人教版九年级物理第二十二章第三节223太阳能学案+基础训练+提高训练+拓展训练.docx

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人教版九年级物理第二十二章第三节223太阳能学案+基础训练+提高训练+拓展训练

太阳能学案

【学习目标】

1．知识与技能

知道太阳能的由来及特点

大致了解太阳能的利用方式。

2．过程与方法

通过收集信息、阅读资料、相互交流，判断太阳能与我们的生活的有关说法是否正确。

3．情感态度与价值观

由太阳能的优点和利用的有限性增加学生学习的动力和创造欲望。

【重、难点】

初步认识太阳的结构，知道太阳能是人类能源的宝库。

了解太阳能的利用方式。

有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

【器材】多媒体

【学习过程】

一、课前预习

1．太阳——巨大的“核能火炉”

（1）太阳的结构

直径为地球的_______倍；体积为地球的_______倍；质量为地球的_______倍。

（2）太阳内部发生_______反应，释放巨大的_______能量，以_______向四周辐射。

（3）太阳已经稳定地燃烧了_______年，在经过_______年才会燃尽。

2．太阳能是人类能源的宝库

（1）煤、石油、天然气的形成过程：

远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将_______转化为生物体的_______。

在它们死后，躯体埋在地下和海底，腐烂了。

沧海桑田，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_______和_______。

在石油形成过程中还放出_______。

（2）太阳把地球表面晒热，是将太阳能转化为_______能．但是由于地球表面每个部位受热的不均匀性，空气的冷热程度不一样，于是暖空气上升，冷空气下降，空气流动形成风，将太阳能转化为_______能；太阳使地面上的一部分水蒸发，上升形成云，再以雨、雪等形式落下，流入江河，太阳能转化为_______能；植物吸收太阳能，进行光合作用，将太阳能转化为_______能存储在体内。

3．太阳能的利用

（1）利用太阳能加热物体

①平板式集热器的箱面是玻璃，内表面涂黑，箱内外温度差100℃~200℃。

如_______热水器。

②把反射镜做成曲面，它们将太阳光反射并会聚，也能获得高温。

如_______灶。

（2）将太阳能转变为电能

利用_______使太阳能转化为电能。

太阳能电池的优点：

①使用寿命长；②保养费用低；③不需燃料。

太阳能电池的缺点：

①成本较高；②效率低。

二、课前展示

比比看，谁能举出更多的利用太阳能的例子，把他们写在下面。

三、创设情景

我们地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能量的3~4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。

巨大的太阳能是怎么产生的呢？

人类是怎样利用太阳能的呢？

四、自主学习，合作探究

五、展示汇报

1．太阳—巨大的“核能火炉”

（1）太阳的结构：

包括太阳大气、太阳核心、辐射层和对流层。

直径为地球的110倍；体积为地球的130万倍；质量为地球的33万倍。

（2）太阳能的优点：

①太阳能十分巨大。

太阳内部发生聚变，释放巨大的能量，以光和热向四周辐射。

②太阳能供应时间长久。

天文学家研究表明，太阳目前正处于精力旺盛的主序星阶段，它含有大量氢原子发生的聚变，至少还可以使太阳稳定地燃烧50亿年之久。

对人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源。

③太阳能获取方便。

太阳能分布广泛，处处可以利用，既无需挖掘开采，也无需运输。

④太阳能安全、环保。

太阳能利用起来安全、清洁，开发利用太阳能不会给环境带来污染。

太阳能的缺点：

太分散；不稳定；转换效率低

（3）太阳能是人类能源的宝库----太阳能储存的方式：

地球上的风能、水能、化石能源和生物质能等都来源于太阳。

2．太阳能的利用

由于太阳能有如此多的优点，太阳能利用包括直接加热物体、太阳能光伏发电、太阳能热发电，以及太阳能热水器和太阳房、太阳能空调等利用方式。

光电转换：

即将太阳能转换成电能。

目前，太阳能用于发电的途径有二：

一是热发电，就是先用聚热器把太阳能变成热能，再通过汽轮机将热能转变为电能；二是光发电，就是利用太阳能电池的光电效应，将太阳能直接转变为电能。

太阳能电池的优点：

①使用寿命长；②保养费用低；③不需燃料；太阳能电池的缺点：

效率低和制造费用大。

光化转换也是利用太阳能的一种方式。

光化转换即先将太阳能转换成化学能，再转换为电能等其他能量，目前，太阳能光化转换只在积极探索研究中。

中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。

目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。

我国比较成熟的太阳能产品有两项：

太阳能光伏发电系统和太阳热水系统。

六、实践创新，开动脑筋

1．关于太阳能的说法错误的是（）

A．太阳能是可供人类利用的新能源，它是二次能源

B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可以利用

C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染

D．太阳能是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源

2．人类利用煤、石油、天然气的能量，归根到底是间接利用了（）

A．海洋能B．核能C．太阳能D．化学能

3．下列能源中，与太阳能没有直接或间接关系的是（）

A．水能和风能B．煤和石油C．潮汐能D．干木柴

4．水力发电是属于利用太阳能的哪种渠道（）

A．直接被人类利用

B．被海洋吸收

C．植物的光合作用

D．水分升腾循环

5．太阳能提供时间长久，分布_______，获取_______，安全，清洁，不会给环境造成污染，所以是人类理想的能源。

七、拓展提升

1．如图所示为太阳能热水器，说明工作原理

2．太阳能的转化：

太阳把地面的空气晒热，太阳能转化为_______；晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为_______；太阳把地面晒热，并使一部分水蒸发，蒸发的水汽升到空中形成云，以雨雪的形式落下来，流入江河，太阳能转化为_______；植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的_______；植物作为食物被动物吃掉，又转化为动物的_______；古代的动植物在地质变迁中变为化石燃料，转化为这些燃料的_______。

3．如图所示展示了太阳能辐射到地球后的转化或转移全景，人类利用的大部分能量都是直接或间接来自于太阳能。

由以上信息，你受到什么启示？

请写出两条。

8、课后反思

基础训练

（易）1．太阳内部进行大规模的核反应是（）

A．核裂变B．核聚变C．链式反应D．无法确定

（易）2．太阳能的转化：

（1）太阳把地面和空气晒热，太阳能转化为_______能，晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为__________能；

（2）植物吸收太阳能，太阳能转化为_________；植物被动物吃掉，又转化为动物的__________能。

（易）3．________是人类的能源之母。

（易）4．下列关于太阳能的说法中错误的是（）

A．太阳能十分巨大，供应时间长久

B．太阳能分布广阔，处处可以利用

C．太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响

D．太阳能安全、清洁、不会造成环境污染

（易）5．下列能源中，不是直接或间接来源于太阳能的是（）

A．煤B．水能C．食物D．核能

（中）6．《深圳商报》2004年3月11日报道：

近日一种新型太阳能公共卫生间落户北京东郊民巷，该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里，这种能量转化和储存的方式是（）

A．太阳能转化为内能，再转化为电能

B．太阳能转化为电能，再转化为化学能

C．太阳能转化为内能，再转化为化学能

D．太阳能转化为电能，再转化为光能

【答案】

1．B

2．

（1）内能、机械能；

（2）化学能；生物能

3．太阳

4．C

5．D

6．B

提高训练

（易）1．在太阳内部，氢原子核在高温下发生，释放出大量的能，太阳表面温度约为℃，就像一个高温气体组成的海洋。

（易）2．人类利用太阳能分为直接和间接两种，间接利用的例子有，目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是集热器把水等物质加热，如；另一类是把太阳能转化成能，如：

。

（中）3．阳光照射到太阳能集热器上，将太阳能转化为能，如图所示是一种太阳能热水器的示意图，图中A是集热器，B是储水器，在阳光直射下水将沿（填“顺”或“逆”）时针方向运动，C是辅助加热器，其作用是。

（易）4．据科学家推算，太阳像现在这样不停地进行，连续能量，可维持50亿年以上，太阳能供应时间长久。

（易）5．太阳能分布，获取；开发利用太阳能不会给环境带来。

（易）6．常见的太阳能热水器就是将太阳能，供家庭使用的。

（易）7．下列装置中属于光电转换的是（）

A．太阳灶

B．硅光电池

C．太阳热水器

D．干电池

（易）8．太阳能的结构主要包括、、、和。

（易）9．我们现在使用的大部分是化石能源，这一能源主要来自。

（易）10．太阳能来自于（）

A．太阳本身的化学燃料

B．裂变

C．链式反应

D．聚变

（易）11．下列能源不是来自于太阳能的是（）

A．潮汐能

B．铀矿中的核能

C．天然气

D．生物质能

（易）12．下列装置中可能利用太阳能的是（）

A．微波炉

B．太阳灶

C．光电池

D．电热水器

【答案】

1．核聚变核6000

2．利用储存在化石燃料中的太阳能（储存在生命体内的生物质能）；太阳能热水器、太阳灶；电、太阳能电池等

3．内；顺；在阴天使用

4．核聚变；放出

5．广泛；简单；污染

6．转化为内能

7．B

8．太阳核心；辐射层；对流层；太阳大气

9．太阳能

10．D

11．B

12．BC

拓展训练

（难）

（一）益智趣题

太阳能是一种理想的绿色能源，李刚家最近安装了一台太阳能热水器，如图所示，

（1）设水箱可装水80kg。

在一般光照条件下，一满箱20℃的水到傍晚时温度可达到55℃，则水吸收的太阳能是多少？

[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

（2）煤气的热值约4×107J/m3，使用太阳能热水器一天，相当于节约了多少立方米的煤气？

【答案】（１）1.176×107J；

（2）0.294m3

（难）

（二）图题巧解

2008年北京奥运会，“绿色、环保、人文”的北京奥运引起人们的广泛关注。

（１）在奥运村将大量使用太阳能这一清洁能源。

图为布设的太阳能路灯照片，太阳能电池在阳光照射下将太阳能转换为能储存起来，供夜晚路灯照明使用。

（２）奥运场馆的设计中另一个有代表性的环保举措是建立水资源综合利用系统。

通过在地下建蓄水池将雨水、脏水收集处理，用于冲厕、洗车、道路浇洒及绿化。

小明看到一个自来水龙头没有关紧，水一滴一滴断续地滴落到地上。

他想这个水龙头一昼夜要浪费多少水啊！

为了测算水龙头一昼夜要浪费的水量，他找来了秒表、量筒。

将量筒放在水龙头下，当听到水滴滴在量筒里的声音开启秒表计时，并数“l”，一直数到40滴时，按下秒表停止计时，读出秒表的示数为12s，量筒里水的体积是10ml。

则每一滴水的体积为___________ml，一昼夜要浪费的水量是___________Ｌ。

（３）图13是2008奥运部分比赛项目的标志图，这些项目所包含的物理知识有：

（写出2点即可）；。

（４）在足球比赛中有一种球叫“香蕉球”，如图14所示，贝克汉姆特别擅长踢这种球。

这种球边旋转边前进，在旋转方向与球前进方向相同的一侧，空气相对于球的流速比另一侧（大/小）。

由于球两侧空气的流速不等，产生压强差，最终导致球沿弧线飞行。

【答案】

（1）电；

（2）0.2572；（3）力可以改变物体的形状、力的作用是相互的、力可以改变物体的运动状态、弹性势能转化为重力势能和动能、水面上的船受到浮力等；（4）小。

（难）（三）奥赛殿堂

太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能发电，将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。

图所示是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积S=8m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率P0=1kW，在晴天电池对着太阳时产生的电压U=120V，并对车上的电动机提供了I=10A的电流，试问：

（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为多少？

（2）如果这辆汽车的电动机将电能量转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速前进时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？

解析：

（1）太阳能的转化率是指太阳能转化为电能的效率，它等于电能与太阳能之比，也可以等于电功率与太阳辐射功率之比。

（2）先推算出汽车的机械功率与牵引力、速度的关系为

，再进行计算。

【解答】

（1）太阳能电池板接收到太阳能的功率

=1×8kW=8000W，

转化为电能的功率为

=120V×10A=1200W，

将太阳能电池板转化为电能的功率

=

=15%。

（2）设汽车的转化功率为η2，则汽车的机械功率：

=1200W×75%=900W，

当汽车匀速行驶时

，所以

=

=6m/s。