第三节 太阳能
【教学目标】
知识与技能
1.初步认识太阳的结构，知道太阳是巨大的核能火炉。
2.初步了解太阳是人类资源的宝库。
3. 知道太阳能的利用方式。
过程与方法
1、通过观察学习了解太阳能的特点，理解太阳能属于可再生一次能源。分析化石能源来自太阳能。提高学生分析归纳能力。
2、通过太阳能的利用方式学习，提高学生综合分析问题的能力。
情感、态度、价值观
养成学生开发和利用太阳能的意识，通过光伏产品推广提高创新节能意识。
【教学重点】了解太阳能，结合生产生活实际知道利用太阳能的方式
【教学难点】太阳能利用中的能量转化
【教学准备】 课件多媒体
【教学过程】
主 要 教 学 过 程
教学内容
教师活动
学生活动
一.情境
导入
【图片展示】
你看，在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置，平常我们看到的航天器上的类似铁翅膀的装置。
【提出问题】
想知道它们的作用吗？
思考激疑
(设计意图：据新科技和航天技术提出问题让学生讨论，引导学生共同参与，调动学生主动学习的热情和积极性。）
二、合作探究，探究新知：
（一）太阳是巨大的核能火炉
【自主学习】
请同学们阅读课本并回答以下问题：
1. 太阳的结构是怎样的？
2．太阳为什么是一个巨大的“核能火炉”，是哪一种形式的核能？
学生自学展示：
1.太阳的结构：由太阳大气、对流层、辐射层、太阳核心。
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课件展示
1.太阳的结构
2.太阳内部时刻发生核聚变
（二）太阳能是人类的能源宝库
1.化石能源来源于太阳能
3.太阳能是以怎样的方式向外传递的？
4.太阳的“核能火炉”，永无止境的“燃烧”下去吗？
【知识归纳】
1.太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度。太阳表面温度约6 000 ℃，太阳至今已经稳定地 “燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。
2.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”
【重点强调】太阳内部时刻发生核聚变
【跟踪练习】
1.下列利用核聚变供能量的是（ ）
A.核电站B.核潜艇 C.原子弹 D.太阳
2、太阳内部发生的是 ，太阳能电池是把 能转化为 能
3、大部分太阳能以 和 的形式向四周辐射开去。
【知识引桥】
太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。
【自主学习】化石能源的形成
请同学们结合图片和课本，完成以下问题：
化石能源是怎么形成的？
【课件展示】
2.太阳能的产生：氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。
3.太阳能的传递：大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射。
4.太阳“寿命”：至今稳定地“燃烧”近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。
（设计意图：通过自学使学生大致了解太阳的结构，明确太阳的能量来源内部时刻发生的核聚变，培养学生自学能力。）
思考回答
1.D
2. 核聚变 太阳能 电
3. 热 光
学生明确：
人类的日常生活，也无法离开阳光。
观看图片，认识
化石能源的形成
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2.生物质能、风能、水能来源于太阳能
石油、天然气的形成 煤的形成
【知识归纳】
远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。
经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。
经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。
【想想议议】
根据下图所示，说明太阳能辐射到地球的能量的利用，转化和守恒的情况。看看哪位同学说的好。
[ 分析 ]地球上不同地方吸收太阳的热能量不均匀，空气的冷暖就不一样，于是，暖空气膨胀变轻后上升；周围冷空气过来补充，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。地球表面的一部分水吸收太阳的能量经过蒸发形成水蒸气，暖湿气流从地面升起，因绝热达到过饱和而凝结成云，遇到冷空气就形成雨。万物生长靠太阳，植物通过光合作用从太阳获取能量，以化学能的形式存 储在植物体内，人类和动物从植物或其他动物为食物，获取生物质能以维持生命。所以说地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太阳能。
[归纳总结] 太阳是人类能源的宝库
1．化石能源来源于太阳能
2．风能、水能来源于太阳能
3．生物质能来源于太阳能
【跟踪练习】
1.下列关于能源、能量的说法正确的是
A．化石能源是可再生能源
B．太阳能不是清洁能源
C．核能只能通过重核裂变获取
D．化石能源实际上是来源于上亿年前太阳上的核能
自主学习、回答问题
学生尝试回答
（设计意图：用丰富、科学、生动的图片资料，进一步激发学生主动参与、自主学习的兴趣，培养学生热爱自然、珍惜能源的意识。）
答案：
1.D
2.太阳能
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（三）太阳能的利用
1、光热转化
2、光电转化
2.今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的 。
【提出问题】观察太阳能热水器集热管，玻璃管内表面为什么涂成黑色的？
【探究实验汇报】自制太阳集热器
观察分析用哪种纸包着的瓶中水温度高？
将质量、温度相同的水分别倒入两个相同瓶中，用白纸和黑纸分别将瓶包起来，然后将瓶子放在太阳光下，经一小时后，观察温度计的变化。
（说明：此实验是让学生课前完成的。）
【问题导学、自主学习】
人类除了间接利用存储在化石燃料中的太阳能外，还设法直接利用太阳能。请同学们自学太阳能的利用，回答人类直接利用太阳能的两种方式是什么？利用太阳能的优点和缺点是什么？
1、利用太阳能加热物体（光热转化）
用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。
实现了把太阳能转化为内能。
2、利用太阳能电把将太阳能转变为电能（光电转化）
太阳能电池实现了将太阳能转变为电能；
【归纳总结】
人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他
形式的能。
【畅所欲言】太阳能有哪些优缺点？
【总结】
太阳能的优点：
（1）能源量大：仅一小时到达地球表面的太阳能就
学生汇报自制太阳集热器实验结论
学生分析实验数据：用黑纸包着的瓶中空气温度高。
得出结论：黑色物体更容易吸收太阳光的能量。
自主学习、回答展示：
观看图片，认识
光热转化把太阳能转化为内能。
观看图片，认识
光电转化实质：太阳能转变为电能
（设计意图：学生通过自主学习解决问题，提升对知识的认识，同时锻炼运用知识解决问题能力。）
交流讨论太阳能的优点。
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3. 太阳能的优点及不足
有6.1×1020焦，比目前全世界一年能源生产的总量还多；
（2）可持续性强：供应时间长，是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源；
（3）能源易获取：分布广阔，获取方便；
（4）安全性：安全清洁、无污染，不排放CO2
太阳能的不足：能源分散、受自然条件限制，不稳定、转化效率低、成本较高。
【跟踪练习】
许多城市都在推广太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能。白天，太阳能转化为电能，除正常使用外，将多余的能量储存在蓄电池内，夜晚供交通指示灯及照明灯发光。
请完成下面的方框图，反映这个过程中能量发生
转化的情况。
光能
太阳能
电能
学生交流讨论太阳能的不足：
学以致用： 思考讨论分析解答
化学能、电能
（设计意图：借助课件将学生感兴趣的内容呈现出来，培养学生关注科学、关心社会发展的意识。学生通过思考解决问题，提升对知识的梳理，同时锻炼运用知识解决问题能力。）
三、课堂
小结
回顾本节课的学习内容
本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?
学生讨论梳理知识要点。
四、达标检测
师巡视 讲评
完成检测题
见附件1
五、布置作业
1.动手动脑学物理1.3.4
2.完成176页想想做做
课后完成
【板书设计】
§21.3 太阳能
1.太阳是巨大的核能火炉，每时每刻发生核聚变。
2.太阳是能源宝库。化石能源来自太阳能。
3.太阳能的利用。光电转化，光热转化。
【教学反思】
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一、案例的“亮点”
1、这节课的重点是了解太阳能的特点，知道太阳能应用方式。我在教学设计上突出学生较熟悉太阳能集热器吸热设计讨论，和水循环的过程理解分析。上完这节课使学生对太阳能热水器有更新更准的认识。光电转化的光伏产品的介绍及其前景展示，使学生增强科技可使生活更美好的现实意义。提高学生的环保节能意识。训练习题尽可能联系学生身边的例子，并以图片呈现，增加学生的分析直观性。
2、加强中考考点对应训练，及时巩固提高。
3.突出学生的自学与展示，讲练结合，及时巩固知识。
二、 案例的“不足”
1.教材设计一个探究实验《想想做做》没有在课堂上完成。而是在课前完成。
2、要鼓励同学们在学习中多交流，多合作，课前做好充分的准备。
附件1： 【达标检测】
1.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生_____，释放出巨大的核能.大部分太阳能以___和___的形式向四周辐射开去.
2.目前直接利用太阳能的方式：一是用_______把水等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成_____.
3.我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼.光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电.下列说法中正确的是( )
A.光伏效应是将太阳能转化为电能
B.太阳能是不可再生能源
C.太阳能和电能都属于一次能源
D.化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的
4. 太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的.我国太阳能热水器已走进了千家万户.小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1 m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1 h得到的太阳能辐射能平均为3×106 J，每天接收太阳能的时间以8 h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150 kg、初温为20 ℃ 的水加热到多少℃？
5.人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出.如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.6月5日是世界环境日，2013年我国的主题是“同呼吸，共奋斗”.目前，我国在开发、利用太阳能方向发展最快、最具潜力.你认为利用太阳能有哪些好处？
参考答案：
1.聚变，内能，光能
2.集热器，电能
3. A
4.太阳能热水器中的水一天吸收的热量：
Q=3×106J×2.1×8×50%=2.52×107 J
因为Q=cm（t-t0）所以
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5.无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭，答案不唯一，合理即可）
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