九年级物理第2卷20.2开发新能源教学计划(广东教育上海版)

20．2开发新能源
 
1．知道太阳能巨大、清洁、使用方便的优点，了解目前利用太阳能的途径和方法。
2．知道核能的优点和利用核能可能带来的问题。
3．知道水能、风能、海洋能、地热能、氢能等的特点。
 
 重点
知道太阳能、核能的特点及开发方法。
 难点
了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程。
 
多媒体等。
 
一、创设情境，导入新知
随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。那么，哪些能源属于新能源呢？
二、自主合作，感受新知
阅读教材并结合生活实际，完成《探究在线·高效课堂》“预习导学”部分。
三、师生互动，理解新知
(一)太阳能——永恒的动力之源
学生阅读教材P74－75，思考以下问题：  
(1)为什么说太阳能是永恒的动力之源？  
(2)吸收与利用太阳能的主要途径是哪四种？
(3)怎样直接利用太阳能？
学生阅读，展示，师生共同归纳：(1)太阳能的特点：
①太阳能“巨大”：太阳向空间辐射的能量，总功率达3.8×1023  kW，到达地面的太阳能达8.1×1013  kW，比全世界的发电总量高出5×104倍。
②太阳能“清洁”：直接利用太阳能不会产生废渣、废气而污染环境。
③太阳能“持久”：太阳还能发光、发热几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。
(2)吸收和利用太阳能的四种主要途径：
①被植物、微生物吸收——煤、石油、天然气；
②使大气、水分升腾循环——水能、风能；
③被海洋吸收——海洋内能；
④直接利用——内能、电能、化学能。
(3)直接利用太阳能有三种方式：
①太阳能——内能：太阳能热水器、用凸透镜会聚阳光以取火；用凹面镜会聚阳光以烧饭，如太阳灶；晾晒衣服、谷物等。
②太阳能——电能：光伏电站、计算器上的光电池将光能转换成电能供计算器使用；航天器上的电池板将太阳能转换成电能供仪器、宇航员使用等。
③太阳能——化学能：太阳能制氢、露天照相时，太阳光使照相底片感光。
学生阅读P75“信息浏览”：太阳能电池。
典例解读
【例1】 下列选项所说的，哪个不是太阳能的优点(  )
A．相对清洁无污染
B．利用时受天气影响大
C．分布广阔获取方便
D．属于可以长期提供的能源
【解析】太阳能环保、清洁，属于其优点，故A不符合题意；太阳能受天气影响大，是它的缺点，故B符合题意；太阳能分布广阔，获取方便，属于其优点，故C不符合题意；太阳能太阳能的能量大，是可再生能源，故D不符合题意。
【答案】B
【例2】 下列不是利用光能的是(  )
A．太阳能电池 
B．植物光合作用
C．太阳能热水器   
D．遮光板
【解析】太阳能电池是太阳能转化为电能；太阳能热水器是太阳能转化为内能；植物光合作用是太阳能转化为化学能，故ABC正确；遮阳板是为了挡住阳光，不是利用光能，故D错误。
【答案】D
【例3】 市场上出售一种装有太阳能电扇的帽子，在太阳的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意，装置的能量转化情况是(  )
A．太阳能——电能——机械能
B．太阳能——机械能——电能
C．电能——太阳能——机械能
D．机械能——太阳能——电能
【解析】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作，小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能。
【答案】A
(二)核能——造福人类的“神火”
学生阅读教材P76－78，思考以下问题：
(1)什么是核裂变与核聚变？
(2)什么是链式反应？
(3)利用核能有怎样的优点会带来怎样的问题？
(4)核电站的工作原理是什么？
学生交流，教师利用多媒体课件展示：介绍链式反应、核裂变、核电站和核聚变。
核能——原子核内部蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应；核聚变是两种质量较轻的原子核聚合成一个较重的原子核的一种核反应。
用中子轰击铀核，不仅能使铀核分裂，同时还会放出2～3个中子及一定量的核能，这2～3个中子又使2～3个铀核分裂，放出更多的中子，使更多的铀核分裂……这种铀核裂变的引发过程，叫链式反应。
多媒体课件展示：核电站的工作原理
在核反应堆里的核燃料裂变释放的核能转化为反应堆的内能，使反应堆温度升高，利用不锈钢管子里的循环水把热引导出来，使蒸汽发生器里的水受热变成蒸汽，推动蜗轮机旋转，带动发电机发电；从蜗轮机出来的蒸汽，通过凝汽室到冷却塔凝结成水，再回到蒸汽室里吸热变成蒸汽。
在建造核电站时为避免可能带来的安全问题，都采用了有效的防护措施，它对环境的污染完全可以做到比火力发电站少得多，但在历史上也发生过几次事故，主要是放射性的物质泄漏。
教师介绍世界和我国核能利用的状况：世界上核能发电量最多的国家是美国，核电比重最大的国家是法国；我国大陆正在运行的核电站有6座，核发电量仅占总电量的1.8%。
典例解读
【例4】 关于核能的下列说法中，不正确的是(  )
A．核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
B．如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的能量，发生猛烈爆炸
C．氢弹是利用轻核聚变制成的武器
D．原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器
【解析】核电站是利用原子核裂变的链式反应释放出大量的核能，是可控链式反应，如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的能量，发生猛烈爆炸，原子弹爆炸时发生的链式反应就是不可控链式反应。氢弹是利用轻核聚变制成的武器，原子弹是利用重核裂变(链式反应)而制成的核武器，故答案为D。
【答案】D
【例5】 为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站。关于核电站，下列说法正确的是(  )
A．核电站使用的核燃料是石油或天然气
B．反应堆中发生的是可控制的核裂变
C．核电站发电的能量转化过程是：化学能一内能一机械能一电能
D．核电站产生的核废料可以像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用
【解析】核电站使用的就是核燃料，而不是石油或天然气，故A说法错误；核反应堆中发生的是可控的核裂变，故B说法正确；核电站先将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，故C说法错误；核电站的核废料具有放射性，对环境危害很大，不能随意处置，故D说法错误。
【答案】B
(三)其他新能源
学生阅读P79“信息浏览”，学习水能、风能和海洋能、地热能、氢能等的特点，教师点拨。
典例解读
【例6】 下列说法中错误的是(  )
A．风能利用起米比较简单且不污染环境
B．利用潮汐可以在海水涨潮、落潮时发电
C．利用水能是利用水的动能，与水位高低无关
D．现代大型水轮机不但功率大，而且效率可高达90%
【解析】风能是现在人们所利用的一种新能源，它利用比较简单且不污染环境，故该选项A不符合题意；潮汐能也是现在人们所利用的新型能源，即利用涨潮和落潮时带动水轮机发电的，故该选项B不符合题意；水力发电是利用水位差造成水的流动带动水轮机发电的，即是将水的重力势能转化为动能的过程，故该选项C符合题意；大型的水轮机的功率很大，且效率也很高，有的甚至高达90%，故该选项D不符合题意。
【答案】C
【例7】 世博会园区内大量使用了“氢能源汽车”。“氢能源汽车”是以氢气为燃料的汽车，它与传统的汽车相比，具有哪些优点(  )
A．高效率、低排放、低成本、适应性好
B．低效率、低排放、低成本、适应性好
C．高效率、高排放、低成本、适应性好
D．高效率、高排放、高成本、适应性好
【解析】工业上制取氢气是通过电解水得到的，而地球上水资源丰富，可以从水中提取氢气，说明资源广泛；氢气的燃烧值高；因为氢气燃烧产物是水，不污染环境；与传统的汽车相比有高效率、低排放、低成本、适应性好等特点。
【答案】A
四、尝试练习，掌握新知
请同学们完成《探究在线·高效课堂》“随堂演练”部分。
五、课堂小结，梳理新知
1．知道太阳能巨大、清洁、使用方便的优点，了解目前利用太阳能的途径和方法。
2．知道核能的优点和利用核能可能带来的问题。
3．知道水能、风能、海洋能、地热能、氢能等的特点。
六、深化练习，巩固新知
请同学们完成《探究在线·高效课堂》“课时作业”部分。