人教版九年級物理全冊 （核能）能源與可持續(xù)發(fā)展課件教學(xué)

第2節(jié)

核能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展

1．了解核能的由來，知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題。2．了解原子、原子核的結(jié)構(gòu)。3．了解核裂變和核聚變。學(xué)習(xí)目標(biāo)我國第一顆原子彈爆炸時(shí)的情景我國第一顆氫彈爆炸時(shí)的情景新課引入

1964年10月16日15時(shí)，我國第一顆原子彈爆炸成功。你知道原子彈為什么會突然放出那么大的能量的呢？1967年6月17日上午8時(shí)20分，我國西部地區(qū)新疆羅布泊上空，我國第一顆氫彈爆炸試驗(yàn)獲得完全的成功，氫彈和原子彈的原理相同嗎？自主探究一、核能原子核（正）核外電子（負(fù)）質(zhì)子（正）中子（不帶電）1.原子的結(jié)構(gòu)原子核質(zhì)子中子電子原子結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時(shí)，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。2.核能質(zhì)子和中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難的。獲得核能有兩種途徑：①裂變②聚變二、裂變

1938年，科學(xué)家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生了裂變。

1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。外界中子停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢？1.發(fā)生裂變的條件2.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)用中子轟擊鈾235原子核，鈾核在分裂時(shí)，會釋放出核能，同時(shí)還會產(chǎn)生幾個新的中子，這些中子會繼續(xù)轟擊其他鈾核。于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。將火柴搭成左下圖所示結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，會發(fā)生什么？核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場所。1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實(shí)現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。目前，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。3.核電站利用核能發(fā)電秦山核電站大亞灣核電站田灣核電站嶺澳核電站鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變。釋放出極大的能量。原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就是不可控制的。4.原子彈利用不可控的核裂變?nèi)?、聚變將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來，也會釋放出巨大的核能。氘氚氦核中子氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。能量聚變

現(xiàn)階段科學(xué)家還沒有找到控制核聚變的方法。通過可控聚變來利用核能，有望徹底解決人類能源問題！中國核聚變實(shí)驗(yàn)裝置

氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量?？赡苡械耐瑢W(xué)會產(chǎn)生疑惑：使反應(yīng)物獲得極高的溫度，要消耗不少能量，一旦發(fā)生聚變，獲得的核能能彌補(bǔ)之前的付出嗎？不會有“入不敷出”的現(xiàn)象發(fā)生吧？事實(shí)上，聚變釋放的核能遠(yuǎn)大于我們“點(diǎn)火”所需的能量。太陽的能量，就來自核聚變——這把“火”自從46億年前“點(diǎn)燃”后，至今未熄。太陽內(nèi)部發(fā)生的聚變反應(yīng)，每秒鐘把7×108t的氫變?yōu)楹?。氫彈爆炸產(chǎn)生的蘑菇云核能原子核質(zhì)子中子核外電子裂變定義鏈?zhǔn)椒磻?yīng)應(yīng)用：原子彈、核電站定義應(yīng)用：氫彈聚變原子核能課堂小結(jié)1．組成原子核的粒子是（）A．帶正電的質(zhì)子和帶負(fù)電的電子B．帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子C．帶正帶的質(zhì)子、帶負(fù)電的電子和不帶電的中子D．帶負(fù)電的電子和不帶電的中子2．關(guān)于核能，下列說法中正確的是（）A．核能很小，無法利用B．核能巨大，但現(xiàn)在無法利用C．核動力航母利用的是核能D．核能是可再生的B課堂練習(xí)C3．關(guān)于裂變反應(yīng)，下列說法中錯誤的是（）A．所有原子核都能發(fā)生裂變反應(yīng)釋放能量B．裂變反應(yīng)是重原子核吸收中子后發(fā)生的C．原子彈是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放的能量D．核電站是利用可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放的能量4．以下屬于核聚變反應(yīng)的是（）A．氫彈爆炸B．原子彈爆炸C．太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)D．連續(xù)發(fā)生的劇烈化學(xué)反應(yīng)AAC第十九章生活用電第2節(jié)家庭電路中電流過大的原因

知識與技能1.了解斷路和短路。2.通過實(shí)驗(yàn)觀察，知道短路的危害。3.知道家庭電路中的電流與用電器的總功率的關(guān)系。4.觀察體驗(yàn)保險(xiǎn)絲的作用。教學(xué)重難點(diǎn)1.從實(shí)驗(yàn)觀察和理論分析兩個方面說明家庭電路中總功率過大和短路會使電流過大。2.保險(xiǎn)絲的保險(xiǎn)作用。知識點(diǎn)一

根據(jù)已學(xué)過的歐姆定律和電功率知識分析下列問題，小組交流討論后回答：探究一：家庭電路中的總功率對家庭電路的影響

如圖所示，在家庭電路中，如果用電器總功率過大，電路中電流會怎么樣？[歸納總結(jié)]

用電器總功率過大是家庭電路中電流過大的原因之一，解析：由于家庭電路中各用電器必須并聯(lián)，從圖中可以看出，顯然,家庭電路中電壓為220V恒定,總功率越大,干路中總電流越大。用電器的總功率過大的危害根據(jù)焦耳定律可知，電流過大，產(chǎn)生的熱量容易引發(fā)火災(zāi)。

1．小明觀察到自家電能表上標(biāo)有“220V

10A”字樣，請你幫他分析一下：（1）該電能表允許安裝用電器的最大功率應(yīng)是多少？（2）他家已經(jīng)安裝了500W洗衣機(jī)、200W電視機(jī)、100W電冰箱各1臺，以及19W節(jié)能燈6只，他還能再安裝一臺功率為1200W的空調(diào)嗎？練一練2200W能

例題炎炎夏日即將來臨，明明家新購置了一臺1kW的空調(diào)。已知他家原有用電器的總功率是1020W，電能表上標(biāo)有“220V10A”的字樣。請你通過計(jì)算說明：（1）使用這臺空調(diào)時(shí)，通過它的電流是多少？（2）從安全用電的角度考慮，明明家的電路是否允許安裝這樣一臺空調(diào)？解（1）空調(diào)接入家庭電路使用，電壓為220V。I1=

=

=4.5AP1U103W220VI=I1+I2=4.55A+4.64A=9.19A<10A（2）多種解題方法：①計(jì)算同時(shí)使用所有用電器時(shí)的總電流是否超過10A。I2=

=

≈4.64AP2U1020W220V>2020WP=P1+P2=1000W+1020W=2020W②計(jì)算用電器的總功率是否超過電能表允許使用的最大功率P0=UI0=220V×10A=2200W所以，從安全用電的角度考慮，可以安裝這樣一臺空調(diào)。有時(shí)候家庭電路中用電器的總功率并不是很大，但是也會產(chǎn)生電流過大的現(xiàn)象，你認(rèn)為原因可能是什么？想想議議短路是家庭電路中電流過大的另一個原因。短路對家庭電路的影響知識點(diǎn)二你知道形成家庭電路中短路的原因是什么嗎？家庭電路中短路很容易造成火災(zāi)。由于改裝電路時(shí)不小心、或絕緣皮破損或老化等原因使火線和零線直接連通。為了防止電路中電流過大，發(fā)生危險(xiǎn)，電路中常常要安裝保險(xiǎn)絲，以保護(hù)用電器或人身安全。保險(xiǎn)絲你知道保險(xiǎn)絲是如何起到“保險(xiǎn)”作用的嗎？探究三：保險(xiǎn)絲的作用1．材料：鉛銻合金

保險(xiǎn)絲的電阻比較大，熔點(diǎn)比較低觀察保險(xiǎn)盒和閘刀開關(guān)上的保險(xiǎn)絲。2．電路中電流過大時(shí)，保險(xiǎn)絲熔斷，自動切斷電路，起到保護(hù)作用。3．保險(xiǎn)絲應(yīng)串聯(lián)在電路中

注意：不能用鐵絲或銅絲作保險(xiǎn)絲。

4．新型保險(xiǎn)裝置：空氣開關(guān)空氣開關(guān)住宅配電箱商場中，一位顧客和一位賣微波爐的售貨員出現(xiàn)了不同意見。售貨員說，微波爐很省電，用它加熱食品花不了多少電費(fèi)；顧客說，微波爐很費(fèi)電，他家的微波爐常?！盁ｋU(xiǎn)”。他們各是從什么角度說的？應(yīng)該怎樣用科學(xué)術(shù)語表達(dá)他們的意思？你能解決他們的矛盾嗎？想想議議解答：售貨員是從電能角度說的，顧客是從電功率的角度說的.售貨員的意思是：用微波爐加熱食品耗費(fèi)的電能不多，顧客的意思是：微波爐是大功率用電器，使用時(shí)會使電路中的總電流超出電能表所允許的最大值，從而熔斷保險(xiǎn)絲.解決的方法：可以選擇一款額定功率較小的微波爐.1.在一個寒冷的冬天，小明家來了許多客人，當(dāng)他剛把第二個電烤爐接入電路中時(shí)，家里所有的燈突然熄滅，電烤爐也不發(fā)熱，檢查后發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲斷了.導(dǎo)致保險(xiǎn)絲燒斷的原因可能是（）A.電路中用電器的總功率過大B.第二個電烤爐的電阻絲燒斷了C.燈泡的燈絲燒斷了D.開關(guān)接觸不良A說明電路中電流過大，電流過大的原因有短路和過載兩種.隨堂練習(xí)2.下列現(xiàn)象不會引起家庭電路發(fā)生火災(zāi)的是（）A.用電器總功率過大B.短路C.開關(guān)內(nèi)兩根線相碰D.線路連接處接觸不良C解析：開關(guān)是接在火線上的，開關(guān)內(nèi)兩根線相碰就相當(dāng)于開關(guān)閉合，不會導(dǎo)致電流過大，也就不會引起火災(zāi).3.關(guān)于保險(xiǎn)絲，下列說法中正確的是（）A.選用額定電流越小的保險(xiǎn)絲，就越安全B.選用的保險(xiǎn)絲越粗越好C.保險(xiǎn)絲熔斷后可用銅絲來代替D.電路中有保險(xiǎn)絲，不一定起到保險(xiǎn)作用D會使電路造成斷電，用電器不能正常工作相同條件下保險(xiǎn)絲越粗，電阻越小，產(chǎn)生的熱量越小，在電路中電流過大時(shí)，不能達(dá)到粗保險(xiǎn)絲的熔點(diǎn)，不能熔斷，不能起到保險(xiǎn)作用銅絲的電阻率小、熔點(diǎn)高，用銅絲代替保險(xiǎn)絲，不能在電流過大時(shí)，自動切斷電路電路中的保險(xiǎn)絲必須合適才能起到保護(hù)作用，太粗或太細(xì)都不行√×××家庭電路中電流過大的原因有兩個，一是電路發(fā)生短路，二是電路中用電器的總功率過大。保險(xiǎn)絲是用電阻率比較大、熔點(diǎn)比較低的鉛銻合金制作的。把保險(xiǎn)絲或空氣開關(guān)接在電路中，可以保證電路中的電流過大時(shí)，自動切斷電路，起到保險(xiǎn)的作用。課堂小結(jié)1.如圖19.2-6所示的甲、乙兩個電路中，開關(guān)閉合后，輸電線因電流過大而燃燒起來，甲、乙兩圖產(chǎn)生電流過大的原因是不同的。其原因各是什么？圖19.2-6甲乙解答：甲圖是因?yàn)榫€路中用電器的總功率過大，導(dǎo)致電路中的總電流過大，從而燒壞電路；乙圖中金屬線直接連接火線和零線，造成短路，短路時(shí)電路中的電流非常大，會產(chǎn)生大量的熱，使線路的溫度急劇升高，進(jìn)而燃燒起來。圖19.2-6甲乙2.電焊利用電流的熱效應(yīng)將焊條熔化，從而使金屬部件連接在一起。某電焊機(jī)輸出電壓40V、輸出功率2000W。各種橡膠絕緣銅芯導(dǎo)線在常溫下安全載流量（長時(shí)間通電時(shí)的最大安全電流）如下表。從安全角度考慮，應(yīng)選擇哪種導(dǎo)線作為電焊機(jī)的輸出導(dǎo)線？請計(jì)算后說明。導(dǎo)線規(guī)格導(dǎo)線橫截面積S/mm22.54610安全載流量1/A28374768導(dǎo)線規(guī)格導(dǎo)線橫截