第二十一章 实践 制作太阳能烤箱 课件 -2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

null太阳能烤箱，阳光下的美味烹饪。在追求可持续发展的今天，太阳能作为一种清洁可再生的能源，正逐渐渗透到我们生活的方方面面。其中太阳能烤箱作为一种新颖且环保的烹饪工具，不仅能够利用太阳的能量来加热食物，还能在户外活动中提供方便快捷的烹饪方式。那么太阳能烤箱究竟是如何工作的？它有哪些优点？本文将为您揭开太阳能烤箱的神秘面纱，带您走进阳光下的美味烹饪世界。想象一下，在一个晴朗的日子里，您将太阳能烤箱放置在阳光下，然后放入您喜爱的食物。随着时间的推移，太阳的热量逐渐聚集在烤箱内部，将食物慢慢烤熟。这个过程不仅环保节能，还能让您享受到自然赋予的美味。太阳能烤箱的工作原理主要依赖于反射镜和保温材料。反射镜通常由铝箔或镜子制成，能够有效的将阳光反射到烤箱内部，保温材料则可以保持热量不轻易散失，使得烤箱内部的温度能够达到足够的高度来进行烹饪。这些设计使得太阳能烤箱能够在没有电力的情况下，仅依靠太阳光就能完成加热过程。使用太阳能烤箱的优点是显而易易见的。首先，它非常环保，几乎不产生任何碳排放，这对于保护环境，减少能源消耗具有重要意义。其次，太阳能烤箱非常适合户外活动，如露营、野餐等。无论是在野外还是家中，只要有充足的阳光，太阳能烤箱就能正常工作，为您提供美味的食物。此外太阳能烤箱的操作也非常简单，只需将食物放入烤箱内，然后将其置于阳光下即可。太阳能烤箱的烹饪方式也非常多样，您可以使用它来烤肉、烘焙面包、制作披萨，甚至是蒸蔬菜。由于太阳能烤箱的温度较为温和，食物在烤制过程中能够均匀受热，保留更多的营养成分，例如烤肉时，肉质会更加鲜嫩多汁，烘焙面包时，外皮会变得金黄酥脆，内部则松软可口。此外，太阳能烤箱还具有一定的安全优势。与传统的燃气或电烤箱相比，太阳能烤箱没有明火，减少了火灾的风险。同时，由于其工作原理较为简单，维修保养也比较容易，使用寿命较长。当然，太阳能烤箱也有一些局限性，首先，它依赖于充足的阳光，因此在阴雨天或者夜晚无法正常使用。其次，太阳能烤箱的加热速度相对比较慢，烹饪时间比传统烤箱要长一些，但是这些缺点可以通过选择合适的时间和地点来弥补，从而充分发挥太阳能烤箱的优势。随着技术的进步，太阳能烤箱的设计也在不断创新，市场上出现了各种便携式、折叠式的太阳能烤箱，使得携带更加方便，还有一些太阳能烤箱配备了温度控制系统，可以更好的调节烤箱内部的温度，以适应不同的烹饪需求。总的来说，太阳能烤箱以其环保、节能、方便的特点成成为现代人追求健康生活方式的一个选择。当您在阳光下享受美味烹饪的同时，也为保护地球贡献了一份力量。随着太阳能技术的不断发展和完善，太阳能烤箱必将在未来的生活中扮演越来越重要的角色。 第21章 能源、材料与社会 沪科版 九年级 物理（下） 实践 制作太阳能烤箱 1 问题缘起 自古人们便懂得利用太阳光的能量，现代人也常利用太阳光来晾晒物品，甚至烤制食物。下面我们来制作一个太阳能烤箱。 活动方案 探究点一　 查阅资料认识太阳能，完成一篇关于利用太阳能的调研报告 【思考】 认识太阳能 太阳能是太阳内部核聚变反应释放的热辐射能，属于可再生能源，其利用方式主要包括光热转换(如热水器、热能发电)和光电转换(光伏发电)。 3 了解自古以来人类对太阳能利用的大致进程。 人类对太阳能的利用随着科技进步不断深化。以下是分阶段总结的进程： 想一想 (一)科学探索期(18世纪～20世纪初) 1．热能收集装置突破：1767年瑞士科学家Horace de Saussure发明首台玻璃密封太阳能加热箱，温度达109 ℃；19世纪美国加州建成太阳能抽水装置，采用聚光器实现7.36 kW功率输出。 2．光电效应发现：1839年法国物理学家贝克勒尔首次观察到光伏效应，奠定太阳能发电理论基础。 (二)技术突破期(20世纪中叶～21世纪初) 1．光伏技术实用化：1954年贝尔实验室研制出首个实用硅基太阳能电池(效率6%)，开启光伏发电时代。 2．热利用系统升级：1955年以色列科学家提出选择性涂层理论，显著提升集热器效率；20世纪70年代太阳能热水器普及，成为民用领域重要应用。 (三)现代综合应用(21世纪至今) 1．规模化发电：光伏转换效率突破20%，2022年全球装机容量超1 TW，成本较2000年下降85%；聚光太阳能热发电(CSP)技术实现熔盐储热，支持连续供电。 2．多元化场景扩展：光伏建筑一体化(BIPV)将太阳能板融入外墙与屋顶；航天器、电动汽车等新兴领域广泛采用太阳能供电系统。 以下是人类将太阳能转化为其他形式能量的应用实例分类整理： (一)太阳能→热能 1．太阳能热水器：通过真空集热管或集热板吸收太阳能加热冷水，用于家庭洗浴和日常热水需求。 2．太阳能暖气系统：在建筑中集成太阳能集热装置，冬季通过循环热水或空气为室内供暖。 (二)太阳能→电能 1．光伏发电站：大规模太阳能电池板阵列将阳光直接转化为电能，供应家庭或工业用电。 2．太阳能路灯：内置光伏板白天储能，夜晚为LED灯供电，无需外接电网。 (三)太阳能→化学能 植物光合作用：农业中利用植物将太阳能转化为葡萄糖等化学能，形成生物质能源的基础。 (四)其他综合应用 太阳能建筑一体化：结合光伏玻璃、蓄热墙体等技术，实现建筑能源自给。 太阳能烤箱的原理 太阳能烤箱的核心原理是利用旋转抛物面的聚光特性，将阳光反射并聚焦到特定区域，同时结合反射材料和吸热材料的协同作用实现热量的高效利用。 (一)反射集中太阳光 铝箔/聚酯薄膜反射：通过覆盖反光材料(如铝箔)，将太阳光线定向反射到烤箱内部或特定受热区域，形成聚光效应。 太阳能烤箱通过以下核心原理实现太阳能的有效利用： (二)吸收光能转化为热能 1．黑色吸热层：烤箱底部或核心区域使用黑色纸张、金属板等材料，利用黑色吸热特性将反射的太阳能转化为热能。 2．热传导：热量通过铝制托盘或金属容器传递至食物，实现类似传统烤箱的烹饪效果。 (三)密封与隔热保存热量 1．透明密封层：使用保鲜膜、塑料膜等材料覆盖烤箱开口，形成密闭空间，利用温室效应防止热量散失。 2．绝缘材料：在烤箱壁填充报纸、泡沫等隔热材料，减少热量向外界传导。 (四)应用场景与效率 1．户外适应性：无需燃料或电力，适合露营、野餐等场景，但烹饪时间受阳光强度和云层影响。 2．环保性：全程零碳排放，避免燃烧木材或化石燃料带来的污染。 通过上述协同机制，太阳能烤箱将自然光能转化为可控热能，实现无污染烹饪。 材料拓展 太阳能，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下， 才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电是一 种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等等。在几十亿年内，太阳能是取之不尽、用之不竭的理想能源。 太阳能是由内部氢原子发生聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然 气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。 与原子核反应有关的能源正是核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源， 以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其他类型的动力源、热源等。 活动方案 探究点二 制作太阳能烤箱 制作太阳能烤箱是一个有趣且环保的项目，以下是制作步骤： 1．材料和工具 (1)材料：大纸箱、金属烤盘(用于放置食物)、反光材料铝箔、透明材料(透明塑料膜)、保温材料(报纸、泡沫板、旧布料)。 (2)工具：剪刀、胶水、胶带、黑色喷漆或黑色纸。 2．制作步骤 (1)制作箱体 选择箱子：用大纸箱作为主体，内部衬上泡沫板或报纸以增强保温。 涂黑内部：将箱内底部和四周涂黑(黑色吸热效果最佳)。 放置烤盘：在箱底固定一个小金属盘或黑色烤盘用于放置食物。 (2)制作反光板 覆盖铝箔：将纸箱的盖子内侧贴上铝箔，作为反光板。若用泡沫箱，可单独制作一个铝箔覆盖的纸板作为反光板。 调整角度：反光板与箱体成一定角度(约30～45°)，确保阳光反射到食物上(可用木棍支撑固定)。 (3)密封透明层 顶部覆盖：在箱体顶部覆盖透明塑料膜或玻璃板，用胶带密封边缘，形成“温室效应”。 双层隔热(可选)：在透明层和食物之间增加一层透明材料，减少热量流失。 (4)优化热量集中 多面反光板：在箱体两侧或四周添加额外铝箔板，进一步聚集阳光。 可调节支架：设计可调节角度的反光板支架，根据太阳位置调整方向。 安全提示 避免触碰高温表面。 勿加热易燃物品或密封容器。 阴天或弱光环境下效果不佳。 晴天正午把太阳能烤箱放在阳光下，食物切成小块，使用黑色容器或包裹锡纸尝试加热食物，测试烤箱的加热速度、保温能力等；和同学们交流调研报告，分享制作过程及心得体会。 交流评价 拓展研究 开展科学辩论活动，讨论太阳的能量是否会被消耗尽，体会能源的开发对可持续发展的意义。 课堂小结 实践 制作太阳能烤箱 1．了解自古以来人类对太阳能利用的大致进程。 2．收集人类将太阳能转化为其他形式能量的实例。 3．了解太阳能烤箱的原理。 4．制作太阳能烤箱。 29 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $