滬粵版九年級下冊物理 第20章 【教學(xué)設(shè)計】20.2 開發(fā)新能源

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1、20.2 開發(fā)新能源? 一、教學(xué)目標(biāo)： 知識與技能 1、知道能源與人類社會密切相關(guān)，但需要不斷開發(fā)和利用新能源以解決能源的供需矛盾和環(huán)境問題。 2、知道太陽能和核能是兩種新能源 3、了解直接利用太陽能的兩種途徑 4、了解裂變 聚變，知道原子彈、氫彈的制造原理，知道核反應(yīng)堆的作用，以及核電站的原理和作用 過程與方法 通過閱讀、上網(wǎng)查詢等方法及對生活中我們對能源的利用的實例分析，小組之間積極討論，分析能量的利用及來源 情感態(tài)度與價值觀 讓學(xué)生了解一些關(guān)于新能源開發(fā)的科技前沿狀況，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識與科研興趣 二、教學(xué)重難點： 重點：　知道新能源的種類;知道新能源的用

2、途。 難點：? 核能的利用。 三、課時安排：一課時 四、教學(xué)準(zhǔn)備：有關(guān)新能源掛圖、錄像等 五、教學(xué)設(shè)計： 引言：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的消耗量迅速增長，使能源問題越來越成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的突出問題。因此，人們正在積極尋找各種辦法和措施，大力探索和開發(fā)各種新能源。 ? 教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 備注 一、核能 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 二、太陽能 ? ? ? 三、其它新能源 ? ? 四、課堂小結(jié) 五、課外作業(yè) 1.學(xué)生看書后提出問題：獲得核能有哪兩種途徑？ 2. 說出核裂變和核聚變的特點。 3.核

3、能的利用有哪些優(yōu)點？ ? ? ? ? ? ? 4.你知道世界和我國核能利用狀況嗎？ ? ? 1.太陽能的利用有哪兩種途徑？ ? 2.太陽能的利用有哪些有缺點 ? 請同學(xué)們看書學(xué)習(xí)地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能等 新能源的利用 ? 學(xué)生小結(jié) 課外作業(yè)：上網(wǎng)或查閱有關(guān)資料了解我國新能源的開發(fā)和利用情況 學(xué)生回答：核裂變和核聚變 學(xué)生回答 討論、交流、回答： （1）能量密集，運輸量小 （2）地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng) （3）清潔、安全 （4）鈾礦在地殼中儲量豐富 討論、交流、回答： （1）世界： 核發(fā)電量最多的國家：美國 核電比重最大的國家：法國 （2）我國：

4、 浙江秦山核電站 廣東大亞灣核電站 討論、交流、回答： 太陽發(fā)電、轉(zhuǎn)變?yōu)闊? 討論、交流、回答： 優(yōu)點： （1）能量巨大 （2）清潔 （3）分散 缺點： 受氣候和天氣影響較大 看書學(xué)習(xí)地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能等新能源的利用 學(xué)生小結(jié) 課外調(diào)查 本堂課要求學(xué)生積極參與，教師要調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生積極討論、交流、回答，所有板書由學(xué)生完成 ? 六、板書設(shè)計： 20.2 ?? 開發(fā)新能源 （一）核能： 1.獲得核能的兩種方法：原子核裂變：鏈?zhǔn)桨l(fā)應(yīng) 原子核聚變： 2.特點：（1）能量密集，運輸量小 ?????? （2）地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng) ?????? （3）清潔、安

5、全 ?????? （4）鈾礦在地殼中儲量豐富 3.核能利用狀況： （1）世界：核發(fā)電量最多的國家：美國 ?? ????????核電比重最大的國家：法國 （2）我國：浙江秦山核電站 ?????????? 廣東大亞灣核電站 （二）太陽能： 1.利用方式：轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾娃D(zhuǎn)變?yōu)闊? 2.特點：（1）能量巨大 ?????? （2）清潔 ?????? （3）分散 3.影響太陽能分布的因素：（l）緯度因素 ?????????????????????? （2）地形因素 （三）其它新能源：地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能等 七、教學(xué)反思 從本課所產(chǎn)生的效應(yīng)可以看出新課程理念下創(chuàng)設(shè)問題情境的重要性。

6、這為教學(xué)問題創(chuàng)造了良好的教學(xué)氛圍，引起學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，為達(dá)成課程目標(biāo)打下基礎(chǔ)，為教學(xué)活動的順利開展創(chuàng)造條件；為了在課堂教學(xué)中順利地實現(xiàn)三維目標(biāo)，必須首先要創(chuàng)設(shè)問題情境。 八、教學(xué)參考 開發(fā)利用新能源? 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的消耗量迅速增長，使能源問題越來越成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的突出問題。因此，人們正在積極尋找各種辦法和措施，大力探索和開發(fā)各種新能源。? 一、太陽能 熱是能的一種形式，太陽光能使照射的物體發(fā)熱，證明它具有能量。這種能量來自太陽輻射，故稱為“太陽輻射能”，它是地球的總能源，也是唯一極龐大的，既無污染又可再生的天然能源。 （1）太陽

7、能的熱利用太陽能的熱利用是通過反射、吸收或其它方式收集太陽輻射能，使之轉(zhuǎn)化為熱能并加以利用。我國推廣應(yīng)用的太陽能熱利用項目主要有太陽能灶、太陽能熱水器、太陽能溫室、太陽能干燥、太陽能采暖等。 （2）太陽能的光電利用太陽能轉(zhuǎn)換為電能的方法很多，其中應(yīng)用較普遍的就是太陽能電池，它是利用光電效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。太陽能電池有多種，主要有硅電池、硫鎘電池、碲化鎵電池和砷化鎵-砷化鉛電池等。我國成功地首次將光電池應(yīng)用于我國衛(wèi)星工程上，通過衛(wèi)星空間多年運行的考驗，這一太陽能電池電源系統(tǒng)性能良好，保證了衛(wèi)星的可*工作。 （3）太陽能直接轉(zhuǎn)換成化學(xué)能植物的光合作用就是把太陽能直接轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的

8、過程。自然界中植物借光合作用將太陽能轉(zhuǎn)換成自身的化學(xué)能的效率很低，約為千分之幾。為了提高太陽能的利用率，已經(jīng)推出了一種使用人工“能量栽培場”的方法，即利用某些藻類催其生長，而將太陽能轉(zhuǎn)換成藻類的儲存熱能用作燃料（通過處理可制成木炭、煤氣、焦油、甲烷等）。? 二、核能 原子核反應(yīng)釋放出來的能量，稱為核能。它是本世紀(jì)五十年代開始利用，藏量豐富的能源。核能是依*核燃料在反應(yīng)堆中“燃燒”而產(chǎn)生的能量，它的能量巨大。核電站最常用的核燃料是235u。一克235u釋放的能量相當(dāng)于2.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量。 核能具有以下特點： 1.核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它發(fā)電，燃料的運輸量小。

9、 2.核電站的建設(shè)，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)。在煤、石油、天然氣等燃料缺少和水能源資源不足而又需要大量能源的地區(qū)很適合建核電站。 3.建立核電站投資大，建設(shè)的周期長，需要較高的技術(shù)和設(shè)備。特別需要防止放射性物質(zhì)外逸的密封設(shè)備，又需要處理好核廢料，以確保安全。 4.核電站建成投產(chǎn)后，運轉(zhuǎn)費用低，經(jīng)濟(jì)效益大。 5.核能是一種清潔的能源。核電站正常運轉(zhuǎn)時對環(huán)境的影響遠(yuǎn)比燃煤電站為好，核電站附近居民所受的輻射劑量，通常低于大氣中的天然含量。 核能的利用前景在國際上核能已獲得了廣泛的利用和發(fā)展，并將成為世界未來能源的支柱之一。目前，世界上已有26個國家建有核電站。到1985年止，全世界已建成并投入運轉(zhuǎn)的核電

10、站達(dá)371座，發(fā)電能力2億多千瓦。大力發(fā)展核電站，是許多國家在全面研究能源現(xiàn)狀和前景后所采取的一項基本政策。不僅工業(yè)發(fā)達(dá)國家是這樣，而且一些發(fā)展中國家和地區(qū)，如印度、南朝鮮、羅馬尼亞等也在發(fā)展核電站。據(jù)1977年世界能源會議對世界經(jīng)濟(jì)和能源發(fā)展的預(yù)測，到本世紀(jì)末，世界上將有49個國家擁有核電近9億千瓦。核能將成為世界能源供應(yīng)的一大支柱。 我國有豐富的鈾礦資源，應(yīng)用核燃料發(fā)電，是開發(fā)新能源的途徑之一。例如，我國正在浙江省海鹽縣興建自行設(shè)計的秦山核電站，裝機(jī)容量為60萬千瓦；在廣東深圳東面的大亞灣畔興建廣東核電站，裝機(jī)容量為180萬千瓦。 三、沼氣 沼氣是由生物能源轉(zhuǎn)換得來。沼氣的能量系來自

11、太陽的光和熱，是生物質(zhì)經(jīng)厭氧微生物發(fā)酵而產(chǎn)生的一種混合氣體，其組成主要是甲烷、co2、n2等，詳見表5-3所示。 沼氣組成成分???????????? 表5-3 組成 ch4 co2 n2 h2 o2 h2s ％ 55～65 35～45 0～3 0～1 0～1 0～1 ?用生物質(zhì)能生產(chǎn)沼氣，既可提高熱能利用率，又充分利用了不能直接用于燃燒的有機(jī)物（如人畜糞便）中所含的能量，因此，發(fā)展沼氣是解決農(nóng)村能源問題的有效途徑。在城市也可利用有機(jī)廢物、生活污水生產(chǎn)沼氣。許多國家很早就利用城市污水處理廠制取沼氣，并作為動力能源使用。同時，發(fā)展沼氣有利于環(huán)境保護(hù)；其一，沼氣是比

12、較干凈的再生資源，燃燒后的產(chǎn)物是co2和水，不污染空氣；其二，垃圾、糞便等有機(jī)廢物及作物秸桿是產(chǎn)生沼氣的原料，投入沼氣池后，既改善了環(huán)境衛(wèi)生，又使蚊蠅失去了孳生的條件，病菌、蟲卵經(jīng)沼氣發(fā)酵后即被殺死，減少疾病的傳播；其三，生產(chǎn)沼氣后的廢液是很好的肥料，既有較高的肥力，又不危害農(nóng)作物和人體健康，還減少化肥和農(nóng)藥施用量，降低土壤污染，起間接保護(hù)環(huán)境的作用。? 四、風(fēng)能 風(fēng)能利用就是把自然界風(fēng)的能量經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成有用的能量，這種轉(zhuǎn)換器即風(fēng)力機(jī)，它以風(fēng)作能源，將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、電能、熱能等。我國的風(fēng)能利用主要有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水和風(fēng)帆助航等幾種形式。? 五、潮汐能 海潮汐是一種

13、自然現(xiàn)象，是在月球和太陽引潮力作用下發(fā)生的海水周期性的漲落運動。一般情況下，每晝夜有兩次漲落，一次在白天，稱潮，一次在晚上，稱汐，合起來即稱潮汐。 （1）潮汐磨在港、灣筑壩，利用潮汐漲落水位差作原動力，推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動石磨進(jìn)行糧食和其它農(nóng)副產(chǎn)品的加工。 （2）潮汐水輪泵在潮流界以上的潮區(qū)界河段，有潮水頂托的江河淡水，江湖潮差可達(dá)2～3m，江邊還有一定容量的河網(wǎng)港浦作淡水蓄能水庫，因此可利用這些條件建泵站，來解決灌溉問題。 （3）潮汐發(fā)電在海灣或潮汐河口建筑閘壩，形成水庫，并在其旁側(cè)安裝水電機(jī)組。漲潮時海水由海洋流入水庫，落潮時，水庫水位比海洋水位高，從而形成庫內(nèi)潮位差。利用潮汐漲落潮

14、差的能量，推動水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。 潮汐能是一種清潔，不污染、不影響生態(tài)平衡的可再生能源。完全可發(fā)展成為沿海地區(qū)生產(chǎn)、生活等需要的重要補充能源，潮汐電站不需要淹沒大量農(nóng)田構(gòu)成水庫，也不需要筑高水壩，所以沒有修建水庫帶來的生態(tài)環(huán)境等問題。但潮汐電站建在港灣?？?，通常水壩長，施工、地基處理及防淤等較困難。故土建和機(jī)電投資大，造價較高。? 六、地?zé)崮? 地?zé)崮苁莵碜缘叵碌臒崮?。地球?nèi)部的熱量主要是由于放射性分解以及地球內(nèi)部物質(zhì)分異時產(chǎn)生的能。在地殼中，溫度隨著深度增加而均衡地增長，在100km深處約為1000～1500℃。作為熱源的巖漿，浸入地殼某處并加熱不透水的結(jié)晶巖漿，使其上面的地下水升溫到

15、500℃左右。但由于頂巖封蓋壓力很高，所以水蒸氣仍處于液體狀態(tài)，需要打井才能噴出地面。 通常，把地?zé)豳Y源以其在地下熱儲中存在的不同形式分為蒸汽型、地壓型、干熱巖型、熱水型和巖漿型等五類、目前能為人類開發(fā)利用的主要是地?zé)嵴羝偷責(zé)崴畠纱箢悺Ｆ渲懈烧羝米詈?，地?zé)崮芾每煞譃橹苯永煤偷責(zé)岚l(fā)電兩方面。如溫度超過150℃以上的干蒸汽，屬于高溫地?zé)崽?，可直接用于發(fā)電，但其數(shù)量也最少；濕蒸汽田的儲量大約是干蒸汽田的20倍，溫度在90～150℃之間，屬中溫地?zé)崽?。濕蒸汽使用前必須預(yù)先除去其中的熱水，在發(fā)電技術(shù)上較困難；熱水儲量最大，溫度一般在90’’c以下，屬低溫地?zé)崽?，可直接用于取暖或洪熱。地?zé)崮艿闹苯永眉夹g(shù)要求低，所需設(shè)備也較簡單，因此已廣泛用于工業(yè)加工、洗滌、醫(yī)療等各方面；地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電原理一樣，都是利用熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。 七、氫能 氫能又叫氫燃料，是一種清潔能源，氫燃燒后的生成物是水，水又可分解產(chǎn)生h2和o2，循環(huán)往復(fù)，對環(huán)境無污染，便于運輸和貯藏。但制取氫的方法目前主要是電解水法，效率低且投資和運行費用高，氫又是一種易爆物質(zhì)，且無臭無味，燃燒時幾乎不見火苗，這些不安全特性使氫的使用受到限制。