物理人教版九年級(jí)下22.3太陽(yáng)能

太陽(yáng)能第三節(jié)動(dòng)植物的生長(zhǎng)，人類(lèi)的活動(dòng)都無(wú)法離開(kāi)太陽(yáng)。這個(gè)發(fā)光發(fā)熱的大火球已經(jīng)存在了50億年之久。你是否了解太陽(yáng)？人類(lèi)是否能夠從距離地球1.5億千米遠(yuǎn)處的太陽(yáng)上，獲取所需的能源？

常規(guī)能源有：

等化石能源和等，可以開(kāi)發(fā)利用的新能源有：

等。煤、石油、天然氣風(fēng)能、水能

核能、太陽(yáng)能、原子能、地?zé)崮?、潮汐能引入新課人類(lèi)利用的常規(guī)能源是什么？可以開(kāi)發(fā)利用的新能源有哪些呢？太陽(yáng)距地球1.5億千米，直徑大約是地球的110倍，體積是地球的130萬(wàn)倍，質(zhì)量是地球的33萬(wàn)倍，核心溫度高達(dá)1500萬(wàn)攝氏度。

一、太陽(yáng)——巨大的核能火爐在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放

出巨大的核能。太陽(yáng)核心每時(shí)每刻都在發(fā)生氫彈爆炸，

比原子彈爆炸威力更大。太陽(yáng)就像一個(gè)巨大的“核能火爐”。太陽(yáng)表面溫度約6000℃，太陽(yáng)核心釋放的能量向外擴(kuò)散可以傳送的太陽(yáng)表面。太陽(yáng)至今已經(jīng)穩(wěn)定地

“燃燒”了近50億年，而且還能繼續(xù)“燃燒”50億年。一、太陽(yáng)能的來(lái)源及特點(diǎn)1、太陽(yáng)能的產(chǎn)生：太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。2、太陽(yáng)能的傳遞：大部分太陽(yáng)能以熱和光的形式向四周輻射。太陽(yáng)能的不足：存在分散、不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化效率低、成本高

★太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)請(qǐng)看一組數(shù)據(jù)吧：太陽(yáng)深處的極高溫度是1500萬(wàn)℃和極高壓力約2×1016Pa，據(jù)粗略估計(jì)，太陽(yáng)向地球表面輻射的功率為1.7×1017w，相當(dāng)于12000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤釋放的能量?？戳藬?shù)據(jù)再請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下：太陽(yáng)每小時(shí)輻射到地球的總能量有多少？1.7×1017W×3600s=6.1×1020J①太陽(yáng)能十分巨大．

地球每小時(shí)從太陽(yáng)獲得的太陽(yáng)能量有6.1×1020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(jiàn)太陽(yáng)能有多么巨大．那么太陽(yáng)能會(huì)不會(huì)用完呢？根據(jù)科學(xué)家推算，太陽(yáng)像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持50億年以上，對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能可以說(shuō)是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源，所以太陽(yáng)能的第2個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：

②太陽(yáng)能供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久．

請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下：太陽(yáng)能以光和熱的形式向四周輻射，那么它的光和熱到達(dá)地球上要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間？我們到哪里去取太陽(yáng)能？怎樣獲取呢？（只要太陽(yáng)能照到的地方，就有太陽(yáng)能，不用專(zhuān)門(mén)去尋找；只要用東西接收就行了，不需要挖掘開(kāi)采）③太陽(yáng)能分布廣闊，獲取方便．

太陽(yáng)能是最干凈的能源，開(kāi)發(fā)、利用太陽(yáng)能不會(huì)給我們帶來(lái)污染．所以，太陽(yáng)能的第4個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：

④使用太陽(yáng)能安全、不污染環(huán)境．

一、太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)1、太陽(yáng)能十分巨大；2、太陽(yáng)能供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久；3、太陽(yáng)能分布廣闊，獲取方便；4、太陽(yáng)能安全、清潔、無(wú)污染。太陽(yáng)光已經(jīng)照耀我們的地球近50億年，地球在這近50億年中積累的太陽(yáng)能是我們今天所用大部分能量的源泉。人類(lèi)的日常生活，也無(wú)法離開(kāi)陽(yáng)光。地球上幾乎所有的能源都來(lái)自太陽(yáng)能（除：核能、地?zé)崮?、潮汐能）太?yáng)向外輻射的能量中，只有約二十億分之一

傳遞到地球。二、太陽(yáng)是人類(lèi)能源的寶庫(kù)太陽(yáng)能是人類(lèi)能源的寶庫(kù)1、化石能源來(lái)源于太陽(yáng)能2、風(fēng)能、水能來(lái)源于太陽(yáng)能3、生物質(zhì)能來(lái)源于太陽(yáng)能你知道我們現(xiàn)在使用的化石能源---煤、石油和天然氣與太陽(yáng)能有怎樣的關(guān)系嗎？【閱讀·思考】海洋生物陸地生物泥炭煤炭石油天然氣太陽(yáng)能化學(xué)能光合作用（壓力、化學(xué)變化）今天我們開(kāi)采化石燃料，實(shí)際上是在開(kāi)采上億年前地球接收的太陽(yáng)能。遠(yuǎn)古時(shí)期的植物通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物體內(nèi)的化學(xué)能。經(jīng)過(guò)地殼的不斷運(yùn)動(dòng)，死后的動(dòng)植物軀體埋在地下和海底。經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年的復(fù)雜變化，變成了煤、石油、天然氣。化石能源的形成能源分類(lèi)一次能源常規(guī)能源不可再生二次能源：汽油、焦碳、煤氣、蒸汽、電能等石油、煤天然氣生物質(zhì)能水能可再生新能源不可再生：核能與原子核反應(yīng)有關(guān)可再生太陽(yáng)能風(fēng)能海洋能地?zé)岢毕懿ɡ四軄?lái)自太陽(yáng)輻射

（1）想象如果沒(méi)有太陽(yáng)，我們的世界會(huì)變成什么樣子？（2）你們了解關(guān)于太陽(yáng)的多少知識(shí)？

【討論·交流】小學(xué)課文《太陽(yáng)》摘錄

如果沒(méi)有太陽(yáng)，地球上將到處是黑暗，到處是寒冷，沒(méi)有風(fēng)、雪、雨、露，沒(méi)有草、木、鳥(niǎo)、獸，自然也沒(méi)有人。一句話(huà)，沒(méi)有太陽(yáng)，就沒(méi)有我們這個(gè)美麗可愛(ài)的世界。

【自學(xué)、閱讀】156頁(yè)—157頁(yè)（太陽(yáng)能的利用）內(nèi)容。

問(wèn)題：

★

人們是怎樣利用太陽(yáng)能的？

直接利用太陽(yáng)能的方式有幾種？

1、直接利用太陽(yáng)能的方式：（2）用集熱氣把水等物質(zhì)加熱（太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）（1）用太陽(yáng)電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能三、太陽(yáng)能的利用★人類(lèi)直接利用太陽(yáng)能有三條途徑：

（講解：例如用太陽(yáng)爐、太陽(yáng)能熱水器等裝置把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能來(lái)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(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電——這就叫太陽(yáng)能熱電站．）

①．把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用1、直接利用太陽(yáng)能的方式：太陽(yáng)能熱發(fā)電電站

集熱塔加熱水，通過(guò)水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電定日鏡

追著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，反射陽(yáng)光太陽(yáng)能內(nèi)能用集熱器收集陽(yáng)光中的能量來(lái)加熱水等物質(zhì)。實(shí)現(xiàn)了把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．光熱轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能的應(yīng)用熱水冷水水箱集熱器太陽(yáng)光集熱器的原理（講解：例如用硅光電池——也叫太陽(yáng)能電池，把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能．太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已很廣泛，像人造衛(wèi)星上的電源、太陽(yáng)能汽車(chē)上的電源，小型電視機(jī)、計(jì)算器上的電源，城市道路路燈的電源等等都可用太陽(yáng)能電池，我國(guó)還用太陽(yáng)能電池做航標(biāo)燈的電源，鐵路信號(hào)燈的電源等等）

②．通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能太陽(yáng)能電能太陽(yáng)能電池可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；在航空、航天、交通、通信等領(lǐng)域中有較為廣泛的應(yīng)用。光電轉(zhuǎn)化右圖為世界上最大的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)之一的帕賽爾工廠(chǎng)。坐落在美國(guó)加州的賽爾帕工廠(chǎng)有52000塊電池板，覆蓋面積約為36萬(wàn)平方米

，這些電池板能容納將近四百萬(wàn)塊太陽(yáng)能電池。在一個(gè)陽(yáng)光明媚日子的正午時(shí)分，它的產(chǎn)電能力可以達(dá)到11兆瓦，足以為8000個(gè)家庭供電。每年減少二氧化碳的排放1.3萬(wàn)噸。

2010年，上海世博會(huì)中國(guó)館采用了大量先進(jìn)的太陽(yáng)能科技，整座世博園的太陽(yáng)能發(fā)電裝置每年預(yù)計(jì)節(jié)電約420萬(wàn)千瓦時(shí)，減排二氧化碳約4100噸。（講解：萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)。綠色植物利用太陽(yáng)光進(jìn)行光合作用促使植物生長(zhǎng)，從而將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。）

③．通過(guò)光化轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能三種利用太陽(yáng)能的方式能源易獲取不排放CO2能源量大可持續(xù)性強(qiáng)能源分散受自然條件限制轉(zhuǎn)化效率低成本較高太陽(yáng)能技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

既然太陽(yáng)能有那么多優(yōu)點(diǎn)，為什么不大量推廣、大范圍應(yīng)用呢？目前還有些技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有解決．

（三）廣泛利用太陽(yáng)能的困難

（講解：經(jīng)計(jì)算，垂直投射到地面每平方米面積上的太陽(yáng)能只有幾百瓦，所以要大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)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(jià)還太高，影響推廣．

(由于地球的自轉(zhuǎn)和氣候、季節(jié)等原因，太陽(yáng)能的功率變化大，不穩(wěn)定，給正常連續(xù)地使用造成困難

)

（講解：光熱轉(zhuǎn)換的效率為50～60%，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）

1．太陽(yáng)能雖然十分巨大，但它太分散2、太陽(yáng)能不穩(wěn)定，不能正常使用3．目前太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器的效率不高(四)結(jié)束語(yǔ)

要大規(guī)模地直接利用太陽(yáng)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(huì)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(lái)越廣泛．有人預(yù)言，到21世紀(jì)，太陽(yáng)能將會(huì)成為人類(lèi)的重要能源之一．

2008-2010年中國(guó)太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)分析及投資咨詢(xún)報(bào)告

當(dāng)煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。太陽(yáng)能作為一種可再生的新能源，越來(lái)越引起人們的關(guān)注。課堂小練習(xí)

1、太陽(yáng)能可以直接利用，下列裝置中把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的是（）。把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的是（）。

A.硅光電池C.太陽(yáng)集熱器

B.太陽(yáng)灶D.太陽(yáng)能熱電站2、當(dāng)今人類(lèi)利用的常規(guī)能源是（），新能源是（）。

A.化石能源C.核能

B.太陽(yáng)能D.電能3、新能源中最矚目的是__________能。它的主要優(yōu)點(diǎn)是________、_________、________和不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染。4、雖然太陽(yáng)能是最理想的新能源，但是目前我們要大規(guī)模的利用還存在一些技術(shù)困難．我們目前該怎么辦？課堂練習(xí)：

1、在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生________，釋放出巨大的_________能

2、太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能；太陽(yáng)能硅光電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能；在綠色植物的光合作用過(guò)程中太陽(yáng)能被轉(zhuǎn)化為_(kāi)______能討論：

結(jié)合地理知識(shí)，討論我國(guó)哪些地區(qū)適宜開(kāi)放太陽(yáng)能聚變

核

內(nèi)

電化學(xué)我國(guó)西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原北京奧運(yùn)主場(chǎng)館“鳥(niǎo)巢”，采用綠色能源——太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)為整個(gè)場(chǎng)館提供電力，是當(dāng)今世界上最大的環(huán)保型體育場(chǎng)。白天，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，除供正常使用外，將多余的能量?jī)?chǔ)存在蓄電池內(nèi)供夜晚使用。這個(gè)過(guò)程中能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的情況為：太陽(yáng)能→電能→（）→（）→光能中考鏈接化學(xué)能電能小明家的太陽(yáng)能熱水器可以貯水100kg.天氣好時(shí)，吸收太陽(yáng)輻射能可以使水溫升的足夠高；陰雨天可用電輔助加熱，它的電加熱器的額定電壓是220V,額定功率是2000W.

：太陽(yáng)能與熱學(xué)、電學(xué)知識(shí)的綜合

（1）若在陽(yáng)光的照射下，100kg的水溫度從20℃上升到50℃，吸收的太陽(yáng)的熱量是多少？（2）若在陰雨天使用電加熱器在額定電壓下將這些水加熱，使之升高相同的溫度，需要多長(zhǎng)時(shí)間？（假設(shè)消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水吸收的內(nèi)能）（3）實(shí)際上用電加熱時(shí)間需要2h，請(qǐng)你寫(xiě)出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的兩點(diǎn)原因。答案：（1）1.26×107J（2）1.75h（3）電加熱過(guò)程中，存在熱量損失或?qū)嶋H電壓低于額定電壓的情況。經(jīng)典題型

設(shè)計(jì)新式太陽(yáng)能住房