第一篇：第三節 開發新能源 學案

學

案

一、學習目標

1．通過學習知道能源與人類社會密切相關，但需要不斷開發和利用新能源以解決能源的供需矛盾和環境問題。

2．通過學習知道太陽能和核能是兩種新能源。3.通過學習了解直接利用太陽能的兩種途徑

4.通過學習了解裂變、聚變，知道原子彈、氫彈的制造原理，知道核反應堆的作用，以及核電站的原理和特點。

二、學法指導

1、加強自主閱讀，通過各種途徑收集相關資料，課上用多種形式交流信息、理解和體會；

2、和老師一起收集資料、交流，一同經歷，共同提高；

三、釋疑解難 釋疑知識點：

太陽能：太陽能是一種可再生能源,沒有污染。人們利用太陽能轉化為電能和熱能來加以利用。現在很多家庭使用太陽能熱水器和有些地方使用的太陽灶都是比較常見的利用方式。而太陽能電池在小的計算器和航天器上常常用到。

核能：核能的開發和利用有兩種方法：一種是利用核裂變釋放能量，另一種是利用核聚變釋放能量。核裂變市郊中的原子核裂變為較輕的原子核的一種核反應。既鈾原子核在中子的轟擊下行會產生裂變反應，每個鈾原子核的裂變除了要產生大量的熱量以外，還要產生2～3個以上的中子。核聚變是較輕的原子核結合成為較重的原子核的一種核反應。

利用核裂變發電就是有效控制鏈式反應的速度，使核反映緩慢的進行，并源源不斷的釋放熱能。其他新能源：地熱能是利用地球內部熾熱的巖漿使地下水變為水蒸氣從而發電的一種能量；潮汐能是月球、太陽對地球的引力作用而產生的潮汐能；風能是利用空氣高速流動帶來的能量。

四、自我檢測

1.關于核能的獲得，下列說法正確的是（）

A 核反應堆是原子核裂變時，在極短時間內釋放出大量核能的裝置

B 當原子核內部發生變化時會釋放出巨大的能量，核裂變和核聚變是獲得核能的兩種方式

C 核電站是使核能轉化為內能，在通過汽輪發電機轉化為電能的裝置

D 在核電站的反應堆中發生的是可控制的核聚變 2.關于太陽能的下列說法中，不正確的是（）

A 太陽能是可供人類利用的一種新能源，不受季節和天氣的影響

B 太陽能分布廣闊，獲取方便，處處可利用

C 太陽能安全、清潔，利用太陽能不會給環境帶來污染

D 對于人類來說，太陽能幾乎可以說是一種取之不盡、用之不竭的永久性能源

五、交流園地

六、課外空間

一、核能特點和利用前景

（一）核能及其特點 原子核反應釋放出來的能量，稱為核能。它是本世紀五十年代開始利用，藏量豐富的能源。核能是依靠核燃料在反應堆中“燃燒”而產生的能量，它的能量巨大。核電站最常用的核燃料是鈾235。一克鈾

5釋放的能量相當于2.5噸標準煤燃燒釋放的熱量。

核能具有以下特點：

1.核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它發電，燃料的運輸量小。

2.核電站的建設，地區適應性強。在煤、石油、天然氣等燃料缺少和水能源資源不足而又需要大量能源的地區很適合建核電站。

3.建立核電站投資大，建設的周期長，需要較高的技術和設備。特別需要防止放射性物質外逸的密封設備，又需要處理好核廢料，以確保安全。

4.核電站建成投產后，運轉費用低，經濟效益大。

5.核能是一種清潔的能源。核電站正常運轉時對環境的影響遠比燃煤電站為好，核電站附近居民所受的輻射劑量，通常低于大氣中的天然含量。

（二）核能的利用前景在國際上核能已獲得了廣泛的利用和發展，并將成為世界未來能源的支柱之一。目前，世界上已有26個國家建有核電站。到1985年止，全世界已建成并投入運轉的核電站達371座，發電能力2億多千瓦。大力發展核電站，是許多國家在全面研究能源現狀和前景后所采取的一項基本政策。不僅工業發達國家是這樣，而且一些發展中國家和地區，如印度、南朝鮮、羅馬尼亞等也在發展核電站。據1977年世界能源會議對世界經濟和能源發展的預測，到本世紀末，世界上將有49個國家擁有核電近9億千瓦。核能將成為世界能源供應的一大支柱。我國有豐富的鈾礦資源，應用核燃料發電，是開發新能源的途徑之一。例如，我國正在浙江省海鹽縣興建自行設計的秦山核電站，裝機容量為60萬千瓦；在廣東深圳東面的大亞灣畔興建廣東核電站，裝機容量為180萬千瓦。

二、太陽能、風能的開發利用

（一）太陽能的開發利用

地球上的能量主要來自太陽。每天達到地球上的太陽能大約相當于5千億噸煤燃燒釋放的能量。其中絕大部分通過各種途徑消耗于大氣、水的循環和植物的生長，人類直接利用的太陽能非常少。這是因為太陽能比較分散，不像常規能源的能量集中，這就給太陽能的直接利用，在技術上帶來一定困難。如建立一個100萬千瓦的太陽能發電廠，需要一個42平方公里的接收面積。投資大，效率低，占地廣，儲能難。如果利用技術突破以后，太陽能利用的前景是非常廣闊的。

目前，已有很多國家對太陽能的利用在進行試驗和探索，有的已建成太陽能電站，有的重點發展廉價可靠的太陽能電池，有的已建成太陽能住宅，實現太陽能取暖、空調、照明和供熱水等。

我國大部分地區位于中緯度，正午太陽高度角比較大，為太陽能的利用提供了有利條件。而且冬季多晴天，太陽輻射總量多。全國年日照總時數一般大于2000小時，西部地區超過3000小時。太陽輻射總量超過140千卡/厘米的地區的占全國面積的一半以上。青藏高原太陽能輻射總量160－240千卡/厘米，利用太陽能的潛力很大。

我國對太陽能的利用已有一定的發展，育秧和蔬菜的溫室面積，已達8萬余畝；太陽灶已有幾萬臺；太陽能熱水器已有約12萬米的采光面積；太陽能干燥器30多座；太陽能電池的研制工作也取得了可喜的成果。

（二）風能的開發利用

風能是一種用之不竭的天然能源。有人估計，地球上每年風的能量相當于3200億噸煤的能量。

我國風能資源豐富。初步估算我國風能資源的蘊藏量約10億千瓦左右，有可能利用的約占10％，即1億千瓦左右。其地區和時間的分布具有明顯的差異。一般地說，北方多于南方，從沿海向內陸迅速減弱；冬季和春季風力普遍大于夏秋兩季。例如，藏北高原冬半年≥8級以上的大風日數多達150天。

由于風速、風向的變化多，不容易連續穩定供給能量。因此，風力發電站要根據風能的特點，運用機械裝置和蓄電裝置，才能不間斷地、穩定地供給電力。風力發電不消耗燃料，不污染環境，2

22特別適用于風力較強的東南沿海島嶼，以及缺乏電網的草原牧區和偏僻地區。我國已在北京、浙江、青海、內蒙古等地建立了一些小型的風力試驗電站。

三、沼氣的開發利用

沼氣是有機物質發酵后，產生一種以甲烷、二氧化碳為主，并含有少量其他物質的可燃氣體。農村中的有機物質，例如農作物的秸稈、雜草、樹葉、糞便等都是產生沼氣的原料。把這些原料放進沼氣池。在一定的溫度、濕度和酸堿度的條件下，經多種厭氧微生物的作用而形成的沼氣，可以用作燃料。殘留在沼氣池中的渣滓，保存著大部分有機物和植物生長需要的營養元素，仍可用作肥料還田。

人工制取沼氣作為能源，具有投資少、可以分散就地使用、干凈、可再生等特點。各地都有豐富的原料，因此它是一種比較理想的能源。生產1立方米的沼氣，相當于1000克原煤的熱能，而在沼氣灶上利用沼氣，其熱能利用率可達60％，為目前爐灶燃料利用率的3倍多。利用農業生產本身提供的生物物質制取沼氣，不但合理、經濟、有效利用生物能，提高燃料熱能利用率，解決農村生活燃料不足，而且可以緩和燃料同飼料、肥料、工業原料相爭的矛盾，實現秸稈還田，提高土壤肥力，促進農業增產。同時，對保護植被，減少水土流失，使農業生態系統向良性循環方向發展，也將起著重要的作用。此外，也有利于凈化環境。

我國可以用來生產沼氣的資源十分豐富，僅農村可開發資源量為2.1億噸左右，產生沼氣約53億立方米。一年人均沼氣量約為64立方米，可解決全國農業人口6—8個月的基本生活燃料。一般說來，北方冬季氣溫低，不利于生物物質發酵產生沼氣，因而利用沼氣的季節短；南方氣溫高，利用沼氣的季節長，冬季仍可利用。近幾年來，我國農村推廣利用沼氣，已取得了很大的成績，已建農戶家用沼氣池700多萬個，沼氣動力站和沼氣發電站1700多處，有些農村基本上解決了生活能源不足的問題。

第二篇：開發新能源

開發新能源

安徽省合肥市第五十中學

尹潔

一、課型、課時

2課時。第1課時：交流研討課；第2課時：以講授為主，穿插學生的交流討論。

二、教學目標 1．知識與技能：

（1）知道太陽能和核能是兩種重要的新能源。（2）了解直接利用太陽能的途徑。

（3）了解裂變和聚變，知道原子彈、氫彈的制造原理，知道核反應堆的作用以及核電站的原理。

2．過程與方法：

讓學生經歷搜集資料過程，并能在交流中準確表述自己的觀點。3．情感態度與價值觀：

引導學生關心科學發展前沿，知道人類在為開發新能源不斷努力，有將科學服務于人類的使命感和責任感。

三、教學重點、難點

重點：讓學生了解太陽能、核能等新能源的開發與利用，培養學生的科研意識和科研興趣。難點：了解裂變和聚變；培養學生的科研意識和科研興趣。

四、教材分析

本節是在上一節提出的能源危機的問題基礎上，讓學生進一步認識到要解決能源的危機，根本途徑是開發和利用新能源。教材主要介紹了太陽能和核能，并通過信息瀏覽介紹了一些其它新能源。本節重在讓學生了解一些關于新能源開發的科技前沿狀況，培養學生珍惜資源、開發新能源的科研意識和科研興趣。知識上的要求并不高，很多內容可以組織學生自主學習。在知識和疑難點撥中，核變是難點，教學中應力求通俗易懂。

五、教學思路

本節課教學分為2課時進行，第一課時希望通過學生自己收集資料并互相交流討論來了解太陽能，從而培養學生自主學習的能力。因此，課前安排學生閱讀教材和查閱有關資料，課堂上組織學生就太陽能的優點、太陽能的吸收利用和直接利用太陽能的方式展開交流討論。教師及時予以補充、總結。補充介紹了廣泛利用太陽能的困難，以培養學生珍惜資源、繼續開發太陽能的意識。第2課時了解核能，由于核能、裂變、聚變、鏈式反應等概念均涉及到核反應知識，而學生頭腦里，這部分知識幾乎是一個空白。所以，本節教學以講授為主，借助課件展示一些動畫或圖片，引導學生觀察、思考和交流，從抽象到形象，幫助理解。課前安排學生查閱我國核電站的情況和現今已開發了哪些新能源，在課堂上交流討論，使學生對科技前沿的發展有更多的認識。作業的布置體現自主學習的原則，將課堂延伸到課后，使學生在主動的探究中進一步鞏固知識、發展能力。

六、教學過程 第1課時 1．引入新課：

能源問題是當今人類所關注的焦點。像石油、煤、天然氣等化石燃料，是經過漫長的地質年代才形成的，人類大量開采消耗以后，短期內無法恢復。以中東地區的石油為例，盡管探明儲量占世界一半以上，但如按現在的開采速度，也只能維持30～40年。那么怎樣解決現有能源即將出現的危機呢？人們很自然地把目光轉向開發新能源。（板書）19.2 開發新能源 2．新課教學

（1）提出問題：有人預言，到21世紀，太陽能將會成為人類的重要能源之一。同學們知道太陽能有哪些特點嗎？

組織學生將自己查閱的資料相互交流討論。（2）教師總結：

① 太陽能十分巨大．用課件投影出書中圖19-5，指出地球從太陽獲得的能量比全世界的發電總量高出5×104倍，相當于目前每年燃燒的化石燃料的3.5萬倍。

②太陽能供應時間長久。根據推算，太陽像現在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持50億年以上，對于人類來說，太陽能可以說是一種取之不盡，用之不竭的能源。

③ 太陽能分布廣闊，獲取方便，無需挖掘開采和運輸。

④太陽能是最清潔的能源，沒有污染。

（板書）1.太陽能特點：巨大、長久、經濟、清潔。

（3）在課堂上展開討論：在地球表面太陽能是如何被吸收利用的？ 組織學生將自己查閱的資料相互交流討論。教師根據需要投影出相關示意圖片或動畫適時加以補充。

（4）老師總結：（邊敘述邊投影相關的示意圖片或動畫）

太陽能到達地面后，主要通過被植物微生物吸收、被海洋吸收、使大氣和水升騰循環、直接利用四個渠道吸收利用。地球上的風能、水能、生物質能等都是來源于太陽。化石能源從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能。（5）在課堂上展開討論：人類一直致力于直接利用太陽能，你知道怎樣直接利用太陽能嗎？試舉例說明。

組織學生將自己查閱的資料相互交流討論。

（6）教師總結：直接利用太陽能有三條途徑：① 把太陽能轉化為內能；②把太陽能轉化為電能；③ 把太陽能轉化為化學能。

（板書）2.直接利用太陽能的途徑：① 把太陽能轉化為內能；②把太陽能轉化為電能；③ 把太陽能轉化為化學能。

（7）提出問題：既然太陽能有那么多優點，為什么沒有大量推廣、大范圍應用呢？

講述：因為太陽能雖然十分巨大，但它太分散，要大規模開發利用必須設置龐大的收集和轉換能量的系統，目前造價還太高，影響推廣．太陽能的利用還受季節、天氣的影響。溫度低的地方其熱效率會降低。因此要大規模地直接利用太陽能還要做大量的研究工作。但是隨著科學技術的進步，應用也將越來越廣泛． 3.小結本節內容 4.作業：

（1）你知道如何利用太陽能為家庭提供取暖、生活用熱水嗎？（2）請設計一個利用太陽能的裝置。

第2課時

1．引入新課： 為什么“太陽”能無窮盡地釋放它的能量？科學家們發現在太陽內部不斷的發生著核反應，同時釋放出一種能量并以電磁波的形式從太陽中輻射出來。這種能量就是核能。（板書）核能 2．新課教學：

（1）講述：本世紀初，科學家們通過實驗和理論研究對原子和原子核的組成有了正確的認識，發現原子核是可以改變的，而且在改變過程中可以釋放出巨大的能量。物理學中把這種原子核內部蘊藏的巨大的能量叫原子核能，簡稱核能。

（板書）1.原子核內部蘊藏的巨大的能量叫原子核能，簡稱核能。那么，怎樣使蘊藏在原子核里的巨大核能釋放出來造福人類呢？ 經過科學家們的大量實驗研究和理論分析，發現釋放核能可以有重核的裂變和輕核的聚變兩條途徑。

（板書）2.核裂變

（2）用課件投影鈾核裂變示意圖，講述：核物理中把重核分裂成質量較小的核，釋放出核能的反應稱為裂變。

演示：如圖所示，將火柴棒直接插入紙板，露出火柴頭，點燃左方第一根火柴頭，觀察出現的現象。

用課件投影鏈式反應過程示意動畫并講述：科學家研究發現，用中子轟擊鈾核，才能使鈾核發生裂變，鈾核分裂時，除了釋放核能還同時放出2～3個中子，這2～3個中子又去轟擊其它鈾核，引起2～3個新鈾核裂變，又各放出2～3個中子，這些中子又去轟擊更多的軸核發生裂變……隨著一個軸核裂變的發生，會引起越來越多的鈾核發生裂變。這樣，裂變就不斷地自行持續下去，這種現象叫做鏈式反應。（板書）鏈式反應

如果對裂變的鏈式反應不加控制，在極短時間（約百萬分之幾秒）會釋放出大量核能，發生猛烈爆炸，原子彈就是根據這個原理制成的。用課件投影我國第一顆原子彈爆炸情況示意圖。（講述：這就是原子彈爆炸時釋放的巨大核能產生的高溫高壓氣體向外擴散時所升起的蘑菇狀煙云，其上升的高度可達幾百米，其破壞力和殺傷力都是十分巨大的。）

（3）講述：要安全利用核能，必須控制產生中子的數量和速度，使核能緩慢而又平穩地釋放出來。為此，人們制成了一種專門裝置——核反應堆。（板書）核反應堆——能緩慢、平穩地釋放核能的裝置。

人們已經成功地生產出各種規格的核反應維，它是核潛艇、核電站等設施的核心部件。

① 用課件投影核電站工作流程示意圖，簡述核電站工作流程。② 組織學生將查閱的有關我國核電站的資料相互交流。

（4）講述：科學家們在對核反應的研究中還發現，在超高溫條件下，將兩種質量較輕的原子核結合成一個較重的原子核時，也能釋放出核能，這種現象叫做核聚變。（板書）3.核聚變

用課件投影一個氘核和一個氚核結合成一個氦核的聚變反應示意圖，并作簡單說明。同時指出：聚變時放出的能量要比等量的鈾核裂變時放出的能量大幾倍．太陽能就是來自于太陽內的核聚變。目前，核聚變應用只限于核爆炸，用課件投影我國第一顆氫彈爆炸的示意圖。

聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。因此世界上許多國家都在積極研究控制聚變反應課題，并取得了進展。我們國家自己研制的可控核聚變的實驗裝置--中國環流器1號已于1984年順利啟動，已經取得不少研究成果，至今仍在繼續工作中。

（5）提出問題：除了太陽能、核能，你還知道那些正在開發和利用的新能源？ 組織學生將自己查閱的資料相互交流討論。教師根據需要適時加以補充。3．小結：

通過學習，我們認識了很多新能源，但不少新能源離大規模實用化還要經歷較長的歷程，因此現今人類仍需珍惜資源，節約能源。

4．作業：請調查一下，我市是否正在開發新的能源。如果有，看看這些能源是怎樣被開發利用的？

七、教學體會

本節課自始至終，教師與學生、學生與學生之間進行交流互動、相互啟發、相互補充，豐富了教學內容，培養了學生收集信息和處理信息的能力、交流能力。由于指導學生提前做了充分準備，學生對通過自己搜集掌握的知識很自信，教學中都很積極的陳述自己的內容，課堂氣氛活躍，興趣很濃，對自己沒找到的內容聽得很投入。以教師講述為主內容，通過課件提供圖片和動畫，讓學生觀察、思考和交流，從抽象到形象，使教學過程不枯燥，有效提高了教學效果。

第三篇：開發新能源

姓名：亞庫普。蘇力坦 學號: 10091710230 班級：10級師范

（一）班 1

一、世界能源的現狀

1、目前世界能源主要取自于化石能源（石油、天然氣與煤炭）

2、隨著社會經濟的發展，對能源的需求也日益增長。預計，2010年全球能源需求量達到105.99億噸油當量，2020年達到128.89億噸當量，2025年則達到136.50億噸當量，平均年增率為2%；

3、目前世界的化石能源岌岌可危： 截止到2003年底，全球剩余的石 油已探明的可開采量為1565.8億 噸，如果，以后沒有發現新的蘊藏量可觀的油田的話，估計到2040年，最多到2050年就要用完；而天然氣估計可以用到2050年，加上可能再發現的天然氣田,最 多用到2090年；煤炭的情況好一 些，估計可以再用200年甚至300年。綜上所述，到本世紀末，除煤炭外, 其它的化石能源就要開采殆盡！“能源危機” 之說絕不是危言聳聽！

4、與此同時，化石能源的碳排放帶來 的環境污染也日趨嚴重，減排任務 相當艱巨！2009年12月18日在哥本哈根召開的世

界氣候會議的主要議 題是，工業化國家減少溫室氣體的 排放目標與幫助發展中國家適應氣候的變遷。由于歐美等發達國家的消極態度，最后沒有達成實質性協議。可見，世界性的減排、低碳之路任重而道遠！

解決能源危機的辦法： 新能源的開發利用（開源）與節能（節流）

1、新能源的開發利用

（1）太陽能的開發利用

太陽是一個十分巨大的能源, 它送到地球的光功率就有 12萬TW（1TW（太瓦）=1MMW=1000000000000W）。與此相比，現在人類社會的總能耗約13TW，全世界發電裝機容量不到4TW，都比太陽送到地球的光功率小得多。地球上的所有石油資源相應的能量．只相當太陽在一天半時間內供應給地球的光能。況且太陽的壽命至少是50億年，對人類而言，太陽能是取

之不盡用之不竭的；

太陽能的利用主要有兩種： ①光熱太陽能

如太陽灶、太陽供熱系統。遍 及全國各地的屋頂太陽能熱水器就是一種常見的太陽供熱系統。我國是太陽能熱水器生產量與銷售量最大 的國家；但從房屋的熱水器安裝率來說，以色列已達到

80%，日本為11%，臺灣也達到2.7%，...，我國僅在千分之幾左右，可見，在我國太陽能熱水器的推廣應用潛力仍很大。屋頂上的太陽能熱水器

②光電太陽能

如太陽能電池、太陽能熱電站。

西班牙的太陽能電站

上海鮮花港太陽能電站

利用太陽熱能發電目前已成為全球風險投資的一個重點領域，其原理是通過聚光裝置把太陽光線聚集在裝有某種液體的管道或容器。借助太陽熱能，液體被加熱到一定溫度，產生蒸汽然后驅動渦輪機發電，熱能轉化為電能。這種發電方式被人們稱為太陽能熱發電。

由于太陽能熱發電需要充足的太陽直接輻射才能保持一定的發電能力, 因此沙漠是最理想的建廠選址地區。假若，在非洲的撒哈拉大沙漠1%的地面上鋪設硅太陽能電池，就可以得到比現在全球

所消耗的能源總量還要多得多！

與傳統的電廠相比，太陽能熱電廠具有兩大優勢：

（1）整個發電過程清潔，沒有任何碳排放；

（2）利用的是太陽能，無需任何燃料成本。

太陽能熱發電還有一大特色，那就是其熱能儲存成本要比電池儲存電能的成本低得多。舉例來說，一個普通的保溫瓶和一臺筆記本電腦的電池所存儲的能量相當，但顯然電池的成本要高得多。能夠將太陽熱能儲存，就意味著太陽能熱電廠可以克服傳統電廠發電可能中斷的弊端。

從1984到1990年，美國在加州莫哈夫沙漠地區相繼建成九個槽式太陽能熱電站。其發電功率分別為14MW、6×30MW和2×80MW。這組總

功率354MW的電站建成后，一直向加州電網供電至今，累計供電12TWh，其中新裝置的電效率已達30%。

葡萄牙在阿馬雷萊雅地區建造的一座太陽能光伏電站近日投入使用，其總裝機容量達46兆瓦是目前世界上最大的太陽能光伏電站。發電能力能滿足３萬多戶葡萄牙家庭的日常用電需求。中國在太陽能熱電廠的建設上起步較晚，中國與澳大利亞合作準備在中國建一座也許全世界最大的太陽能城。

上海的鮮花港太陽能電站是目前中國最大的太陽能電站。

以太陽能為能源引發的光伏研發與生產目前在世界各地正在如火

如荼地開展。其中集熱水供應、采暖、制冷、光伏并網發電系統與建筑融為一體的中國在太陽能熱電廠的建設上起步較晚，中國與澳大利亞合作準備在中國建一座也許全世界最大的太陽能城。上海的鮮花港太陽能電站是目前中國最大的太陽能電站。

以太陽能為能源引發的光伏研發與生產目前在世界各地正在如火如荼地開展。其中集熱水供應、采暖、制冷、光伏并網發電系統與建筑融為一體的。

（2）核能的開發利用

① 核電站的工作原理

原子核是由帶正電的質子與不帶電的中子組成的，質子與中子統稱為核子。一般情況下，原子核為什么如此穩定，就是因為核子之間存在著強大的核力。要使原子核分裂或者重新組合相當困難，但是，一旦原子核分裂成新的原子核與其它粒子了，或者原子核與核子聚合成新的原子核與其它粒子了，都會產生巨大的能量，這種能量就稱為核能，俗稱“原子能”。前者的變化過程稱為“裂變”，后者的變化過程稱為“聚變”。而且，聚變時產生的能量要比裂變時產生的能量大得多（就像氫彈爆炸時釋放的能量要比原子彈爆炸時的能量大得多);

但是，聚變過程也更難控制。目前正常運行的核電站都是屬于裂變核電站。

②目前世界核電站的狀況

經過50多年的發展，核電已成為30多個國家能源組成中不可或缺的部分。全世界正在運行的核動力堆已超過440座，總裝機容量超 7

過387千兆瓦，其中法國核電占其國內總電力的74.6%，比利時56.8%，韓國44.7%，瑞典39%，日本33.8%，德國30.6%，英國22%，美國20%，俄羅斯16%，而中國僅為1.1%。③目前中國核電站的狀況

我國的已經運行的核電站有：

1）秦山核電站（浙江嘉興的杭州灣 畔）一期工程（30萬KW，1994年

商業運行，）、二期工程（2×60萬KW，2002年商業運行）、三期工程（2×70萬KW）。

2）大亞灣核電站（廣東深圳大亞灣）（2×984MW）；

3）田灣核電站（江蘇連云港田灣）2×106萬KW，05年建成投產）

我國的已經運行的核電站有：

1）秦山核電站（浙江嘉興的杭州灣 畔）一期工程（30萬KW，1994年商業運行，）、二期工程（2×60萬KW，2002年商業運行）、三期工程（2×70萬KW）

2）大亞灣核電站（廣東深圳大亞灣）（2×984MW）；

3）田灣核電站（江蘇連云港田灣）（2×106萬KW，05年建成投產跳鎮貓頭山半島上南部）（6×100萬KW）；

3）海陽核電站（山東海陽冷家莊）;

4）寧德核電站（福建省寧德市轄福鼎市秦嶼鎮的備灣村）；

5）福清核電站（福建三山鎮前薛村）

5）紅沿河核電站（遼寧瓦房店市東崗鎮）。??等等。

特別要指出的是，正在建設中的電站大多采用的是第三代核技術，含金量高，效率與安全系數也高；

③核電站的優點與不足

1）核電站的優點

a)核能發電不像化石燃料發電那

樣排放巨量的污染物質到大氣中,因此核能發電不會造成空氣污染, 不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳；

b)核能發電所使用的是鈾燃料，而 全球鈾的蘊藏量相當豐富；

c)核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體 積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電

廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送；

d)核能發電的成本中，燃料費用所占

的比例較低，核能發電的成本較核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響，故發電成本較其他發電方法為穩定。

2）核電站缺點:

a)核能電廠會產生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理。

大的政治困擾

b)核能發電廠熱效率較低，因而比一 般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境里，故核能電廠的熱污染較嚴重

c)核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高；

d)核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果設計不合理或操作不當而造成核泄漏事故，會對生態及民眾造成傷害甚至嚴重傷害。前蘇聯的切爾諾貝利核電站1986年4月的核泄漏事故對周邊地區的生態環境造成了相當嚴重的影響。

（3）風能的開發利用

風能是利用空氣強烈的流動而形成的動能。嚴格說來，他是間接形式的太陽能，占到達地面太陽能的2%左右。雖然百分比不大，但絕對量可觀，相當于10300億噸煤蘊藏的能量。風能的利用分兩種：

① 風能的動力利用

利用風力作為動力，直接帶動各

類機械系統。例如，風帆；

②風能的發電利用利用風力帶動發電機發電。例如，風力發電機。

風力發電機的優點是明顯的：成本低，污染少；但是缺點也是明顯的：風力不穩定，受季節性影響大，儲存與傳輸難等 目前我國風能開發利用的現狀：

我國的風力資源豐富，風力電廠主要分布在新疆、內蒙等地，例如，聞名全球的新疆的達坂城風力發電廠。到2008年底止，我國風電的總裝機容量接近1300萬千瓦，已經超過核電，為全球第四、亞洲第一。預計到2020年，我國的風電的總裝機容量接近1300萬千瓦，已經超過核電，為全球第四、亞洲第一。預計到2020年，我國的風電裝機總容量將超過一億千瓦。

江蘇省在沿海地區（例如如東、啟東與響水等縣市）大力發展風電事業，而且在淮安等地有專門生產風力發電機的企業。

（4）海洋能的開發利用

海洋能包括潮汐能、波浪能，海流能和海水溫差能。

海洋潮汐能來源于月亮與太陽對地球海水的的吸引力以及地球 的自轉引起海水會周期性地作有節奏的垂直漲落的現象。據統計，全 球海洋潮汐能的儲藏量在27億千瓦左右，每年的發電量可達

33480億千瓦；

目前，法國、英國、美國、加拿大、俄羅斯和阿根廷等國度已經建造了潮汐發電站。

海洋波浪能、海流能也可以用來發電，目前相對地說容量不大。

我國也在浙江的江廈與廣東的汕尾建立了潮汐電站。

（5）地熱能的開發利用

地球是一個巨大的熱庫，通過火山爆發和溫泉等途徑將內部的熱量——地熱能不斷地輸送到地面。

據估計，每年輸送到地面的熱能相當 于燃燒370億噸煤釋放的能量，數量相當驚人。

若嚴格的區分的話，地熱能又分為地下熱巖地熱能與地下熱液地熱能兩種。

目前開發的大多是地下熱液地熱能。

1、節能的意義

在當前能源日益緊張的態勢下，節能是解決能源矛盾的重要措施。對我們這樣的人口眾多、能源資源相對不足、經濟相對欠發達的發展中大國來說，尤為重要。而且，在節能的同時，會減少對環境的污染，15

所以，節能既可以解決能源不足的矛盾，又可以解決環境污染的問題，“一舉兩得”。

2、節能的途徑

① 大力推進產業結構調整，嚴格限制高能耗、高耗材、高耗水產業發展，加快構建節能型的產業體系；

② 大力推廣節能技術；

③ 加快實施節能工程

我國正在實施替代石油、熱電聯產、余熱利用、建筑節能等十大重點節能工程。我國奧運游泳館“水立方”是具有當今世界上最大的節能膜結構的建筑；

④ 加強節能管理

其中包括制定鼓勵節能的財稅政策，強制采購節能型產品的制度，積極推進優先采購節能產品等措施；

第四篇：20.2 開發新能源(教案)

第二十章 課題2《開發新能源》教案

【教學目標】

1.知識與技能

（1）了解直接利用太陽能的兩種途徑。

（2）了解裂變、聚變，知道原子彈、氫彈的制造原理，知道核反應堆的作用，以及核電站的原理和特點。

（3）能結合實例，說出不可再生能源和可再生能源的特點。2.過程與方法

經歷對太陽能開發利用的交流討論過程，感悟交流討論是一種獲取知識的重要途徑和方法。

3.情感態度和價值觀

知道開發太陽能的價值。知道開發核能的意義，認識開發核能的過程中技術的價值，同時感悟科學是一把雙刃劍的道理。對核能的開發和利用要有正確的態度。

【教學重點】

太陽能的特點，直接利用太陽能的途徑和方法。釋放核能的方式：核裂變和核聚變，核能的利用。

【教學難點】

核能的利用。

【教學方法】

觀察引導、課上交流、鞏固總結。

【課時安排】

1課時

【教學過程】

一、導入新課

隨著經濟的不斷發展，能源的消耗量迅速增長，使能源問題越來越成為經濟發展中的突出問題。因此，人們正在積極尋找各種辦法和措施，大力探索和開發各種新能源。

二、新課學習

1．太陽能—永恒的動力之源 太陽是一個巨大的能源，人類生存的基礎來源于太陽輻射的能量，太陽輻射的能量主要為光和熱。如圖20-6，太陽輻射至地球的能量功率為1.7×1014kW，同時太陽能是清潔能源，這是太陽能利用的基礎。

太陽能的吸收和利用途徑如圖20-7所示。包括植物和微生物的光合作用，大氣和水分對的蒸騰循環，海洋的吸收和直接利用四個途徑。光合作用吸收的能量轉化為植物的化學能，進而作為薪柴、煤炭等資源利用；大氣和水分的升騰循環提供了風能、水能等能源；海洋的吸收轉化為海洋的內能；直接利用包括光熱轉換和光電轉換，比如太陽能熱水器和太陽能電池。

活動：怎樣直接利用太陽能

如圖20-8所示，太陽能的利用途徑通常為能量轉換的方式，包括向內能、電能和化學能的轉換。太陽能熱水器利用太陽能將水加熱，能量轉化為水的內能；太陽能電池利用太陽光轉化為電能；太陽能汽車利用太陽光制備氫氣，再用氫能提供汽車動力。

如圖20-9所示，太陽能是利用半導體對太陽光的吸收，使太陽光轉換為電能，從而為衛星、家庭等地方提供電能。

例1 市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子，在陽光的照射下，小電扇快速轉動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼意．該裝置的能量轉化情況是（）

A．機械能→太陽能→電能

B．太陽能→機械能→電能 C．電能→太陽能→機械能

D．太陽能→電能→機械能

解析：帽子上的太陽能電池板將太陽能轉化為電能，供小電扇工作．小電扇工作時消耗電能，將電能轉化為扇葉的機械能．故選D．

2．核能——造福人類的神火

原子核內蘊含著巨大的能量，稱為核能或原子能。核能的釋放途徑為核聚變和核裂變。核裂變是一種鏈式反應，它將較重的原子核裂變為較輕的原子核。利用中子轟擊鈾核，可以將鈾核分裂，同時釋放出2-3個中子，釋放的中子可以轟擊另一個鈾核，這樣就組成了鏈式反應，如圖20-10所示。核裂變能夠釋放出很大的能量，但如果不能控制裂變的速率，就容易導致大量的能量被釋放出來，原子彈爆炸就屬于核裂變。1kg鈾提供的能量相當于2700t煤炭的能量，所以核能具有很高的能量密度，在利用核能發電時，需要設立裝置來控制中子產生的數量和速率，如圖20-12所示。

核聚變是核能利用的又一大重要方式。如圖20-13所示，質量較輕的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同時，變為質量較大的原子核，釋放出更大的能量。這種巨大的能量來源于超高溫，所以核聚變又稱為熱核反應。目前核聚變只限于核爆炸，這也是太陽能的產生來源。氘原子的來源豐富，1L海水中具有0.03g氘原子，對應300L汽油的能量，所以對核聚變的利用非常重要，目前我國對受控核聚變的研究位于世界前列。

例2 下列屬于鏈式反應的是（）A．原子彈爆炸 B．氫彈爆炸

C．鎂條的燃燒 D．太陽內部發生的核反應

解析： 鏈式反應是重核裂變時用中子轟擊重核，產生多個中子，中子又會撞擊重核，產生更多的中子，使裂變不斷進行下去的反應過程，鏈式反應發生在核裂變時，故A正確；氫彈爆炸是利用核聚變；太陽內部是由于較輕的氫原子核在高溫下發生聚變釋放能量；鎂條的燃燒是一種化學變化，BCD不合題意．故選A．

除太陽能和核能外，海洋能、風能、氫能都是具有很大應用潛力的新能源。地球上71%的面積都是海洋，波浪、海流、潮汐、溫差都能夠提供很大的熱量。與此類似，風能和氫能也是重要的清潔能源。

三、課堂練習：

1．下列說法中正確的是（C）A．原子核在常溫下就能發生輕核的聚變 B．太陽的能量來自大量的氖核的裂變 C．核電站內的核反應堆是可控制的鈾核裂變 D．煤、石油、天然氣都屬于可再生能源

2．以下屬于相對清潔、又取之不盡的能源是（C）A．煤 B．核能 C．太陽能 D．天然氣

3．關于核反應，下列說法正確的是（B）A．只有裂變才能釋放出核能

B．原子彈爆炸時發生的鏈式反應是不加控制的 C．核反應堆中發生的鏈式反應是不可以控制的 D．氫彈爆炸是利用裂變釋放出核能 課堂小結：

【師生交流】通過這節課，談一下我們學習了哪些內容？ 【總結】 20.2 開發新能源

1．太陽能—永恒的動力之源

太陽能的利用途徑通常為能量轉換的方式，包括向內能、電能和化學能的轉換。太陽能熱水器利用太陽能將水加熱，能量轉化為水的內能；太陽能電池利用太陽光轉化為電能；太陽能汽車利用太陽光制備氫氣，再用氫能提供汽車動力。

2．核能——造福人類的神火 核能的釋放途徑為核聚變和核裂變。

核裂變是一種鏈式反應，它將較重的原子核裂變為較輕的原子核。利用中子轟擊鈾核，可以將鈾核分裂，同時釋放出2-3個中子，釋放的中子可以轟擊另一個鈾核，這樣就組成了鏈式反應。核聚變是核能利用的又一大重要方式。質量較輕的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同時，變為質量較大的原子核，釋放出更大的能量。這種巨大的能量來源于超高溫，所以核聚變又稱為熱核反應。

【板書】

【教學反思】

本節課首先通過實例，了解新能源的利用。重點突出太陽能和核能的利用。培養學生將科學服務于人類的意識，激發學生振興中華的使命感與責任感。

第五篇：16.開發新能源 教學設計（精選）

開發新能源 教學設計

教學設計思想：

在認識了能源問題、節約能源的基礎上，本課進一步圍繞什么是新能源，怎樣開發新能源設計了3個活動。其教學重點是指導學生認識新能源的種類和特點，難點是設計開發新能源的計劃。

教學目標：

一、科學探究目標

1．能按照要求制作太陽爐。

2．能通過試驗驗證誰制作的太陽爐效果最好。3．能分析出太陽爐轉化能量的過程。

4．能正確地評價自己和別人開發新能源的計劃書。

二、情感態度與價值觀目標

1．能大膽地提出自己開發新能源的設想。

2．能通過比較說明新能源的開發和利用的優點和不足。

三、科學知識目標

1．能舉實例說明什么是新能源。2．能舉實例說明什么是生物質能源。

四、科學、技術、社會、環境目標 能詳細地寫出自己開發新能源的計劃書。教學重點和難點：

重點：指導學生認識新能源的種類和特點。難點：設計開發新能源的計劃。教學方法：

教師講授與學生活動相結合的互動教學法。教學媒體：

多媒體設備、有關新能源的圖片和資料、制作太陽爐的材料。課時建議： 2課時。第一課時

（一）導課

講述：目前，人類每年要燃燒40億噸煤、25億噸石油，并以每年3%的速度增長，按此計算，地球上的煤還可以維持200多年，石油就只有50多年的用量了。人類必須設法開發新能源。今天我們就來學習開發新能源。

（二）新課教學 ◆活動1：能源比較

1．介紹：新能源是近幾十年來人類采用新技術開發的可再生能源，新能源的開發和利用將從根本上解決遇到的能源問題。

2．認識新能源：

（1）學生學習書本P74的資料；（2）介紹并認識：

生物質能源：綠色植物的生產；生物質能的汽化、液化和固化。潮汐能源：水資源。

天然氣水合物：俗稱燃料冰，具有極強的燃燒力。核能：清潔、高效、低耗的能源。3．問題：你還知道哪些新的能源呢？

4．記錄：將你知道的新的能源的名稱記錄下來。

5．比較：從常規的能源和新的能源中選擇幾種，比較它們之間的優缺點。

（1）能否再生（2）開發的技術要求（3）對環境的影響

6．學生交流討論，并將結果填寫在P75的表格中。7．討論：新能源的餓開發和利用將給我們帶來那些好處？ 8．評價。板書設計： 第十六課 開發新能源

生物質能源：綠色植物的生產；生物質能的汽化、液化和固化。潮汐能源：水資源。

天然氣水合物：俗稱燃料冰，具有極強的燃燒力。核能：清潔、高效、低耗的能源。第二課時 教學過程：

◆活動2：制作太陽爐

1．布置任務：做一個裝置，感受新能源的好處吧！2．檢查學生準備的材料（學具）。3．介紹制作的方法：（1）在紙板上劃線；

（2）將鋁箔亮面朝外，平鋪在紙板上并抹平；（3）將紙板的三邊折起來，用膠帶粘好，做成紙盒。（4）選用不同的材料將紙盒包起來。4．實驗并記錄觀察到的現象。5．分析實驗中獲得的信息。6．交流：

（1）在太陽爐的工作過程中能量是怎樣轉化的？（2）使用太陽爐有什么優點和缺點？（3）這種裝置可以為我們做哪些事情？ 7．閱讀材料：科學在線。◆活動3：暢想新能源的開發

你認為未來可以使用和開發哪些新的能源呢？ 板書設計：

第十六課 開發新能源 太陽爐的制作方法：（1）在紙板上劃線；（2）將鋁箔亮面朝外，平鋪在紙板上并抹平；（3）將紙板的三邊折起來，用膠帶粘好，做成紙盒。（4）選用不同的材料將紙盒包起來。

駐操營小學

劉帥