上海地區(qū)優(yōu)秀高一物理 第七章 D 學(xué)習(xí)包――太陽(yáng)能的利用教案 滬科版(通用)
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1、 高考資源網(wǎng)第七章 D 學(xué)習(xí)包——太陽(yáng)能的利用 一、教學(xué)任務(wù)分析 學(xué)習(xí)包-《太陽(yáng)能的利用》是能量守恒定律一章在實(shí)際中的一個(gè)應(yīng)用。太陽(yáng)能不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益,還能緩解能源緊缺,美化生活環(huán)境,實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此,在中學(xué)物理課程中引入此內(nèi)容的學(xué)習(xí),既富有時(shí)代性,又具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本節(jié)內(nèi)高考資源網(wǎng)容重點(diǎn)放在科學(xué)探究過程的實(shí)踐、科學(xué)方法的運(yùn)用和相關(guān)知識(shí)的靈活應(yīng)用上,對(duì)改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式來說具有重要的意義。 學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容所需準(zhǔn)備的知識(shí)和技能主要有:(1)能的轉(zhuǎn)化與守恒;(2)能源的開發(fā)與利用;(3)DIS溫度傳感器的使用。 將“太陽(yáng)能的利用”內(nèi)容
2、分成若干個(gè)子課題,學(xué)生分組,并認(rèn)領(lǐng)探究的課題。 通過子課題1,簡(jiǎn)要介紹太陽(yáng)能的相關(guān)知識(shí),引出太陽(yáng)能資源的含義、優(yōu)缺點(diǎn)、利用途徑;通過子課題2,重點(diǎn)探究太陽(yáng)能的熱利用;通過子課題3,重點(diǎn)探究太陽(yáng)能發(fā)電。 通過實(shí)例分析,聯(lián)系太陽(yáng)能的來源進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算、引入“物理模型”、“等效替代”等物理學(xué)中常用的思想方法。 本節(jié)內(nèi)容采用學(xué)習(xí)包的形式編寫,目的在于改變傳統(tǒng)的教與學(xué)的方式,在教師指導(dǎo)下,學(xué)生通過自主活動(dòng),做到“資料自己找,實(shí)驗(yàn)自己做,問題自己答,小結(jié)自己寫,效果自己評(píng)”,在探究活動(dòng)中體驗(yàn)合作探究的學(xué)習(xí)過程、認(rèn)識(shí)研究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn),感悟科學(xué)方法的應(yīng)用和科學(xué)態(tài)度對(duì)探究的成功的重要作用,為今后的持續(xù)發(fā)展
3、奠定基礎(chǔ)。 二、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 (1)知道太陽(yáng)能資源的含義、優(yōu)缺點(diǎn)、利用途徑、基本技術(shù)以及人們利用與開發(fā)太陽(yáng)能的歷史和現(xiàn)狀。 (2)理解太陽(yáng)輻射和太陽(yáng)常數(shù)。 (3)學(xué)會(huì)用DIS溫度傳感器,探究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能效率的因素、上海地區(qū)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)以及測(cè)試悶曬式太陽(yáng)能集熱箱效率和性能。 (4)學(xué)會(huì)使用一些基本的太陽(yáng)能系列產(chǎn)品,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行小制作、小改造或小發(fā)明。 (5)初步學(xué)會(huì)完成對(duì)各種實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)與填寫,并能完成課題報(bào)告的撰寫。 2、過程與方法 (1)在研究 “太陽(yáng)能利用”課題的過程中,通過小組成員間分工合作,獲取、搜集、處理、表達(dá)信息的過程,感受科學(xué)探究的一
4、般過程和方法。 (2)通過查閱有關(guān)太陽(yáng)能能源的資料,認(rèn)識(shí)太陽(yáng)能能源的基本知識(shí)以及利用與開發(fā)的歷史和現(xiàn)狀。 (3)通過DIS實(shí)驗(yàn),感受信息技術(shù)對(duì)探究活動(dòng)的支撐作用。 (4)通過搜集有關(guān)利用太陽(yáng)能開發(fā)的產(chǎn)品及該產(chǎn)品的圖片和工作原理,掌握家用太陽(yáng)能裝置和一些基本的太陽(yáng)能系列產(chǎn)品的使用方法,并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行小制作、小改造和小發(fā)明。 (5)通過經(jīng)歷太陽(yáng)能開發(fā)利用的學(xué)習(xí)與實(shí)踐過程,認(rèn)識(shí)調(diào)查法、實(shí)驗(yàn)法,控制變量法,物理模型,等效替代等科學(xué)研究方法和物理思想。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 (1)根據(jù)子課題研究?jī)?nèi)容,通過小組成員間明確各自擔(dān)任的角色和任務(wù),在探究的過程,體驗(yàn)具體分工、合作的愉悅和經(jīng)驗(yàn),
5、增強(qiáng)責(zé)任感,樂于與人合作,并善于與人合作。 (2)在動(dòng)腦、動(dòng)手實(shí)踐中,?通過使用、改造或設(shè)計(jì)太陽(yáng)能利用的器具,激發(fā)利用與開發(fā)太陽(yáng)能的興趣,提高動(dòng)手實(shí)踐與大膽創(chuàng)新的能力。 (3)通過學(xué)習(xí)與實(shí)踐過程,體驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的樂趣,懂得合理、科學(xué)使用太陽(yáng)能的方法以及重要意義,增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境、節(jié)能的使命感。 (4)通過多角度、多層次、多方式對(duì)問題展開思考和剖析,在解決問題的過程中,體驗(yàn)成功的愉悅感和成就感。 三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn):(1)太陽(yáng)能利用的相關(guān)知識(shí)。 (2)探究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能效率的因素、上海地區(qū)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)以及測(cè)試悶曬式太陽(yáng)能集熱箱效率和性能。 難點(diǎn):(1)運(yùn)用利用太陽(yáng)能的有關(guān)知
6、識(shí)進(jìn)行小制作、小改造和小發(fā)明。 (2)理解太陽(yáng)輻射和太陽(yáng)常數(shù)。 四、教學(xué)資源 1、器材: (1)研究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能效率因素的實(shí)驗(yàn)器材:小包裝純凈水(250ml左右)空瓶四個(gè),30cm×40cm聚乙烯透明塑料袋三個(gè),20cm×20cm黑紙一張,光亮、平整鋁箔包裝紙若干,高40cm的支架4個(gè),DIS(溫度傳感器,數(shù)據(jù)采集器,計(jì)算機(jī)等)或溫度計(jì)等。 (2)研究上海地區(qū)太陽(yáng)輻射特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)器材:小包裝純凈水(250ml左右)空瓶若干,橡皮塞(鉆孔),DIS(溫度傳感器,數(shù)據(jù)采集器,計(jì)算機(jī)等)或溫度計(jì),支架等。 (3)研究悶曬式太陽(yáng)能集熱箱效率和性能的實(shí)驗(yàn)器材:聚苯乙烯泡沫塑料,松軟物體
7、(棉花,羽絨等)、蓋板玻璃等;各種顏色的材料(紙張、布匹等),DIS(溫度傳感器,數(shù)據(jù)采集器,計(jì)算機(jī)等)或溫度計(jì)等。 (4)研究太陽(yáng)能發(fā)電的實(shí)驗(yàn)器材:太陽(yáng)能電池板,太陽(yáng)能小車、太陽(yáng)能風(fēng)車等制作材料。 (5)其他所需器材。 2、Internet網(wǎng)絡(luò)、圖書資料等。 3、課件:自制課件、Flash動(dòng)畫等。 4、錄像:太陽(yáng)能利用的視頻資料。 五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括四個(gè)方面:一是太陽(yáng)能利用的相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介;二是太陽(yáng)能的熱利用;三是太陽(yáng)能發(fā)電;四是建立“太陽(yáng)輻射物理模型”及對(duì)“太陽(yáng)常量”的理解。 本設(shè)計(jì)的基本思路是:學(xué)生組成小組,在教師的指導(dǎo)下根據(jù)總課題“太陽(yáng)能的利用”提出系
8、列性問題或子課題,然后通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、查找資料、交流討論、探究實(shí)驗(yàn)解決問題,最后進(jìn)行小結(jié)、交流和評(píng)價(jià)。 本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:太陽(yáng)能利用的相關(guān)知識(shí)以及探究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能效率的因素、上海地區(qū)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)以及測(cè)試悶曬式太陽(yáng)能集熱箱效率和性能。方法是:通過子課題1的研究,搜集有關(guān)太陽(yáng)能的含義,太陽(yáng)輻射與太陽(yáng)常數(shù),太陽(yáng)能的優(yōu)缺點(diǎn),太陽(yáng)能的利用途徑,太陽(yáng)能利用基本技術(shù)及發(fā)展史等資料,了解太陽(yáng)能利用的相關(guān)知識(shí);通過子課題2和子課題3的研究,運(yùn)用DIS溫度傳感器探究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能效率的因素、上海地區(qū)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)以及測(cè)試自制悶曬式太陽(yáng)能集熱箱效率和性能。 本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:運(yùn)用太陽(yáng)能
9、利用的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行小制作、小改造和小發(fā)明。方法是:通過搜集有關(guān)利用太陽(yáng)能開發(fā)的產(chǎn)品及該產(chǎn)品的圖片和工作原理,掌握家用太陽(yáng)能裝置和一些基本的太陽(yáng)能系列產(chǎn)品的使用方法,并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行小制作、小改造和小發(fā)明。理解太陽(yáng)輻射和太陽(yáng)常數(shù)。方法是通過實(shí)例分析,引入物理模型、等效替代等物理思想,理解太陽(yáng)輻射和“太陽(yáng)常量”的概念。 本設(shè)計(jì)重視培養(yǎng)學(xué)生獲取、搜集、處理、表達(dá)信息的能力以及實(shí)驗(yàn)探究,創(chuàng)造發(fā)明的能力。 完成本設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)需2~3課時(shí)。 六、教學(xué)流程 拓展延伸 關(guān)注科技發(fā)展 課內(nèi) 匯報(bào)成果,交流心得,師生點(diǎn)評(píng) 交流小結(jié) 成果匯報(bào)交流 課外 反思,小結(jié),完成思考
10、與練習(xí) 探索研究 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 課外 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,回答相關(guān)問題 課內(nèi) 聽介紹,看表演,提問題 課外 學(xué)生分組,搜集資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 課內(nèi) 交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,實(shí)驗(yàn)探究 問題探討 提出研究?jī)?nèi)容 1、教學(xué)流程圖 2、流程圖說明 問題探討 提出研究?jī)?nèi)容 課內(nèi)通過錄像、課件、演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景,指出太陽(yáng)能不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益,還能緩解能源緊缺,美化生活環(huán)境,實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展有重要的現(xiàn)實(shí)意義,激發(fā)學(xué)生的興趣和探究欲望。 課外通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組
11、、確定子課題及研究?jī)?nèi)容、明確角色和任務(wù)分工。利用網(wǎng)絡(luò)資源和書籍資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,制定課題計(jì)劃書和進(jìn)度表。 探索研究 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 課內(nèi)通過小組內(nèi)部交流設(shè)計(jì)方案,實(shí)驗(yàn)探究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能效率的因素、上海地區(qū)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)以及測(cè)試悶曬式太陽(yáng)能集熱箱效率和性能。 課外繼續(xù)實(shí)驗(yàn)探究并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并將搜集到的資料匯總、分析、整合,初步做成ppt、網(wǎng)頁(yè)、作品等形式,并回答相關(guān)問題。 交流小結(jié) 成果匯報(bào)交流 課內(nèi)通過學(xué)生分組展示和交流研究成果,由教師和學(xué)生組成的課題評(píng)審團(tuán)可以用投票的方式對(duì)各組成果進(jìn)行評(píng)議,根據(jù)成果交流情況評(píng)出各獎(jiǎng)項(xiàng),進(jìn)行表彰和鼓勵(lì),點(diǎn)評(píng)并提出改進(jìn)意見。然后,教師通過實(shí)
12、例的分析,進(jìn)一步理解太陽(yáng)輻射和太陽(yáng)常數(shù)的概念。最后教師總結(jié)課題研究的方法例如實(shí)驗(yàn)法,調(diào)查法,以及物理思想和科學(xué)方法例如等效替代,控制變量法和物理模型等。 課外,讓學(xué)生反思學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)包的過程,做好小結(jié),完成思考與練習(xí)。 拓展延伸 關(guān)注科技發(fā)展 介紹幾個(gè)主要的國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能網(wǎng)站的地址,激發(fā)學(xué)生利用與開發(fā)太陽(yáng)能的興趣,增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境、節(jié)能的使命感。 3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可以分為三個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié): 第一環(huán)節(jié),通過太陽(yáng)能利用的問題探討,了解太陽(yáng)能資源的相關(guān)知識(shí),包括太陽(yáng)能的含義,太陽(yáng)輻射和太陽(yáng)常數(shù),太陽(yáng)能的優(yōu)缺點(diǎn)、利用途徑以及太陽(yáng)能利用的基本技術(shù),人們利用與開發(fā)太陽(yáng)能的歷史和現(xiàn)狀。 第二環(huán)
13、節(jié),通過DIS實(shí)驗(yàn),探究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能效率的因素、上海地區(qū)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)以及測(cè)試悶曬式太陽(yáng)能集熱箱效率和性能,完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 第三環(huán)節(jié),學(xué)生對(duì)制作的作品與研究的成果進(jìn)行展示、匯報(bào)和交流,教師總結(jié)評(píng)價(jià),實(shí)例分析,并作適當(dāng)?shù)耐卣寡由?。學(xué)生課后完成課題研究結(jié)題報(bào)告,小結(jié)學(xué)習(xí)包的學(xué)習(xí)情況。 七、教學(xué)案例 (一)問題探討 1、學(xué)生方面所做的準(zhǔn)備 l 學(xué)生分組:以自愿結(jié)合為原則,每4~6人分為一組。 l 角色和任務(wù)分工:根據(jù)自身的特點(diǎn),學(xué)生自主選擇和承擔(dān)對(duì)應(yīng)子課題的各項(xiàng)任務(wù)。每組可設(shè)資料搜集員,整理員、展示員,實(shí)驗(yàn)員、制作發(fā)明員、組長(zhǎng)(兼)等。 l 課題選題:包括教師指定選題和學(xué)生
14、自主選題。教師可根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平和研究能力,可以提供一系列可操作的課題供學(xué)生選擇,也可以由學(xué)生自主選擇有興趣、能操作的課題,然后填寫選題意向表。其他課題:需由指導(dǎo)老師主持開題評(píng)審會(huì)對(duì)學(xué)生課題研究方案進(jìn)行評(píng)審。 2、教師方面所做的準(zhǔn)備 l 創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的情境:從本節(jié)課的生活背景出發(fā),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“太陽(yáng)能利用”的興趣。 l 編寫課前導(dǎo)學(xué):學(xué)生自主學(xué)習(xí)應(yīng)考慮時(shí)間的合理性,高中生課后作業(yè)較多,為了讓學(xué)生有寬裕的課前自主時(shí)間,開展研究性學(xué)習(xí)。教師應(yīng)根據(jù)具體要求,編寫了“課前導(dǎo)學(xué)”,在“課前導(dǎo)學(xué)”中為學(xué)生提供了學(xué)法指導(dǎo),針對(duì)所學(xué)內(nèi)容,提供一些相關(guān)的學(xué)習(xí)方法讓學(xué)生參考,重在引導(dǎo)學(xué)生圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)展開思考
15、,發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn),提高學(xué)習(xí)效率。 l 教師搜集選題意向表:按照學(xué)生的意向分組,最后宣布分組名單。 l 評(píng)價(jià)方式:成立課題評(píng)審團(tuán)。由每個(gè)課題組的一名代表和指導(dǎo)老師組成評(píng)審團(tuán),一方面對(duì)學(xué)生開題報(bào)告進(jìn)行評(píng)審,另一方面以投票方式對(duì)各組交流展示的成果進(jìn)行評(píng)議。根據(jù)成果交流情況評(píng)出各獎(jiǎng)項(xiàng),進(jìn)行表彰和鼓勵(lì),點(diǎn)評(píng)并提出改進(jìn)意見。 (二)實(shí)踐探究 l 各課題組制定研究方案,自主開展研究活動(dòng)。學(xué)生可以到閱覽室、圖書館或通過上網(wǎng)查閱太陽(yáng)能能源的相關(guān)資料,了解太陽(yáng)能這一新型能源的開發(fā)和利用情況。也可以實(shí)驗(yàn)探究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能效率的因素、上海地區(qū)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)以及測(cè)試悶曬式太陽(yáng)能集熱箱效率和性能。還可以利用太陽(yáng)能
16、的相關(guān)知識(shí),進(jìn)行小制作,小改造和小發(fā)明。作品可以是制作模型,也可以繪制設(shè)計(jì)圖,講解設(shè)計(jì)思路和科學(xué)原理等。 l 以課題組為單位,歸納整理收集到的信息資料,將研究結(jié)果以word,Powerpoint、flash、網(wǎng)頁(yè)、作品等形式加以總結(jié),便于小結(jié)交流。 (三)交流小結(jié) 1、學(xué)生分組交流各自課題的研究結(jié)果(以下課題供參考,詳見附錄) l 子課題1:太陽(yáng)能利用的相關(guān)知識(shí) 包括:1)太陽(yáng)能的含義 2)太陽(yáng)輻射與太陽(yáng)常數(shù) 3)太陽(yáng)能的優(yōu)缺點(diǎn) 4)太陽(yáng)能的利用途徑 5)太陽(yáng)能利用所涉及的技術(shù)問題 6)太陽(yáng)能利用的發(fā)展史等。 l 子課題2:太陽(yáng)能的熱利用 1)太陽(yáng)能熱利用在生活中的應(yīng)用
17、 搜集并展示有關(guān)太陽(yáng)能熱利用的產(chǎn)品或圖片,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能熱利用就在生活中。例如:太陽(yáng)灶,太陽(yáng)能干燥器,太陽(yáng)能溫室,太陽(yáng)房等。 2)實(shí)驗(yàn)探究 2 研究影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能的效率因素(見課本P112頁(yè)),填寫《探究太陽(yáng)能利用效率活動(dòng)任務(wù)單》,完成探究任務(wù)。 2 研究上海地區(qū)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)(見課本P114),設(shè)計(jì)并填寫《研究上海地區(qū)太陽(yáng)輻射特性活動(dòng)任務(wù)單》,完成探究任務(wù)。 3)小制作、小發(fā)明參考 2 簡(jiǎn)易悶曬式太陽(yáng)能集熱箱的制作參考:研究不同顏色的材料對(duì)太陽(yáng)輻射吸收的狀況,思考如何合理利用太陽(yáng)能(見課本P115)。用DIS溫度傳感器測(cè)試自制的悶曬式太陽(yáng)能集熱箱的效率和性能,與其他
18、小組的作品比一比誰(shuí)的集熱箱的性能更好。 2 簡(jiǎn)易太陽(yáng)灶的制作參考 2 簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器的制作參考:思考采取哪些措施可以提高熱水器的熱水溫度和出水量。 2 太陽(yáng)能熱水瓶的制作參考。 4)調(diào)查研究 向家長(zhǎng)或安裝太陽(yáng)能系列產(chǎn)品的家庭或單位進(jìn)行調(diào)查訪問活動(dòng),比較太陽(yáng)能熱水器、電熱水器、燃?xì)鉄崴髟谑褂弥械膬?yōu)缺點(diǎn)。 l 子課題3:太陽(yáng)能發(fā)電 1)太陽(yáng)能發(fā)電在生活中的應(yīng)用 搜集并展示有關(guān)太陽(yáng)能發(fā)電的產(chǎn)品或圖片,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能發(fā)電就在生活中。例如:太陽(yáng)能計(jì)算器、太陽(yáng)能燈系列(草坪燈、觀景燈、路燈、交通燈)、太陽(yáng)能時(shí)鐘、太陽(yáng)能汽車、太陽(yáng)能自行車太陽(yáng)能發(fā)電廠、太陽(yáng)能空調(diào)器、太陽(yáng)能電視機(jī)、
19、太陽(yáng)能換氣扇、太陽(yáng)能收音機(jī)、太陽(yáng)能電話機(jī)、太陽(yáng)能照像機(jī)等。 2)太陽(yáng)能電池介紹 包括太陽(yáng)能電池的種類,原理、太陽(yáng)能電池的應(yīng)用和發(fā)展,國(guó)內(nèi)、國(guó)外對(duì)太陽(yáng)能電池的研究等,詳見附錄。 3)小制作、小發(fā)明參考 自己設(shè)計(jì)幾個(gè)用太陽(yáng)能電池供電的電路,畫出電路原理圖,尋找材料并動(dòng)手制作。如太陽(yáng)能小車,太陽(yáng)能涼帽、太陽(yáng)能風(fēng)車、太陽(yáng)能石英鐘。也可以創(chuàng)作廣告,畫,歌曲、詩(shī)詞、小品(但一定要和主題相關(guān))。 2 太陽(yáng)能涼帽的制作參考。 2 太陽(yáng)能石英鐘的制作參考。 2 太陽(yáng)花的制作參考。 2 太陽(yáng)能模型賽車的制作參考。 2 風(fēng)能、光能兩用發(fā)電機(jī)組的制作參考。 4)調(diào)查研究 通過搜集資料,比較太陽(yáng)能
20、發(fā)電,與水力發(fā)電、火力發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)。 2、師生評(píng)價(jià) 由師生組成的評(píng)審團(tuán)以投票方式對(duì)各組成果進(jìn)行評(píng)議,根據(jù)成果交流情況評(píng)出各獎(jiǎng)項(xiàng),進(jìn)行表彰和鼓勵(lì),點(diǎn)評(píng)并提出改進(jìn)意見。 3、理解太陽(yáng)輻射與太陽(yáng)常數(shù) 通過實(shí)例分析,引入物理模型、等效替代等物理思想,理解太陽(yáng)輻射和“太陽(yáng)常量”的概念。 例題:太陽(yáng)內(nèi)部不停地進(jìn)行著熱核反應(yīng)(氘核和氚核結(jié)合成氦核),同時(shí)釋放出巨大的能量。地球平均每平方米所接受的太陽(yáng)能的功率P0=1.353*103W/m2(即所謂的“太陽(yáng)常量” ),若將這一功率視為在地球上垂直于太陽(yáng)光線方向射到地球表面上的能量,已知太陽(yáng)到地球的距離d=1.5*1011m,地球的半徑R=6.4*
21、106m,求: 1)太陽(yáng)在一年時(shí)間內(nèi)向外輻射能量約為多少? 2)地球平均每年接受的太陽(yáng)的能量是多少? 解:1)建立太陽(yáng)的輻射物理模型 太陽(yáng)在一年內(nèi)向外輻射的能量E 2)理解“太陽(yáng)常量”的概念: 將地球接受太陽(yáng)能量的面積等效替代為一個(gè)半徑為地球半徑的截面的面積。 4、拓展延伸 介紹幾個(gè)主要的國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能網(wǎng)站的地址,激發(fā)學(xué)生利用與開發(fā)太陽(yáng)能的興趣,增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境、節(jié)能的使命感。 附錄 附1:子課題資料參考 子課題1:太陽(yáng)能利用的相關(guān)知識(shí) 一、太陽(yáng)能的含義 太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行著由氫聚變成氦的原子核反應(yīng),不停地釋放出巨大的能量,不斷地向宇宙空間輻射能量,這就是太
22、陽(yáng)能。太陽(yáng)內(nèi)部的這種核聚變反應(yīng)可以維持很長(zhǎng)時(shí)間,據(jù)估計(jì)約有幾十億至幾百億年,相對(duì)于人類的有限生存時(shí)間而言,太陽(yáng)能可以說是取之不盡,用之不竭的。 太陽(yáng)能是最重要的基本能源,不僅包括直接投射到地球表面上的太陽(yáng)輻射能,而且包括像所有礦物燃料能、水能、風(fēng)能、海洋能、潮汐能等間接的太陽(yáng)能資源,還應(yīng)包括通過綠色植物的光合作用所固定下來的能量即生物質(zhì)能。 現(xiàn)在廣泛開采并使用的煤炭、石油、天然氣等等,也都是古老的太陽(yáng)能資源的產(chǎn)物,即由千百萬(wàn)年前動(dòng)、植物本體所吸收的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換而成的。水能是由水位的高差所產(chǎn)生的,由于受到太陽(yáng)輻射的結(jié)果,地球表面上(包括海洋)的水份被加熱而蒸發(fā),形成雨云在高山地區(qū)降水后,即
23、形成水能的主要來源。風(fēng)能是由于受到太陽(yáng)輻射的強(qiáng)弱程度不同,在大氣中形成溫差和壓差,從而造成空氣的流動(dòng)所產(chǎn)生的。海洋能主要包括波浪能和海水溫差能,后者可以利用一般海水表面的“高溫”(與大氣溫度基本相同)和海水表面以下數(shù)十米處的“低溫”(一般在7~10℃)之間的溫差,用低溫差發(fā)電機(jī)發(fā)電。潮汐能則是由于太陽(yáng)和月亮對(duì)于地球上海水的萬(wàn)有引力作用的結(jié)果。 總之,嚴(yán)格地說來,除了地?zé)崮芎驮雍四芤酝?,地球上的所有其他能源全部來自太?yáng)能。這也稱為“廣義太陽(yáng)能”,以便與僅指太陽(yáng)輻射能的“狹義太陽(yáng)能”相區(qū)別?!? 二、太陽(yáng)輻射與太陽(yáng)常數(shù) 1)太陽(yáng)輻射能和到達(dá)地球的太陽(yáng)能 整個(gè)太陽(yáng)每秒鐘釋放出來的能量是無(wú)比巨
24、大的,高達(dá)37.3×106兆焦,相當(dāng)于每秒鐘燃燒1.28億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所放出的能量。 太陽(yáng)輻射到達(dá)地球陸地表面的能量,大約為17萬(wàn)億千瓦,僅占到達(dá)地球大氣外層表面總輻射量的10%。即使這樣,它也相當(dāng)目前全世界一年內(nèi)能源總消耗量的3.5萬(wàn)倍。 2)太陽(yáng)常數(shù) 太陽(yáng)常數(shù)是指在太陽(yáng)地球間平均距離外,在地球大氣層以上垂直于太陽(yáng)光線的平面上,單位面積,單位時(shí)間內(nèi)的太陽(yáng)輻射能的數(shù)值,該數(shù)值是個(gè)常數(shù),一般取1367瓦/米2。 由于通過地球外大氣層吸收反射,太陽(yáng)光到達(dá)地面的輻射強(qiáng)度大大降低。 三、太陽(yáng)能的特點(diǎn) 1、太陽(yáng)能資源的優(yōu)點(diǎn):與常規(guī)能源相比較,太陽(yáng)能資源的優(yōu)點(diǎn)很多,并且都是一般的常規(guī)能源所無(wú)法比擬的
25、。概括起來,可以歸納為以下四個(gè)方面: 1)數(shù)量巨大:每年到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能約為130萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤或3600Q,即約為目前全世界所消費(fèi)的各種能量總和的1×104倍。 2)時(shí)間長(zhǎng)久:根據(jù)天文學(xué)的研究結(jié)果,可知太陽(yáng)系已存在大約50億年左右。太陽(yáng)能的根源是在太陽(yáng)內(nèi)部的高溫(~2×107K)和高壓(~3×1016Pa)條件下進(jìn)行的由四個(gè)氫原子核聚變成一個(gè)氦原子核的熱核反應(yīng)。根據(jù)目前太陽(yáng)輻射的總功率以及太陽(yáng)上氫的總含量進(jìn)行估算,尚可繼續(xù)維持1011年之久。對(duì)于人類存在的年代來說,確實(shí)可以認(rèn)為是“取之不盡,用之不竭”的。 3)普照大地:太陽(yáng)輻射能“送貨上門”,既不需要開采和挖掘,也不需要運(yùn)輸。普
26、天之下,無(wú)論大陸或海洋,無(wú)論高山或島嶼,都“一視同仁”。既無(wú)“專利”可言,也不可能進(jìn)行壟斷,開發(fā)和利用都極為方便。 4)清潔安全:太陽(yáng)能素有“干凈能源”和“安全能源”之稱。它不僅毫無(wú)污染,遠(yuǎn)比常規(guī)能源清潔;也毫無(wú)危險(xiǎn),遠(yuǎn)比原子核能安全。 2 太陽(yáng)能資源的缺點(diǎn) 太陽(yáng)能資源雖然具有上述幾方面常規(guī)能源所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),但也存在著相當(dāng)嚴(yán)重的缺點(diǎn)和問題,主要有以下三個(gè)方面: 1)分散性:到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能的總量盡管很大,但是能流密度卻很低。平均說來,北回歸線附近夏季晴天中午的太陽(yáng)輻照度最大,約為l.1~1.2kW·m-2,即投射到地球表面1m2面積上的太陽(yáng)能功率僅為1kW左右;冬季大致只有
27、一半,而陰天則往往只有1/5左右。因此,想要得到一定的輻射功率,就只有兩種可行的辦法:或者使采光面積增大,或者使采光面的集光比增大(即提高聚焦程度)。但是前者將需占用較大的地面,而后者則會(huì)使成本大大提高。 2)間斷性和不穩(wěn)定性:由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴陰云雨等隨機(jī)因素的影響,太陽(yáng)輻射既是間斷的又是不穩(wěn)定的。為了使太陽(yáng)能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源,從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的獨(dú)立能源,就必須很好地解決貯能問題,即把晴朗白天的太陽(yáng)輻射能盡量貯存起來以供夜間或陰雨天使用。但就目前而論,貯能恰好是太陽(yáng)能利用中最薄弱的環(huán)節(jié)之一。 3)效率低和成本高:就太陽(yáng)能利用的
28、目前發(fā)展水平來說,有些方面雖然在理論上是可行的,技術(shù)上也是成熟的,但是因?yàn)樾势毡檩^低,成本普遍較高,所以經(jīng)濟(jì)性較差,還不能(至少不容易)與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),太陽(yáng)能利用的進(jìn)一步發(fā)展,或是大規(guī)模的推廣使用,主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。因此,當(dāng)前的研究重點(diǎn)之一,就是盡可能地提高效率和降低成本,加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)力?!? 四、太陽(yáng)能的利用途徑 太陽(yáng)輻射能的直接利用,基本上有四種方式。 1、光-熱轉(zhuǎn)換 光熱轉(zhuǎn)換的基本原理是將太陽(yáng)輻射能收集起來,利用溫室效應(yīng)來加熱物體而獲得熱能。這是目前技術(shù)最為成熟、成本最為低廉、因而應(yīng)用最為廣泛的形式。例如地膜、大棚、溫室等。目前使用較多的太陽(yáng)能
29、收集裝置有兩種:一種是平板型集熱器,例如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能蒸餾器以及箱式太陽(yáng)灶等;另一種是聚焦型集熱器,例如太陽(yáng)能開水器、太陽(yáng)能理療器以及反射式太陽(yáng)灶、高溫太陽(yáng)爐等。 2、光-電轉(zhuǎn)換 光電轉(zhuǎn)換即將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能。目前,太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式: 光一熱一電轉(zhuǎn)換方式:利用太陽(yáng)輻射熱能發(fā)電,一般是由太陽(yáng)能集熱器將吸收熱后產(chǎn)生的蒸汽,驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,其中后一過程與火力發(fā)電一樣。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率低而成本高,其成本至少比普通火電站高5~10倍。 光一電直接轉(zhuǎn)換方式:其基本原理是利用光生伏打效應(yīng),將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能。光一電轉(zhuǎn)換的主要裝置就是太陽(yáng)能電池,它適用于電子儀表
30、、光電信號(hào)器件、無(wú)人中繼站、高山氣象站、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等,尤其可以分散在邊遠(yuǎn)山區(qū)、沙漠、海島和農(nóng)村使用,以節(jié)省一些造價(jià)很高的輸電線路。 3、光-化學(xué)轉(zhuǎn)換 利用太陽(yáng)輻射能直接分解水制氫,是一種很有前途的光—化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。另外,利用太陽(yáng)能中的紫外線處理不能降解的“白色污染”-塑料包裝,大大降低了治理費(fèi)用。 4、光—生物質(zhì)轉(zhuǎn)換 主要是通過地球上眾多植物的光合作用,將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能。其中大面積培植速生薪柴林,平均每年可以增高1m以上,不僅可以大大改善陸地綠化狀況,減少大氣污染,而且還可供給廣大農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)的炊事和生活用能。特別是,利用秸稈的氣化燃燒,還可以用來進(jìn)行小規(guī)模發(fā)電,滿
31、足家庭用電需要。此外,在海洋上大面積繁殖藻類,更可以解決全球日益增長(zhǎng)的食品需要,尤其是補(bǔ)充蛋白質(zhì)的不足,都將對(duì)于保證人類社會(huì)能夠健康、平穩(wěn)地可持續(xù)發(fā)展作出巨大的貢獻(xiàn)。 五、太陽(yáng)能利用所涉及的技術(shù)問題 根據(jù)太陽(yáng)能的特點(diǎn),必須解決以下四個(gè)基本技術(shù)問題,才能有效地加以利用。 1、 太陽(yáng)能采集 2、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換 3、太陽(yáng)能貯存 4、太陽(yáng)能輸運(yùn) 太陽(yáng)能開發(fā)利用是當(dāng)今國(guó)際上一大熱點(diǎn),經(jīng)過最近20多年的努力,太陽(yáng)能技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步,太陽(yáng)能利用領(lǐng)域已由生活熱水,建筑采暖等擴(kuò)展到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)許多部門,人們已經(jīng)強(qiáng)烈意識(shí)到,一個(gè)廣泛利用太陽(yáng)能和可再生能源的新時(shí)代——太陽(yáng)能時(shí)代即將來到。 六、太陽(yáng)能利用的發(fā)展
32、 略 子課題2:太陽(yáng)能的熱利用 小制作、小發(fā)明參考 簡(jiǎn)易悶曬式太陽(yáng)能集熱箱 1、 制作簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能集熱箱,研究不同顏色的材料對(duì)太陽(yáng)輻射吸收的狀況,思考如何合理利用太陽(yáng)能。(見課本P115) 2、 用DIS的溫度傳感器測(cè)試自制的悶曬式太陽(yáng)能集熱箱的效率和性能,與其他小組的作品比一比誰(shuí)的集熱箱的性能更好。 3、 將自制的太陽(yáng)能集熱箱改造成簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器,思考采取哪些措施可以提高熱水器的熱水溫度和出水量。 簡(jiǎn)易太陽(yáng)灶 取一只大號(hào)的湯碗,將香煙錫箔紙展開貼在湯碗內(nèi),用金屬湯勺的勺背把錫箔紙的皺折壓平。在碗底正中,挖去一塊錫紙,將掛衣帽的塑料吸盤衣帽鉤的吸盤放在該處,壓出氣
33、體把碗底牢牢吸住,再用夾鉗把金屬鉤扳直。 實(shí)驗(yàn)時(shí),把這只貼滿錫箔紙的湯碗正對(duì)太陽(yáng),陽(yáng)光反射后會(huì)聚一點(diǎn),用小紙片沿碗的半球面的軸線方向移動(dòng),光斑最小處就是焦點(diǎn)。在扳直的衣鉤上戳一塊土豆,使其正在焦點(diǎn)上,不久就烤熟。若取一根火柴,把火柴頭放在焦點(diǎn),不一會(huì)兒即見冒煙自燃。 若用大鐵鍋來取代碗效果更好。 簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器 結(jié)構(gòu)如圖所示。小容器B套在大容器A里,它們之間隔有空氣,有條件時(shí),最好將其中的空氣抽掉或墊上石棉等保溫材料,效果更好。“3”是墊在水底的黑絨布,“4”是在玻璃內(nèi)表面貼上的一層金箔紙(可取自香煙盒)。 太陽(yáng)光透過玻璃“1”、“2”,射到水中及黑絨布“3”上,黑絨布吸熱使底
34、部的水溫升高,周圍金箔紙反射光和熱,隨著時(shí)間延長(zhǎng),通過對(duì)流作用,B內(nèi)的整箱水都變?yōu)闊崴? 圖中B內(nèi)的水比玻璃蓋“2”略高,是為了防止“2”上生水珠,影響光線進(jìn)入,蓋上玻璃蓋“1”是為了防止外界空氣流動(dòng)帶走熱量,B下以支架支撐,是為了防止熱量通過容器A傳導(dǎo)出去。進(jìn)水口處使用活動(dòng)浮塞,既能使水自動(dòng)流入B內(nèi),又能將管口封住,防止熱量的損失。 太陽(yáng)能熱水瓶的制作 這個(gè)實(shí)驗(yàn)器初看像個(gè)開了膛的保溫瓶,但仔細(xì)看,它跟保溫瓶的結(jié)構(gòu)大不相同,功能也完全不同,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。 器具外殼的內(nèi)壁上覆有反射涂層,其心臟部分是一個(gè)真空集熱管。真空集熱管有點(diǎn)像保溫瓶膽,從外面看是透明的,太陽(yáng)光可以
35、射入,但內(nèi)層玻璃的外表面涂有特殊的能量吸收層,照射在上面的太陽(yáng)能基本上都被吸收,而且集熱管像保溫瓶膽一樣被抽成真空,所以能有效吸收太陽(yáng)能。 在該器具的集熱管內(nèi)可以燒水和煮熟各種食物等。 子課題 太陽(yáng)能發(fā)電 小制作、小發(fā)明參考 自己設(shè)計(jì)幾個(gè)用太陽(yáng)能電池供電的電路、尋找材料并動(dòng)手制作,如太陽(yáng)能小車,太陽(yáng)能涼帽、太陽(yáng)能風(fēng)車、太陽(yáng)能石英鐘并介紹電路原理圖、實(shí)物、制作與使用過程中的體會(huì)。或親手創(chuàng)作廣告,畫,歌曲、詩(shī)詞、小品(但一定要和主題相關(guān))。 太陽(yáng)能涼帽的制作 器材:太陽(yáng)能電池一組、多用電表一只、導(dǎo)線若干;太陽(yáng)能涼帽套件(包括涼帽、太陽(yáng)能電池、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇葉片、導(dǎo)線、螺釘?shù)?;電烙鐵
36、(包括松香和焊錫)、鑷子、螺釘旋具、射燈(或電燈)若干等。 操作: ①仔細(xì)觀看實(shí)物,看看太陽(yáng)能電池組由幾塊太陽(yáng)能電池板組合而成,它的正負(fù)極在哪里?思考為什么將太陽(yáng)能電池板和風(fēng)扇放置在這些位置? ②參照實(shí)物畫出太陽(yáng)能涼帽的電路圖。 ③動(dòng)手制作并思考太陽(yáng)能涼帽在制作和使用過程中存在的缺點(diǎn),考慮應(yīng)怎樣改進(jìn)。 太陽(yáng)能石英鐘的制作 器材:太陽(yáng)能電池一組、石英鐘一只、導(dǎo)線若干;電烙鐵(包括松香和焊錫)等。 ①參照實(shí)物畫出太陽(yáng)能石英鐘的電路圖。 ②動(dòng)手制作并思考太陽(yáng)能石英鐘在制作和使用過程中存在的缺點(diǎn),考慮應(yīng)怎樣改進(jìn)。 太陽(yáng)花的制作 把太陽(yáng)能電池與電子鐘的機(jī)芯和玫瑰花、仿真蝴蝶等
37、巧妙地結(jié)合起來,將此裝置放在窗臺(tái)上,只要有很弱的陽(yáng)光照射,就能驅(qū)動(dòng)機(jī)芯旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)周期約為1min,蝴蝶就會(huì)在花的周圍翩翩起舞,栩栩如生,賞心悅目。 太陽(yáng)能模型賽車 將太陽(yáng)能電池、電動(dòng)機(jī)、車輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組裝成一輛模型賽車,在陽(yáng)光充足的室外場(chǎng)地進(jìn)行的直線行走、走曲線撞物的賽車比賽,也可在室內(nèi)仿日光條件下進(jìn)行比賽。 比賽規(guī)則:車的結(jié)構(gòu)大小不限,但不能使用普通電池和蓄電池,只靠一片太陽(yáng)能電池利用太陽(yáng)光產(chǎn)生的電流獲得動(dòng)力。 思考:你制作的太陽(yáng)能模型賽車在比賽時(shí)表現(xiàn)如何?怎樣改進(jìn)? 風(fēng)能、光能兩用發(fā)電機(jī)組的制作 如圖所示,將太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)巧妙地結(jié)合在一起,有陽(yáng)光,沒有風(fēng)
38、時(shí)它能發(fā)電;有風(fēng),沒有陽(yáng)光時(shí)它也能發(fā)電。當(dāng)然兩者都具備時(shí)更能發(fā)電。還可以通過變換,利用太陽(yáng)能帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),成為一臺(tái)太陽(yáng)能電扇,這時(shí)“發(fā)電機(jī)”成了電動(dòng)機(jī)。 附2:太陽(yáng)能電池的介紹 (1)太陽(yáng)能電池的原理。 太陽(yáng)能電池是由半導(dǎo)體材料制成的,它利用材料內(nèi)部的光生伏打效應(yīng)產(chǎn)生電勢(shì)差,構(gòu)成電源。 半導(dǎo)體材料硅是+4價(jià)元素,有4個(gè)價(jià)電子。當(dāng)摻入少量雜質(zhì)元素磷后,若干個(gè)硅原子中會(huì)有一個(gè)被+5價(jià)的磷原子所替代(圖1),這時(shí)它就多余一個(gè)價(jià)電子,成為自由電子,這種有多余自由電子的半導(dǎo)體叫做N型半導(dǎo)體。 半導(dǎo)體硅中摻有+3價(jià)雜質(zhì)元素硼之后,同樣會(huì)出現(xiàn)一個(gè)硅原子被硼原子替代的情況(圖2)。由
39、于硼是三價(jià)的,這時(shí)它就缺少一個(gè)價(jià)電子,即多余一個(gè)空穴,這種半導(dǎo)體導(dǎo)電時(shí)呈空穴遷移的形式,即一個(gè)別處的電子進(jìn)入一個(gè)空穴時(shí),相當(dāng)于一個(gè)帶正電的空穴遷移到別處,這種半導(dǎo)體叫做P型半導(dǎo)體。 圖1 N型半導(dǎo)體 圖2 P型半導(dǎo)體 當(dāng)一塊硅片一面制成N型半導(dǎo)體,另一面制成P型半導(dǎo)體時(shí),在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里會(huì)形成一個(gè)特殊的薄層(圖3),界面的P型一側(cè)帶負(fù)電,N型一側(cè)帶正電。這是由于P型半導(dǎo)體多空穴,N型半導(dǎo)體多自由電子,出現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會(huì)擴(kuò)散到P區(qū),P區(qū)的空穴會(huì)擴(kuò)散到N區(qū),一旦擴(kuò)散就形成了一個(gè)由N指向P的“內(nèi)電場(chǎng)”,從而阻止擴(kuò)散進(jìn)行。達(dá)到平衡后,就形成了這樣一個(gè)特殊的薄層,這個(gè)薄層
40、叫做空間電荷區(qū)。 太陽(yáng)能電池就跟半導(dǎo)體的這種結(jié)構(gòu)有關(guān)。 如圖4所示,當(dāng)能量大于某一值的入射光子進(jìn)入P-N結(jié)時(shí),材料吸收光子后產(chǎn)生一組一組的電子—空穴對(duì),自由電子被內(nèi)電場(chǎng)加速后進(jìn)入N區(qū);同理,N區(qū)的空穴也被內(nèi)電場(chǎng)加速后進(jìn)入P區(qū),于是所產(chǎn)生的電子和空穴被分離到兩邊形成電荷累積。P型一側(cè)帶正電,N型一側(cè)帶負(fù)電,從而形成電勢(shì)差。對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)電源,一旦外電路接上負(fù)載電阻,就能形成電流。 圖3 圖4 (2)太陽(yáng)能電池的種類。 目前,太陽(yáng)能電池主要有單晶硅、多晶硅、非晶態(tài)硅三種。單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高,可達(dá)20%以上,但價(jià)格也最昂貴;非晶態(tài)硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最低,但價(jià)格最便宜。 容易折疊的柔性太陽(yáng)能電池 (3)太陽(yáng)能電池的發(fā)展。 目前,效率最高的太陽(yáng)能電池,能將36%的入射太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能。與此相比,現(xiàn)有的大多數(shù)太陽(yáng)能電池的效率只有10%-15%。 科學(xué)家還采用有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的混合物來制作太陽(yáng)能電池,研制成功了利用無(wú)機(jī)納米棒制作的太陽(yáng)能電池,提高了電池的光電轉(zhuǎn)換率。它可用在“智能衣服”上,使人們?cè)谏⒉交驎袢展庠r(shí)就能對(duì)隨身聽、單放機(jī)、掌上電器甚至手機(jī)等進(jìn)行充電。
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