能源的开发和利用 核电站-初中物理教案学案

第一篇：能源的开发和利用 核电站-初中物理教案学案

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核电站教案示例

（一）教学目的

1．常识性了解核能发电的大致情况．

2．介绍我国核能发电的发展远景，激发学生的学习热情．

（二）教具

核电站的原理挂图或录像．

（三）教学过程

1．引入新课

教师：通过前面的教学，我们知道重核裂变时可释放出巨大的核能，而且我们已经掌握了控制裂变链式反应速度的方法．利用核能发电的电站叫做核电站．目前已建成的核电站都是利用重核裂变的链式反应释放的能量来发电的．通过今天的学习，我们可以了解核电站的大致情况．

2．进行新课

板书：＜第四节 核电站＞

(1)核电站的工作原理

教师结合课本图14—10或挂图讲解：

核电站的核心是核反应堆，世界上第一座铀核链式反应堆是在物理学家费米领导下于1942年12月在美国芝加哥大学体育场建成的．目前常用的反应堆的结构原理如课本上图14—10所示．它以铀235为核燃料，为了有效地利用反应堆中释放的核能，设计建造了两个循环回路．

①第一回路

在第一回路中，先用泵把水或其他液体压入核反应堆，在那里获得铀核裂变释放的核能，被加热，然后进入热交换器，在那里把热量传递给第二回路中的水，再被泵压回反应堆重新被加热．

②第二回路

在热交换器内，第二回路中的水被加热成高温高压蒸汽后，进入汽轮发电机推动汽轮机做功，把内能转化成电能．做功后的蒸汽温度和压强都降低了，它将进入冷凝器冷却成水，再由泵压回热交换器重新加热成高温高压蒸汽．

③汽轮机带动发电机发电

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通过两个回路的不断循环，把核反应堆中铀核裂变释放的核能，源源不断地转化成第二回路中水的内能，去推动汽轮发电机发电，转化成我们所需要的电能．这就是核电站的工作原理．

板书：＜核电站的工作原理

第一回路——核能→内能

热交换器：把第一回路中的内能转换成第二回路中的内能

第二回路——内能→电能（推动发电机发电＞

(2)核电站的特点

①消耗的“燃料”少

核电站只需消耗很少的核燃料，就能产生大量的电能．例如一座100万千瓦的火力发电厂每年要耗煤三、四百万吨，而相同功率的核电站每年只需核燃料三、四十吨，这就大大减少了燃料的运输．

②成本低

虽然铀燃料的开发和提炼比煤要复杂得多，但是最后核算下来的成本仍然要比火力发电站低20%以上．所以世界上很多国家都在大力发展核电站．到1989年，全世界运行中的核电站已有434座，总装机容量约32000万千瓦，发电量占全世界总发电量的17%，预计到本世纪末，核能发电将达到世界总发电量的30%以上，核能将成为21世纪的主要能源之一．

(3)我们的努力目标

我国虽然有丰富的煤炭、水力和石油资源，由于我国人口众多，人均拥有量并不高，而且资源分布很不均匀：水力资源的70%以上分布在西南地区；煤炭已探明的储量有80%都分布在北方，而江南8省只占2%；江南8省，再加上山东、河北、辽宁、吉林及河南共13个省的能源蕴藏量只占全国的13%，而人口却占全国的63%，能量消耗约占全国的65%．这种能源储藏和消耗上的不平衡，迫使北煤南运和西电东送，要用来运送煤炭．所以在交通紧张的华东、华南和东北地区发展核电站是迫切需要的．

我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入运行的，我国自行设计研制、建造的秦山核电站已经运行发电了；广东大亚湾电站第一期工程也已建成，并运行发电了，全部建成后年发电量可达100亿度．同学们都是21世纪的建设人才，希望在你们身上，同学们好好努力吧．

因为铀核裂变有放射性污染，因而建设核电站时必须采用可靠的防护措施，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染，以保证核电站的安全

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运行．我国对核电站的安全非常重视，有专门负责安全监督的核安全局，保证核能的安全应用．

3．总结（略）

4．布置作业

阅读课本：了解核电站的工作原理和特点．

（陈海鸿、李瑞海，人教版教材）

第二篇：内能.热能的利用-初中物理教案学案

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内能的利用教案示例之一

（一）教学目的1．知道利用内能的两种重要方式：加热和做功。

2．知道热机中能的转化。

（二）教具

铁架台，试管，试管夹，试管塞，水等。

（三）教学过程

1．复习

什么是内能？如何才能改变物体的内能？（答略）

叙述能量守恒定律（略）。

2．引入新课

由能量守恒定律可以看出，转移、转化是能量运动的普遍形式。人类在利用能量方面所从事的主要工作正是广泛地寻找其来源，有效地控制其去处，以达到驾驭它，利用它，让它为人类造福的目的。

那么人们是如何利用内能的呢？这一节我们就来讨论这个问题。

3．进行新课

板书：（第二节 内能的利用）

(1)利用内能来加热

教师：任何物体都具有内能，内能的利用也是随处可见的。我们天天吃饭，那么生米是如何变成熟饭的？

学生：是通过加热，利用燃料燃烧放出的内能使米变熟。

教师：类似的例子还有哪些？

学生：冬季取暖利用了内能。

学生：热水袋暖胃利用了内能。

（教师还可补充一些加热的例子，如工厂的热处理、吹制玻璃工艺品等）

教师：上面的例子有一个共同特点，都是直接利用内能转移来加热物体的，这是利用内能的一种方式。

板书：

一、直接加热物体

教师：用内能直接加热物体，可以有多种方法。目前人们最普遍运用的还是用火直接加热。火，是人类文明的象征，它促进了社会的进步，也为人民群众的生活提供了方便。同时我们也应看到，烟囱林立，家家生火，也有它不利的一面。

首先是能源浪费大。早在100多年前，门捷列夫就曾说过：“烧煤等于烧卢布”。因为煤、石油、天然气等本身都是宝贵的化工原料，其产品遍及医药、化工、纺织、交通运输等各个领域，将它们付之一炬，就失去了自然资源综合利用的机会。再加上直接燃烧效率较低，势必造成很大的浪费。

其次是对环境的污染。燃烧后的废渣、废气中含有大量有害物质，这就造成了对大气、环境的污染。

为了趋弊兴利，人们做出了种种努力。例如在冬季取暖问题上，把各家生火取暖改为分片供热（暖气）。用效率高的锅炉替代简易炉灶。有些地区还采用了大型工业锅炉的余热实行集中供热的方式。在家庭用火上，推广了以（煤）气代煤，从而提高了内能的利用率，降低了能耗，同时也保护了环境。

(2)利用内能来做功

当然，节能降耗还有很多途径，如改烧煤为用电就是其中之一。教师：提到用电，同学们知道电是怎么生产出来的吗？

学生：是发电机发出来的。

教师：不错，是发电机发出来的。那么发电机利用的又是什么能量？为了说明这个问题，我们来看一个实验。

演示：书中图3—5所示的实验。

教师：谁来说一下该实验中能量的转化过程？

学生：燃烧酒精放出的内能，传递给水蒸气，水蒸气内能增加，增大到一定程度就能推动塞子做功，水蒸气的一部分内能转化为塞子的动能。（机械能）

（以上回答可在教师的引导下完成）

教师：这是利用内能的另一种方式。

板书：

二、对物体做功

教师：发电厂发电就利用了上述实验原理。发电厂，首先要用煤加热锅炉中的水，水蒸气获得内能后，带动发电机工作，水蒸气的一部分内能先转化为发电机的机械能。接着发电机又在运转过程中把机械能转化为电能。（后一转化将在电学中学习）

利用上面实验的原理，人们还制造出了汽油机、柴油机、喷气发动机等。这些机器的共同之处都是利用内能来工作的。我们称之为热机板书：

热机：把内能转化为机械能的机器

热机的发明，是在17世纪末期。近300年来，经过人们的不断研制和改进，它已成为人们生产、生活中重要的动力机器。热机做为工业化生产飞速发展的催化剂，必将会扮演越来越重要的角色。热机的种类很多，我们将在后面几节介绍它们中的几种。

4．小结（略）

5．布置作业

(1)知道内能利用的两种方式。知道什么是热机

(2)阅读：热机的发展。

（李瑞海 陈海鸿）（人教版教材）

第三篇：内能的利用 火箭-初中物理教案学案

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火箭教案示例

(一)教学目的

1．常识性了解火箭的飞行原理。

2．常识性了解三级火箭的结构及采用三级火箭发射的优越性。

3．对学生进行爱祖国、爱科学的教育，激励学生为实现科学技术现代化而努力学习的热情。(二)教具

打气筒，气球，投影片(或挂图)。(三)教学过程

1．引入新课

我国是火箭的故乡。“起火”实际就是火箭的祖先。早在一千多年前的北宋初期，士兵们就已经发明了“起火”绑在箭上。(展示投影片或挂图)点燃“起火”，箭就向敌方飞去。这就是最早的火箭——板书课题

2．进行新课

(1)火箭升空的原理

火箭为什么能升上天呢？为了说明这个问题，我们先做个小实验。

演示：气球的反冲运动。(要提醒学生注意以下几点)

①气球充气后，松开气口，气球向着喷气的反方向飞行。

②气充得越足，飞得越远。

说明：

气球内的气体以很大速度向外喷出时，对气球产生一个向喷气的反方向的推力，使气球飞出去。

板书：

〈

一、火箭升空的原理〉

火箭升空的原理与气球反冲运动相同。在火箭燃烧室内部装着燃料和氧化剂。燃料燃烧时产生高温高压燃气，燃气通过喷管高速喷出时，对火箭产生巨大推力，从而把火箭发射出去。从能量的角度来看，火箭也是把内能转化成机械能的机器，所以它也是热机家族中的一员。同时由于它所用燃料的形态不同，我们又把火箭分为固体火箭和液体火箭两种，较常用的是液体火箭。

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(2)三级火箭

早期的火箭主要用于战争，而今人们更注重它的和平利用。例如发射卫星、运送空间站等等。为了把卫星、飞船等有效载荷送上太空，人们研制出了多级火箭，即二级或三级火箭。(展示投影片或挂图，介绍结构)下面以三级火箭为例说明它们是怎样工作的。

板书：

二、三级火箭

三级火箭的每一级都像一支独立的火箭。发射时先点燃第一级火箭，几分钟后这级火箭的燃料烧尽自动脱落，同时引燃第二级火箭，第二级火箭燃料烧尽后也脱落，第三级火箭开始工作，直到把卫星、飞船等送到预定轨道。

三级火箭像接力赛一样，都是在前一级的速度基础上再加速。同时，由于每一级脱落后都能使剩余部分中有效载荷的质量的比例增加，火箭结构部分的质量在逐级减小，仅从这一点来看就比单级火箭优越得多。

建国以来，在我国几代航天工作者的不懈努力下，我国的运载技术已跃居世界先进行列，具有国际水平的“长征二号E”捆绑火箭，已在国际商业卫星发射中赢得了很高声誉。航天事业有着诱人的、广阔的前景。航天事业的未来也将责无旁贷地落到你们身上。未来的航天器将会出自你们之手。希望同学们努力学习，掌握本领，为祖国航天事业的飞速发展贡献自己的才智。

3．小结(略)

4．布置作业

查阅有关资料，了解火箭的发展史。(四)说明

有条件的学校可剪辑卫星发射、航天飞机、导弹发射的录像，使学生更全面地了解火箭技术的应用，以激发学生学习的积极性。

反冲实验也可由演示改为学生动手做。

(李瑞海陈海鸿)(人教版教材)

第四篇：内能的利用 热机的效率-初中物理教案学案

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热机的效率教案示例

(一)教学目的

常识性了解热机的效率及提高热机效率的途径。(二)教学过程

1．复习

什么是机械效率？

2．引入新课

热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题，这一节我们就来讨论这个问题。

3．进行新课

板书：第五节热机的效率

(1)热机的能量损失

教师：一辆汽车从身旁驶过，有时根据人的嗅觉就能知道它的发动机是汽油机还是柴油机。这是为什么？

学生：因为它们排出的气体的味道不同。

教师：说得很对。但你们想过没有，排出的气体中仍有汽油或柴油味这说明了什么？学生：说明汽油或柴油并未完全燃烧。

教师：既然燃料没有完全燃烧，就说明有一部分能量被白白地损失掉了。板书：

一、热机的能量损失

1．燃料未能完全燃烧

教师：再想想，除此之外还有些什么损失？

学生：排出的气体中还具有内能。

教师：有人曾用汽车的尾气加热饭菜就说明了这一点。除此之外，气缸壁等也会传走一部分内能。

板书：2．废气和散热带走一部分内能

教师：以上这些都是没有转化成机械能的内能。那么曲轴获得的机械能是不是全部做了有用功？

学生：不是，有一部分要传给飞轮以维持其继续转动。

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教师：除此之外，由于各零部件之间有摩擦，曲轴还需克服摩擦做功。

板书：3．克服摩擦做功

(2)热机的效率

由于以上原因，真正用来做有用功的能量只占燃烧燃料所能提供能量的一部分。所占比例的大小，也就成了热机性能的标志。为此，我们再介绍一个新的概念：

板书：

二、热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率

由于损失的原因比较多，所以热机的效率一般都较低。(参阅课本中的几种热机的效率，内燃机的能流图以及火电站的能流图)

教师：热机是人类使用的主要动力机。尽管它的效率还不高。我们仍然离不了它。问题的关键是如何改进和提高它的性能。经过上面的分析，谁能归纳一下改进热机的总体设想？

板书：

三、如何提高热机的效率

学生：让燃料尽可能充分燃烧。(板书)

学生：减小各部分之间的摩擦。(板书)

教师：让其尽可能完全燃烧，可通过改善燃烧环境，调节油、气比例等来实现。为了减小摩擦需要经常保养机器，适当调节各零部件间间隙，并注意保持润滑等。另外还应下决心关停一些冒黑烟、耗能大的热机，以提高热机的整体水平。

提高热机的效率，并非易事，需要解决的问题还很多，甚至每前进一步都要付出艰苦的努力，不过我们相信，随着科学技术的飞速发展，以及新能源的不断开发，热机的性能一定会得到较大提高。我们也期待着现在的青年中能涌现出更多瓦特式的人才，为人类研制出更新更好的热机

4．小结(略)

5．布置作业

通过阅读教材，巩固所学的内容。(三)说明

可通过阅读资料或参观访问、请专家讲座等形式完成教学内容。可结合当地的环境问题及治理情况收集一些素材，充实教学内容。

(李瑞海陈海鸿)(人教版教材)

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第五篇：二极管和发光二极管-初中物理教案学案

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二极管和发光二极管教案示例

（一）教学目的

1．常识性了解二极管的单向导电特性；

2．初步认识二极管的应用；

3．常识性了解发光二极管的特点。

（二）实验器材（按学生实验分组情况配置，下面列出的是每组的器材）

1．课本图15-2的实验

2CZ型半导体二极管1只；0.3安2.5伏小灯泡（附小灯座）1副；一号干电池2节（附电池盒）；单刀开关1个；连接导线若干。

2．课本图15-4的实验

GD55—2型发光二极管1只；200欧滑动变阻器1只；一号干电池（附盒）2节；单刀开关1只；导线若干。

3．课本图15-7的实验

GD55—2型发光二极管2只（红、绿色各1只）；玩具电动机1只；100欧定值电阻2只；一号干电池2节（附电池盒）；单刀开关1只；导线若干。

（三）教学过程

1．引入新课

教师举例说明在日常生活中和现代科技中经常遇到的许多自动控制装置，如：自动报警装置、路灯发光和熄灭的自动控制等。这些自动控制装置都是由电子元件组成的。今天，我们就学习常见的有用的电子元件的初步知识。首先学习二极管。

板书：（第一节二极管和发光二极管）

2．进行新课

(1)二极管的单向导电性

二极管是半导体二极管的简称，半导体二极管也叫晶体二极管，它由半导体材料构成，是电子技术中最常见的电子元件之一。顾名思义，它有二根引线，一根叫正极，一根叫负极。

板书：（二极管是半导体二极管的简称。）

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在黑板上画出二极管的符号，说明符号上的箭头指向表示允许电流通过的方向。

展示不同规格（类型）的二极管，使学生对二极管有直观印象：即二极管都有二根引线。指出判断二极管正负极的方法。

学生实验

让学生按照课本图15-2甲和乙，分别连接电路，接通开关，观察小灯泡发光情况。然后通过讨论，板书结论：

（二极管的单向导电性：当二极管的正极与电池的正极连接、二极管的负极与电池的负极连接时，小灯泡才发光，否则小灯泡不发光。）

(2)发光二极管

二极管有许多种，如普通二极管、发光二极管、光敏二极管等，下面我们来介绍发光二极管。

展示发光二极管，让学生观察它的外形，它也有二根引线，较长的一根为正极，较短的一根为负极。有的发光二极管带有一个小平面，靠近小平面的一根引线为负极。在黑板上画出发光二极管在电路中的符号，并做说明。

学生实验：让学生按照课本图15-4那样连接电路，先观察发光二极管在什么情况下发光，什么情况下不发光。然后在发光二极管发光的电路中，用滑动变阻器改变通过发光二极管的电流大小，再观察发光二极管的发光情况。

实验后，通过讨论，板书结论：

（发光二极管在导电时发光，在不导电时不发光；发光二极管导电发光时的明亮程度与通过发光二极管的电流大小有关系，通过发光二极管的电流大时，二极管发的光亮，电流小时暗。）

总结后，教师参照课文介绍发光二极管的正常工作电流值及发光二极管的用途。再做下面的演示：

演示实验：按照课本图15-6连接电路，演示手控交通红绿灯。

下面请同学们按照课本图15-7连接电路，用不同颜色的发光二极管来显示电动机是向哪个方向转动的。

学生实验：（要求同学们标出红灯亮时表示电动机向哪个方向转，绿灯亮时表示电动机向哪个方向转。）

3．小结

(1)二极管有特殊的导电性质——单向导电性。

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(2)发光二极管与一般二极管相比，它有能在导电时发光，且发光明亮程度与电流大小有关系的特点。

(3)发光二极管有特殊的用途：因为它正常工作电流小，发光又与电流大小有关，所以常用它省电且灵敏的特点来做电路的显示装置（如录音机上就用到了不同颜色的发光二极管，来显示音调的高低和音量的大小。

4．布置作业

课本上本章的习题1。

（四）说明

1．本节（及本章）的教学目的不在于讲多少知识，不要求学生理解许多专业名词、术语，更不要求理解电子元件的工作原理，只要求学生有个感性认识，知道元件的作用即可。

2．本节（及本章）的“实验”都是要学生自己来做的，不能用教师的演示来代替，只有课文中提到的实验，如课本中图15-6这类实验才可以只演示而不作学生实验。时间上要充裕，使学生能有机会反复动手玩味。只有这样，才能有好的教学效果。使学生通过自己动手、自己的实践来认识电子元件的作用。

3．在做实验时，要注意说明限流电阻的作用，其工作原理不必讲解。

4．如有可能可简要地向学生介绍一下二极管的极性及好坏的简易判别方法，以扩充学生的知识面，也可以向学生介绍一下二极管的规格、型号、用途，以便学生自己动手购买器件，进行小实验、小制作活动。