第三节 太阳能（表格式教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级下册

第三节 太阳能（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第三节 太阳能 教学目标 物理观念 了解太阳能的来源；知道太阳能是人类的钻宝库；知道人类如何利用太阳能。 科学思维 结合人类利用太阳能探索，培养科学推理能力。 科学探究 通过分析比较，培养比较与归纳能力；建立条件影响结果的逻辑思维。 科学态度 与责任 认识太阳能与环境的关系，树立节约能源和保护环境的意识，培养可持续发展观念。 教材分析 本节围绕核能与太阳能的来源和利用展开，知识体系涵盖了：太阳——巨大的“核能火炉”、太阳是人类能源的宝库以及太阳能的利用，体现从微观到宏观能源应用的认知逻辑。重点在于理解太阳能的来源及太阳能利用方式，难点在于核反应过程的抽象性与微观机制的理解。教学应以类比法解析质子中子结合，通过问题驱动与图示分析促进认知进阶，最终达成对新能源利用的初步科学判断能力。 学情分析 学生此前已学过原子结构、电荷、能量转化等基础知识，了解分子由原子构成及能量的基本概念。初中阶段学生抽象思维逐步发展，但对微观粒子（质子、中子）及核力等抽象概念理解较难，对链式反应、聚变等动态过程的空间想象能力不足，易混淆裂变与聚变的条件和应用。教材重难点是核能的产生原理（裂变与聚变的区别）、链式反应的可控与不可控应用（核电站与原子弹）及能源分类，要求学生能区分裂变与聚变的特点，理解核电站发电原理，建立能源利用与可持续发展的联系，同时通过我国核能技术成就增强民族自豪感。 教学重点 太阳能的来源和利用途径。 教学难点 太阳能的来源。 教学准备 相关模型、挂图、视频等。 教学过程 导入新课 看一看 想一想 动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的能源？ 本节课将学习相关内容。 学习新课 一、太阳——巨大的“核能火炉” 1.太阳： 太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1500万℃，太阳表面温度约为6 000 ℃就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去。 2.太阳能来源： 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”。 太阳表面温度约6 000 ℃，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。 【例题1】下面应用中与太阳内部的核反应方式一样的是（　　） A．氢弹 B．原子弹 C．核动力潜艇 D．核电站 【答案】A 【详解】太阳内部发生的是核聚变； A．氢弹是利用核聚变释放的核能，和太阳内部的核聚变方式一样，故A符合题意； BCD．原子弹、核动力潜艇、核电站都是利用核裂变释放的核能，与太阳内部的核反应方式不同，故BCD不符合题意。 故选A。 【例题2】哈密熔盐塔式光热发电站利用太阳能发电，太阳能源于（　　） A．可控链式反应 B．不可控链式反应 C．可控热核反应 D．不可控热核反应 【答案】D 【详解】太阳内部时刻发生着核聚变（热核反应），太阳的巨大能量来源于内部发生的核聚变（热核反应），太阳内部的核聚变（热核反应）是不可控的。 故选D。 【例题3】（2024·山东日照·中考真题）随着生产和技术的发展，人们开始将太阳能转化为其他形式的能加以利用。比如无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源，利用电磁波实现远程操控。下列说法正确的是（　　） A．电磁波的传播和声音的传播一样，都需要介质 B．太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，通过聚变释放出巨大的核能 C．太阳能汽车消耗的能量可以全部收集起来继续驱动汽车，实现能量循环利用 D．化石能源是以前存贮的太阳能，因此属于可再生能源 【答案】B 【详解】A．根据电磁波的传播特点可知，电磁波的传播不需要介质，故A错误； B．根据太阳的特性可知，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，通过聚变释放出巨大的核能，故B正确； C．由于存在能量的损耗，所以太阳能汽车消耗的能量不能全部收集起来继续驱动汽车，实现能量循环利用，故C错误； D．由于化石能源不能在短时间获得，所以其属于不可再生能源，故D错误。 故选B。 学习新课 二. 太阳是人类能源的宝库 1. 储存在化石燃料中的太阳能 远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了石油和煤。在石油形成过程中还放出天然气。 2.太阳能： 太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。 万物生长靠太阳，太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。 【例题4】长征五号B运载火箭分别发射天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱。2022年11月3日，中国空间站终于迎来三舱“T”字基本构型在轨组装完成的重大时刻。如图为空间站T字型效果图。 （1）火箭使用液氢作为燃料，因为液氢密度小、 大、且环保； （2）火箭在大气层内高速运动时，其头部整流罩会与空气剧烈摩擦，温度升高达上千摄氏度，此过程是通过 的方式改变了整流罩的内能； （3）中国空间站首次使用柔性太阳电池翼作为能量来源，该电池翼接收太阳能的功率为500W/m2，发电效率则高达30％，是国际空间站太阳翼发电效率的两倍； ①太阳电池翼把太阳能直接转化为 能； ②问天实验舱的太阳翼展开面积约220m2，当它展开10s能够接收太阳能 J，提供电能 J。 【答案】（1）热值；（2）做功；（3）电， 1.1×106 3.3×105 【详解】（1）火箭使用液氢作为燃料，因为液氢热值大，与同条件的其它燃料相比，其完全燃烧放出的热量更多，且密度小、环保。 （2）火箭在大气层内高速运动时，其头部整流罩与空气剧烈摩擦，通过做功的方式改变了整流罩的内能。 （3）①太阳电池翼消耗太阳能，得到电能，因此是把太阳能直接转化为电能。 ②问天实验舱的太阳翼展开面积约220m2，其总功率为 展开10s后， 能够接收的太阳能为 因为发电效率则为30%，由提供的电能为 学习新课 三. 太阳能的利用 英国物理学家法拉第经10年的多次探索，于1831年发现了电磁感应现象，从而导致了发电机的发明，开辟了大规模用电的时代。 1.光热转化： 太阳能转化为内能。 应用：太阳能热水器、太阳炉等。（1）集热器 集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，把太阳能直接转化为内能。平板式集热器的箱面是玻璃，内部有涂黑的吸热板，可以吸收太阳辐射并转化为内能，从而将集热器管道内的水流加热。 2.光电转化： 太阳能转化为电能。 应用：太阳电池等。 3.光化转化： 太阳能转化为化学能。如：光合作用。绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。 4.其它间接来源于太阳的能量： 水能、风能等都来源于太阳能。 5.太阳的优缺点： （1）优点：绿色环保、可再生；分布广获取方便。 （2）不足：受天气和季节变化影响较大；转化效率低。 【例题4】(1)在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 ，释放出巨大的 。我们现在开采的化石燃料获取的能量实际上是开采上亿年前地球接收的 ； (2)目前，人们开发、利用太阳能主要采用：①太阳能转化为电能，如 ；②太阳能转化为化学能，如 ；③太阳能转化为 ，如太阳灶、太阳能热水器。 【答案】(1) 聚变 核能 太阳能 (2) 太阳能电池 植物通过太阳进行光合作用，生长粮食、水果等为人类提供丰富的食物 内能 【详解】（1）[1]在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放巨大的核能，因此太阳的核心每时每刻都在发生氢弹爆炸。 [2]远古时期陆地和海洋的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能，在它们死后，埋在地下和海底，经过几百万年的变化，变成了今天所开采的化石燃料，所以实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。 （2）[1]太阳能电池可以将太阳能转化为电能，供我们去使用。 [2]太阳能转化为化学能的典型实例就是植物的光合作用，还有生长粮食、水果等为人类提供丰富的食物也是将太阳能转化为化学能。 [3]太阳灶、太阳能热水器这一类物体都是吸收太阳能并转化成内能，从而将水加热，所以是太阳能转化为内能这一类。 【例题5】太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是 甲 乙 丙 丁 A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能 C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能 D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能 【答案】A 【详解】A．绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确； B．太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误； C．太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误； D．太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误。 故选A. 板 书 设 计 第三节 太阳能 1.太阳能的来源：核聚变氢核在高温高压下结合。 2.利用方式：集热器加热、太阳能电池发电、光合作用。 3.优点：清洁可再生 课 堂 小 结 课 后 作 业 1.完成课本P107中的1-4小题。 教 学 反 思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $