《太陽能》參考教案

1、第三節(jié)太陽能教學(xué)目標(biāo)1. 知識與技能了解太陽能的優(yōu)點.知道直接利用太陽能的兩條途徑.2. 過程與方法培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力初步分析問題和解決問題的能力3. 情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)通過課文講解，使同學(xué)們養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度 ，熱愛科學(xué)的情感教學(xué)重點太陽能的利用教學(xué)難點太陽能的利用教學(xué)方法講授、討論。教具準(zhǔn)備有關(guān)掛圖、錄像資料等課時安排1課時教學(xué)過程一、溫故致新教師：人類利用的常規(guī)能源是什么？可以開發(fā)利用的新能源有哪些呢？學(xué)生：常規(guī)能源有煤、石油、天然氣等化石燃料和風(fēng)力、水力資源等等，可以開發(fā)利用的新能源有核能、太陽能、地?zé)崮堋⒊毕艿鹊?教師：回答得很好，前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了核能的開發(fā)和利用，用鈾做

2、燃料的反應(yīng)堆雖然能大大減少能源的消耗，但是鈾的儲量也是有限的，而且使用時要產(chǎn)生放射性污染；輕核的聚變雖然比裂變干凈， 還能釋放更多的能量， 但是至今還沒有真正解決和平利用的問題，所 以還要開辟新能源.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)太陽不但一直間接地向人類提供生存和發(fā)展的能量，而且還是可能為人類長期地直接提供巨大能量的新能源.今天我們就來學(xué)習(xí)太陽能.二、分組自學(xué)1太陽能的優(yōu)點有哪些？2、為什么說煤和石油是來源于上億年前的太陽上的核能？3、太陽能的利用還有哪些困難？三、重點突破（一）太陽一一巨大的“核能火爐”太陽能非常巨大，從前面表中可見，太陽能向周圍空間輻射的總功率達(dá)3.8 x 1026瓦.1、太

3、陽的結(jié)構(gòu).從外到內(nèi)分為對流層、輻射層、太陽核心，最外層包圍著太陽大氣。2、太陽能十分巨大教師：說得很好，太陽能十分巨大.同學(xué)們知道太陽能輻射到地球表面的總功率是多少 嗎？（通過查看課本答：l.7 x 1017瓦）教師：同學(xué)們計算一下，太陽每小時輻射到地球的總能量有多少？（學(xué)生上黑板計算：1.7 x 1017 瓦x 3600 秒=6.1 x 1020焦）教師：地球每小時從太陽獲得的太陽能量有6.1 x 1020焦，這比目前全世界在一年內(nèi)能源生產(chǎn)的總量還多，可見太陽能有多么巨大3、太陽能供應(yīng)時間長久.那么太陽能會不會用完呢？根據(jù)科學(xué)家推算，太陽像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持60億年以上，

4、對于人類來說，太陽能可以說是一種取之不盡，用之不竭的永久性 能源.（二）太陽是人類能源的寶庫教師：我們到哪里去取太陽能？怎樣獲取呢？（只要太陽能照到的地方，就有太陽能， 不用專門去尋找；只要用東西接收就行了，不需要挖掘開采）太陽能的優(yōu)點：1、能源易獲取2、不排放CO23、能源量大4、可持續(xù)性強(qiáng)教師先請同學(xué)議論：如何利用太陽能？然后總結(jié).（三）太陽能的利用利用太陽能的方法：1 把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用（講解：例如用太陽爐、太陽能熱水器等裝置把太 陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能來做飯、 燒水等等，也可用集熱器把水加熱， 產(chǎn)生水蒸氣，再推動汽輪發(fā)電 機(jī)發(fā)電這就叫太陽能熱電站）2通過光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電

5、能（講解：例如用硅光電池一一也叫太陽 能電池，把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能.太陽能電池的應(yīng)用已很廣泛，像人造衛(wèi)星上的電源、太陽能汽車上的電源，小型電視機(jī)、計算器上的電源，城市道路路燈的電源等等都可用太陽能 電池，我國還用太陽能電池做航標(biāo)燈的電源，鐵路信號燈的電源等等）太陽能技術(shù)的缺點：教師：既然太陽能有那么多優(yōu)點，為什么不大量推廣、 大范圍應(yīng)用呢？目前還有些技術(shù)問題沒有解決.1、能源分散（講解：經(jīng)計算，垂直投射到地面每平方米面積上的太陽能只有幾百瓦，所以要大規(guī)模開發(fā)利用太陽能必須設(shè)置龐大的收集和轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)，目前造價還太高，影響推廣.2、受自然條件限制由于地球的自轉(zhuǎn)和氣候、季節(jié)等原因，太陽能的功率

6、變化大，不穩(wěn)定，給正常連續(xù)地使 用造成困難3、轉(zhuǎn)化效率低目前太陽能轉(zhuǎn)換器的效率不高（講解：光熱轉(zhuǎn)換的效率為5060%而光電轉(zhuǎn)換的效率只有10%左右.所以還要下大力氣研制高轉(zhuǎn)換效率的材料）4、成本較高總結(jié)：要大規(guī)模地直接利用太陽能還要做大量的研究工作，現(xiàn)在已取得一定成果， 只要不斷努力，必將會不斷有新的進(jìn)展， 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 應(yīng)用也將越來越廣泛. 有人預(yù)言， 到21世紀(jì)，太陽能將會成為人類的重要能源之一.四、課堂小結(jié)講述：這節(jié)課初步介紹了：1、太陽一一巨大的“核能火爐”太陽的結(jié)構(gòu).從外到內(nèi)分為對流層、輻射層、太陽核心，最外層包圍著太陽大氣。2、太陽是人類能源的寶庫3、太陽能的利用的兩種方式

7、：光熱轉(zhuǎn)化一一把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用；光電轉(zhuǎn)化一一通過光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能。五、中考鏈接1、（ 2012日照）下列說法正確的是（）A. 原子彈爆炸屬于原子核聚變B. 在太陽內(nèi)部，太陽核心每時每刻都在發(fā)生氫彈爆炸C. 化石燃料、水能、地?zé)崮芏紝儆谛履茉碊. 做功沖程中，熱機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2、 有一種太陽能熱水器，接收太陽能的15根真空管總有效面積約為 1.35m2,能把接收到太 陽能的50%專變?yōu)樗膬?nèi)能，如果每平方米的面積在 1h內(nèi)得到的太陽能平均為 3.6 X 106J , 每天接收太陽能的時間以 10h計算，則可以將質(zhì)量100kg、初溫為20C的水加熱到多少C?3、

8、 （2012日照）目前很多城市已經(jīng)使用了風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)如圖所示，它具備了風(fēng)能和太陽能產(chǎn)品的雙重優(yōu)點：該系統(tǒng)既可以通過太陽能電池組獨立發(fā)電并儲存在蓄電池，也可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)獨立發(fā)電并儲存在蓄電池；在風(fēng)、光都具備時可以同時發(fā)電。某種型號的風(fēng)光互補(bǔ)路燈技術(shù)參數(shù)如下：風(fēng)力發(fā) 電 額定功 率風(fēng)力發(fā)電 額定風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電機(jī) 啟動風(fēng)速路燈額定電 壓路燈額定 功率太陽能電池板 平均輸出功率260W8m/s3m/s24V60W100w（1）假設(shè)路燈每晚工作 10h,求路燈正常工作時的電流和每晚消耗的電能。(2) 如果太陽光照射到地面時的輻射功率為800J/(s.m2)(1s輻射在每1 m2上的光能為800J)

9、，若太陽能電池板的面積為1.25 m2，太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率為多大？(3) 在平均風(fēng)速為8m/s的晚上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)除了保障路燈正常工作外，同時還給蓄電池充電，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)一晚上工作時間為8 h,則在這段時間內(nèi)蓄電池儲存電能是多少KW.h?(4) 已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率P與風(fēng)速v的平方成正比。我市沿海風(fēng)速不低于5m/s的時間每年不少于 4000 h，試估算這臺風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)利用風(fēng)能的最小年發(fā)電量是多少KW h ?,.-J - 一十r答案：1、B2、解：每天水吸收風(fēng)力發(fā)電機(jī)太陽能電池板的熱量：Q=3.6 X 106J/h X 1.35m2x 10hX 50%=2.43X 107J水升高的

10、溫度Q t=cm=57.9 C2.43 X 107J34.2 X 10 J/(kg ? C) X100kg所以，水的末溫 t=t q+ t=20 C +57.9 C =77.9 C答：可以將水加熱到77.9 Co3、解：(1) I= Pl/ U l=60W/24V =2.5A1分W= P L t=60W X 10X 3600s=2.16 X 106J2分(2) 太陽能電池板接收到的總功率：2P總=800W/sX 1.25 m =1000W1分太陽能電池板平均輸出功率P出=100 W所以光電轉(zhuǎn)換效率為 n =P出/P總=100W/1000W =10% 1 分(3) 蓄電池可儲存的電能3W=( P額一P燈)t=(260 X 10-3KW 60 X 10- Kw)X 8h=1.6Kw - h-2 分2 2(4) 根據(jù)題意有 P額/ P =v 額/ v 1分2 2當(dāng)風(fēng)速為5 m/s時風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率P=(v/ v額)P額-1分所以最小年發(fā)電量約為：W=Pt/=( v2/v 額2)P 額 t/3=(52/82) X 260 X 10- KwX 4000h=406