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第二十章 能源与能量守恒定律
沪粤版（HY） 物理（九年级 下）
20.2 开发新能源
1.知道太阳能的特点及利用的途径
教学目标
2.知道核能、知道获取核能的方法以及开发利用的途径
3.了解风能、海洋能、氢能等其他的新能源
限电停产是当下热词。在电力供应紧张背景下，全国多地发布限电通知，大部分地区则将重点放在企业上，部分企业错峰生产或者停产。
这些地区的供电情况到底怎样？为何限电？后续电力供应能否得到保障？……
能源是现代社会发展的基础，人类对能源的需求量逐年增长，目前国际上的能源结构主要以化石能源为主，占总能源利用量的90%以上。化石能源都属于不可再生能源！
化石能源还能利用的时间
石油 约40年
天然气 约50年
煤 约240年
此外，化石能源的消耗也会对环境造成影响，世界各国也都意识到了以上问题，并正在努力开发各种新能源。
太阳能——永恒的动力之源
一
几十亿年以来，太阳不断地向周边天体辐射以光和热为主要形式的能量，太阳是一个巨大的能源。
太阳辐射功率多少？到达地面的太阳能功率又有多少？是我国的发电装机容量的多少倍？
阅读与交流讨论：
人类开发太阳能的意义和价值在哪里？
太阳能是通过哪些途径被吸收或利用？
太阳能的优、缺点有哪些？
利用太阳能的途径：
(a)被植物、微生物吸收
太阳能→化学能(生物质能)
(b)使大气、水升腾循环
太阳能→机械能
草木、沼气、煤、石油、天然气都是太阳能转化而来的哦！
(c)被海洋吸收
(d)直接利用
太阳能→内能
太阳能→其他形式的能
【活动】怎样直接利用太阳能
你还知道哪些直接利用太阳能的方式？跟同学们交流一下。
太阳能的特点：
优点：
①储量巨大
②供应时间长久
③分布广泛，获取方便
④安全、清洁、无污染。
缺点：
①受季节、天气和地理环境影响较大；
②太分散，无法集中开发；
③能量转换效率低。
太阳能电池
目前，人类根据光电转换原理，已经成功地研制了多种太阳能电池。太阳光照到半导体材料硅制成的太阳能电池上，便可转换成电能。这种太阳能电池已广泛应用在人造卫星、宇宙飞船和空间站中。现在，人们正在研究将太空收集到的太阳能，通过微波技术传回地球供人类使用。总之，随着科学技术
的发展，人类利用太阳能的途径愈来愈宽，
形式也愈来愈多……利用太阳能的前景十
分美好。
核能——造福人类的“神火”
二
质子
中子
电子
原子核
质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。
当原子核发生分裂或相互结合时释放时会释放出惊人的能量！原子核内部蕴藏的巨大能量叫做核能。
原子核是非常牢固的
释放核能有哪两种方式？
什么叫核裂变？链式反应？
核电站的工作原理？
核电站的优点有哪些？
阅读与交流讨论
核裂变
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。
1934—1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其裂变成了两个较小的原子核，同时释放出2~3个中子，这个过程释放了巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量约等于2700t煤完全燃烧时释放的能量。
铀矿石
用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。
链式反应若不加以控制，在极短时间内将释放大量能量，比如原子弹。
1964年我国第一颗原子弹爆炸
我们可以利用核能来发电。然而，要安全利用核能，就必须控制产生中子的速度和数量，核反应堆中就有这样的装置。
核反应堆
我国的第一座核电站—秦山核电站
核反应堆：外面包裹着厚厚的混凝土，吸收辐射。
水在核反应堆中心循环流动。吸收在核反应中产生的热量，并将这部分内能传递给蒸汽发生器内的水。
蒸汽推动汽轮机，带动电机运转。
吸收了热量的水汽化变成蒸汽。
截至目前，我国商运核电机组53台，在建核电机组23台，总装机容量2419万千瓦，在建规模继续保持世界领先，在运行在建核电机组容量位居全球第二。
核聚变
在超高温条件下，可将两种质量较轻的原子核(如氘合氚)聚合成一个较重的原子核，这种反应叫做核聚变。核聚变能够释放出比核裂变更加巨大的能量。
氕氘氚都是氢核
太阳内部不停地进行着核聚变
核聚变要求氘和氚具有很高的温度，在反应过程中要把反应物质加热到千万摄氏度以上才能发生大规模的核聚变。因此，聚变反应又称为热核反应。
目前，核聚变应用只限于核爆炸。
1967年我国的第一颗氢弹爆炸
人类正在致力于探索控制核聚变的途径，使热核反应中的能量缓慢地释放出来。一旦受控热核反应得到实现，人类的能源结构将发生重大变化。
海水中蕴藏着丰富的、可实现聚变的氘
我国研究受控热核反应的装置——环流器二号A装置
人们正在开发和利用的其他能源有水能、风能和海洋能、地热能、氢能等新能源。
开发新能源
太阳能的特点和被吸收或利用的主要途径
核能
核能的产生
释放方式
其他形式的新能量
核聚变
核裂变
链式反应
应用：原子弹、核电站
氢弹
1.下列关于太阳能的说法中，错误的是(　　)
A.太阳能十分巨大，供应时间长久
B.太阳能安全、清洁，不会造成环境污染
C.太阳能分布广阔，处处可以利用
D.太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响
D
2.关于核能，下列说法中正确的是（ ）
A.核能很小，无法利用
B.核能巨大，但现在无法利用
C.核动力航母利用的是核能
D.核能可再生的
C
3.关于裂变反应，下列说法中错误的是（ ）
A.所有原子核都能发生裂变反应释放能量
B.裂变反应是原子核吸收中子后发生的
C.原子弹是利用链式反应释放的能量
D.核电站是利用可控链式反应释放的能量
A
4.以下属于核聚变反应的是（ ）
A.氢弹爆炸
B.原子弹爆炸
C.太阳内部发生的核反应
D.连续发生的剧烈化学反应
AC

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