滑动变阻器Rp两端电压 等于电源电压，由欧姆定律可得：R接人电路的阻值：R号=2白 502;(3)当滑片P位于Rp的最右端时，Rp接入电路的阻值为Rp=2R, 此时流过R的电流：-忌-2。-心1A,此时电路的总电流了- Ip'十I1=0.1A十1A=1.1A,此时整个电路的电功率：P'=UI'=10V× 1.1A=11W。 周末进阶测评（二）[18.3~18.4幻 1.D2.D3.B4.AC5.灯泡76.乙甲7.1068.(1)B(2) 40(3)3.63×1059.(1)b断路(2)1.26.251(3)增大(4)温度 越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压 -173