资源简介

20.2　开发新能源
素养目标
1．物理观念：
(1)知道利用太阳能的四个主要渠道及其能量转化方式。
(2)知道原子、原子核的结构，了解获得核能的两种方式。
(3)了解核电站大致的工作原理。
(4)了解其他新能源。
2．科学思维：
通过1 kg铀裂变释放的能量与释放相同能量所需的煤炭的质量对比，推理使用核能的优点及可能带来的问题。
3．科学探究：
通过阅读教材和查阅资料，知道核能的优点和可能带来的问题，了解我国和世界核能利用的新进展。
4．科学态度与责任：
(1)通过图文结合的方式学习核能，激发学生的探究欲望和学习兴趣，使学生养成实事求是的科学态度，热爱科学的情感。
(2)查阅资料，了解受控核聚变(人造太阳)的研究进展，了解我国在这方面的研究成就，增强学生民族自豪感和社会责任感。
教学重难点
教学重点：知道释放核能的两种方式。
教学难点：了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程。
教具准备
多媒体，图片等。
教学过程
一、情境引入
由于面临能源危机，世界各国都越来越重视能源的开发和利用新能源，有哪些新能源呢？这节课我们一起来学习。
二、新课教学
探究点一：太阳能——永恒的动力之源
学生阅读课本P79～80，思考利用太阳能的方式及太阳能的特点。
教师归纳：
1．直接利用太阳能有三种方式：
太阳能——内能：太阳能热水器、用凸透镜会聚阳光以取火；用凹面镜会聚阳光以烧饭，如太阳灶；晾晒衣服、谷物等。
太阳能——电能：光伏电站、计算器上的光电池将光能转换成电能供计算器使用；航天器上的电池板将太阳能转换成电能供仪器、航天员使用等。
太阳能——化学能：太阳能制氢、露天照相时，太阳光使照相底片感光。
2．太阳能的特点：
(1)太阳能“大”：太阳向空间辐射的能量，总功率达3.8×1023kW，到达地面的太阳辐射功率达1.7×1014kW(到达地面的太阳能比到达地球的要少，因为到达地球的太阳能有一部分被云层等反射回到空间而到不了地面)，比全世界的发电总量高出5×104倍。
(2)太阳能“公”：阳光普照，到处都有(当然，分布也不平衡，例如撒哈拉等热带沙漠地区的太阳能资源特别丰富)。
(3)太阳能“洁”：太阳能是清洁能源，直接利用太阳能不会产生废渣、废气而污染环境。
(4)太阳能“久”：太阳能是可再生能源，太阳还能发光、发热几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。
探究点二：核能——造福人类的“神火”
介绍：由于原子核的变化而释放的巨大能量叫做核能，包括裂变和聚变。
1．裂变
(1)定义：用中子轰击重核时，重核会分裂成大小相差不大的两个中等原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫做裂变。
(2)链式反应
如图所示，用中子轰击铀核，铀核分裂时释放出核能，同时产生几个中子，这些中子又会轰击其他的铀核……于是导致一系列裂变。
(3)核电站
介绍：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生链式反应，是可以控制的。1942年人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。当时的核反应堆的功率非常小，大约需要260座这样的反应堆才能点亮一只40 W的灯泡。然而，这是人类利用核能的关键一步。
今天，全世界已经建成了几百座核电站，它们的发电量接近全球发电量的。
核电站的工作原理：
在核反应堆里的核燃料裂变释放的核能转化为反应堆的内能，使反应堆温度升高，利用不锈钢管子里的循环水把热引导出来，使蒸汽发生器里的水受热变成蒸汽，推动涡轮机旋转，带动发电机发电；从涡轮机出来的蒸汽，通过凝汽室到冷却塔凝结成水，再回到蒸汽室里吸热变成蒸汽。
在建造核电站时为避免可能带来的安全问题，都采用了有效的防护措施，它对环境的污染完全可以做到比火力发电站少得多，但在历史上也发生过几次事故，主要是放射性的物质泄漏。
(4)原子弹
在人类实现可控核裂变的3年以后，即1945年，利用不可控核裂变制造的毁灭性武器——原子弹，在日本广岛爆炸了。
2．聚变
定义：较轻的核(氘、氚)在超高温下结合成新的较重的原子核，同时释放更大的核能，这种现象叫做聚变。如图所示：
太阳内部进行大规模的聚变，释放的核能以电磁波形式向外辐射，这就是太阳能。
探究点三：其他能源
阅读课本P84“信息浏览”，了解水能、海洋能、风能、氢能。
提问：你认为太阳能、核能、风能、海洋能等新能源中，哪些最可能成为人类未来的理想能源？
学生讨论回答。
板书设计
20．2　开发新能源
一、太阳能——永恒的动力之源
二、核能——造福人类的“神火”
三、其他能源
教学反思
本节课学生先阅读课本上的内容，我再进行深入讲解归纳，这不仅能培养学生自主学习的能力，也能使学生明白自己有哪些知识学习的遗漏。通过本节课的教学，学生不仅了解能源的有关知识，并且了解人类利用能源带来的不利影响，鼓励学生大胆创新，将来为开发新能源做出自己的贡献。

展开更多......

收起↑