人教版九年级物理下册课件第22章22.3 太阳能

人教版·九年级下册 22.3 太阳能 知识与技能 1.初步认识太阳的结构，知道太阳能是太阳内部发生核聚 变形成的，知道太阳能是人类的资源宝库. 2.了解利用太阳能的方式. 你用过太阳能热水器吗？ 它具有方便、节能、高效的 特点，深得人们的青睐。同 学们，你们知道它的原理吗？ 它是怎么样工作的？ 新课导入 知识点一   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。 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”。 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。 知识点二 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。人类的日常生活，也无法离开阳光。 化石能源的形成 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。 今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿 年前地球接收的太阳能。 想 想 议 议 根据图示内容， 说明太阳辐射到地 球的能量的利用、 转化和守恒的情况。 (1)地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于 太阳.地球上任何地方都在吸收太阳的热能量，但 是由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖 程度就不一样.于是，暖空气膨胀变轻后上升，冷 空气冷却变重后下降，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. (2)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. (3)人类和动物从植物或其他动物获取生物质 能以维持生命. 总之，整个能量是守恒的. 知识点三   直接利用太阳能的方式主要有两种。   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。 1．光热转化 楼顶上的太阳能集热 器为住户一共热水 水箱 热水 冷水 集热器 太阳光 集热器的原理 想想做做 1.在一个黑色盘子和一个白色盘子中分别注入约 1cm深的冷水，用温度计测量初温。 2.将玻璃板（或透明塑料纸）盖在盘子上，然后放 在阳光下晒一个小时。 3.移开盖板，用温度计测量水温。哪个盘中的水温 高？ 自制太阳能集热器 黑色盘子中的水温高，因为黑色盘子吸热性比 白色盘子的吸热性要强. 在盘子上面盖玻璃板是防止水蒸发变成水蒸气 跑掉（同时带走热量）. 为什么要用黑色的盘子？ 为什么盘子上面要盖玻璃板？ 太阳能电池可以将 太阳能转变为电能； 在航空、航 天、交 通、通信等领域中有较 为广泛的应用。 2．光电转化 实验中的太阳能汽车 太阳能电池阵列 太阳能热发电电站 集热塔 加热水， 通过水蒸气推动 汽轮机发电 定日镜 追着太 阳转，反射阳光   2010年，上海世博会中国馆 采用了大量先进的太阳能科技， 整座世博园的太阳能发电装置每 年预计节电约420 万千瓦时，减 排二氧化碳约4 100 吨。   右图为世界上最大的太阳能发 电厂之一的帕赛尔工厂。   坐落在美国加州的赛尔帕工厂 有52 000 块电池板，覆盖面积约为 36 万平方米 ，这些电池板能容纳 将近四百万块太阳能电池。   在一个阳光明媚日子的正午时 分，它的产电能力可以达到11 兆 瓦，足以为8 000个家庭供电。每 年减少二氧化碳的排放1.3 万吨。 太阳能技术的优缺点 能源易获取 不排放CO2 能源量大 可持续性强 能源分散 受自然条件限制 转化效率低 成本较高 优点 缺点 1.随着人们对原子核结构认识的不断深入，核 能的开发和利用备受关注，有关核能的理解，正确 的是（ ） A.核能是可再生的清洁能源 B.太阳能是由氢原子裂变放出的能量 C.能源开发就是要利用核能 D.核能是原子核发生变化时放出的能量 D 核能源于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源， 而矿产资源属于非可再生资源，所以它是不可再生能 源，A项错误；太阳能是在太阳内部，氢原子核在超 高温下发生聚变，释放出的巨大核能，B项错误；能 源的开发是开发利用新能源如风能、太阳能等无污染 的清洁能源，C项错误；核能是原子核聚变或裂变产 生的能量，D项正确。 解析 能源危机是石油、电力或其他自然资源的短缺，是全球 性问题，开发利用新能源是解决问题的根本途径。 （1）核电站就是利用原子核的裂变的链式反应产生的 能量发电，它的核心是反应堆，反应堆里放出的核能转化成 高温蒸汽的内能，再通过汽轮发电机转化为电能。 （2）太阳能是太阳内部氢核聚变产生的能量； （3）开发和利用新能源指的是无污染的清洁能源。 2.太阳能是人类能源的宝库，下列能源中不是 来源于太阳能的是（ ） A.地热能 B.风能 C.水能 D.生物质能 A 地热能来源于地球内部，所以不属于来自 太阳能的范畴。而风能，水能都是因为地球吸收了 太阳的能量形成的，生物质能是通过光合作用转换 光能的，也来自于太阳能。 解析 3.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子，如 图所示，在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给 炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况 是( ) A.机械能→太阳能→电能 B．太阳能→机械能→电能 C.电能→太阳能→机械能 D．太阳能→电能→机械能 D 太阳能电池板将太阳能转化为电能， 小电扇将电能转化为机械能. 解析 太阳能的介绍 太阳能的利用 转化为内能 转化为电能 课堂小结 太阳能热水器具有安全、节能、环保、经济 等优点，它是太阳能转化为( )能的设备，某太 阳能热水器内装有100kg的水,经过一天太阳照射 ，水箱内水的温度从20℃升高到70℃，则水箱内 水吸收的热量至少是( ) J。 (水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）) （1）太阳能热水器是利用太阳能来直接给水加热 的装置，是将太阳能转化为内能； （2）水箱内水吸收的热量： Q=cm(t-t0) =4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃) =2.1×107J. 解析 1.有人说，我们现在开采的煤、石油等化石能 源，实际上都是来源于上亿年前太 阳上的核能。 请你说明这句话的道理。 解答：远古时期陆地和海洋中的植物，通过 光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能.在它 们死后，躯体埋在地下和海底，腐烂了。经过几 百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压 下渐渐变成了石油、天然气和煤。 2.许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指 示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能。白天，大 阳能转化为电能，除供正常使外，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。 太阳能 电能 光能化学能 电能 3.人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为 其他形式的能量。太阳能化为其他形式能量的方式 有三种：一是光热转换，例如用太阳能集热器把水 加热；二是光化转换，把太阳能转化为化学能；三 是光电转换，把太阳能转化为电能。下图画出了这 三种转化的方框图。其中椭圆表示转化的装置或物 体，菱形表示由太阳能所转化的另一种能量形式。 请在图中的三个空白处填入相关的文字。 太阳能 太阳能 集热器 光热转换 光电转换 光化转换 电能 化学能内能 太阳能 电池板 绿色 植物 4.太阳能电池作为一种新能源产品，具有宽广 的前景，它有哪些优点？它目前适用于哪些地方？ 答案：太阳能电池具有使用寿命较长、没有 污染的优点。太阳能电池目前主要在航空、航天、 通信等领域中应用；在日常生活中也用于照明、 计算器、手表等耗电少、工作电压低的用电器。 第二十二章 能源与可持续发展 第三节 太阳能 1．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________反应，释放巨大的 核能，这就是太阳的能量来源。 2．化石能源、水能、风能都来源于__________。太阳能是一种清洁又 安全的能源，目前人类利用太阳能的方式主要有两种：一是采用光 _________转换，如用集热器把水加热；二是光_______转换，如太阳能 电池。 聚变 太阳能 热 电 知识点一 太阳——巨大的“核能火炉” 1．(5分)太阳内部，______原子核在超高温下发生________释放出 _____________。大部分太阳能以____和______的形式向四周辐射开去。 2．(3分)(烟台中考)核能的释放有_________和_________两种方式，太 阳能的产生是通过____________方式。 氢 聚变 巨大的核能 光 热 核裂变 核聚变 核聚变 3．(4分)太阳是一个巨大的“核能火炉”，它的能量来自( ) A．核裂变 B．核聚变 C．核裂变和核聚变两种核反应 D．目前尚不可知 B 知识点二 太阳是人类能源的宝库 4．(5分)太阳能实质上是太阳释放的内能和光能的总和，太阳能是地球 能源的宝库，地球上主要的一次能源如煤、________、天然气等化石能 源以及_______能(仅举一例)都是来源于太阳能。 石油 风 5．(5分)太阳把空气和地面晒热，太阳能转化为_______能，晒热的空 气上升，空气流动形成风，又转化为______能；太阳使地面上一部分水 蒸发，蒸发的水蒸气升空形成云，云又以雨雪等形式落下，流入江河， 太阳能转化为_______能；植物吸收太阳能，进行光合作用，太阳能转 化为__________能，植物被动物吃掉，又转化为动物的___________能。 风 化学 生物质 水 内 6．(4分)(黔西南州中考)太阳能是人类能源的宝库，太阳已持续发光发 热约50亿年，还能工作约50亿年。太阳能属于 ___________(填“可再 生”或“不可再生”)能源。太阳核心温度高达1.5×107 ℃，表面温度 也约有6 000 ℃，其原因就是太阳内部发生持续的____________(填“核 裂变”或“核聚变”)，释放了惊人的能量。 核聚变 可再生 知识点三 太阳能的利用 7．(6分)目前人们直接利用太阳能的方式主要有两种；其一是把太阳能 转化为内能，如____________________；其二是把太阳能转化为电能， 如_______________。请你举出一个间接利用太阳能的实例： _________________。 太阳能热水器 太阳能电池 煤发电 8．(6分)如图是太阳能LED照明路灯，它主要由太阳能电池板、LED灯 头等部分构成。LED灯是一种发光二极管，通过电流可以把电能直接转 化成_______能。太阳能清洁无污染，是在太阳内部氢原子核发生 ________(填“裂变”或“聚变”)时释放出的核能。太阳的热主要是以 辐射形式传到地球的。 光 聚变 9．(4分)(导学号 65814199)(随州中考)如图所示，全球最大太阳能飞机 “阳光动力2号”曾飞经我国，它的能源全部来自太阳能，白天它爬升 到9 km高空充分吸收阳光并转化为电能，部分储存起来。夜晚则半滑 翔飞行，逐渐降低到1 500 m高度，下列说法正确的是( ) A．太阳能和电能都是一次能源 B．太阳能和电能都是二次能源 C．白天的爬升是重力势能转化为动能 D．夜晚它从9 km高空滑翔到1 500 m高度是对重力势能的充分利用 D 10．(4分)盐城市建有全国沿海最大的太阳能电站，太阳能电池将太阳 能直接转化为( ) A．内能   B．化学能   C．电能   D．机械能 C 11．(4分)市场上有一种装有太阳能电风扇的帽子，如图所示，阳光照 射太阳能电池板，扇叶快速转动，能在炎热的夏季给人带来一丝凉意， 该装置的能量转化情况是( ) A．机械能→太阳能→电能 B．太阳能→机械能→电能 C．电能→太阳能→机械能 D．太阳能→电能→机械能 D 12．(5分)关于太阳能，下列说法中错误的是( ) A．太阳能十分巨大，供应时间长久，目前太阳能的转换率也很高 B．太阳内部不停地进行核聚变，以热和光的形式向外辐射核能 C．太阳能分布广阔，获取方便，既无需挖掘开采，也无需运输 D．太阳能安全、清洁，开发利用太阳能不会给环境带来污染 A 13．(5分)(导学号 65814200)(陕西中考)如图所示，为一种新型薄膜太阳 能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1 g薄膜太阳能电池1 h可提供6×10 －3 kW·h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户。下列说法 中正确的是( ) A．太阳能不是清洁能源 B．太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失 C．薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能 D．1 g薄膜太阳能电池1 h可提供2.16×104 J的电能 D 14．(5分)如图所示，这是一个自制的太阳能热水器的示意图，下列有 关表述正确的是( ) A．它是利用光能转化为内能的装置 B．在它的玻璃板表面只发生光的反射现象 C．在它的玻璃板表面只发生光的折射现象 D．在它的玻璃板表面既不发生光的反射也不发生光的折射 A 15．(5分)下列对能量转化分析错误的是( ) A．水电站主要将机械能转化为电能 B．核电站主要将核能转化为电能 C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 D．热机主要将机械能转化为电能 D 16．(4分)近年，在国家新农村建设政策的支持下，农村道路两旁安装 有太阳能路灯，这样改善了农村的村容村貌，如图所示，灯杆顶端是太 阳能电池板，它能将太阳能转化为电能。太阳能属于 __________(填 “一次”或“二次”)能源。 一次 17．(6分)(导学号 65814201)目前释放核能的方式有两种：一是使原子 核裂变，二是使原子核___________。1938年，科学家首次用 ________(填“电子”“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核，使其 发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1 kg 铀全部裂变释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。如果煤的 热值为3×107 J/kg，那么1 kg铀全部裂变释放的能量至少为_________J。 聚变 中子 6×1013 18．(4分)如图所示是一顶太阳能风扇凉帽，凉帽的顶部装有一个太阳 能电池板，帽檐装有一个小型电风扇。电池板在太阳光的照射下，将太 阳能转化为电能，驱动电风扇工作。请你根据生活中看到或学到的知识 再 列 举 一 个 利 用 太 阳 能 的 例 子 ： ____________________________________________________________。太阳能热水器、太阳能路灯(答案合理即可) 19．(6分)如图所示的是利用太阳能的三种方式。请你在空白方框内填 上相关的科学术语。 20．(导学号 65814202)如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力 车。它上面的太阳能接收板的有效面积为8 m2，天气晴朗且接收板正对 阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1 000 J，太 阳能电池提供的电压为120 V，可供电动机正常工作的电流为10 A。 (1)太阳能属于 ____________(填“一次”或“二次”)能源。 (2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是_________。 (3)电动机正常工作时，将电能主要转化为__________能。若转化效率 是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150 N，则该 车匀速行驶的速度是________m/s。 一次 15% 机械 6.4