高中物理第4章核能4.3核聚变4.4核能的利用与环境保护教案鲁科版选修3_5

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1、第3节核聚变第4节核能的利用与环境保护●课标要求知识与技能1.了解聚变的特点及条件．2．了解核反应堆和核电站的基本原理．3．了解核能利用的优势、危害及其防护措施．过程与方法通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力.情感态度与价值观1.通过学习，使学生进一步认识到科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学．2.认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力.●课标解读1．了解聚变反应的特点及其条件．2．了解可控热核反应及其研究和发

2、展，知道核电站的工作模式．3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量，如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景．●教学地位轻核的聚变也是核能释放的一条途径，聚变反应中，平均每个核子放出的结合能要比裂变中平均每个核子释放的能量大得多．但要让学生知道聚变反应要求条件很高，科学家正在研究和实验可控热核反应的装置．同时还要让学生了解热核反应在宇宙中是很普遍的，如太阳和许多恒星内部就进行着激烈的热核反应，但自然界中的热核反应不是人为控制的，我国在可控热核反应方面的实验处于世界前列．有关核反应及核电站的内容学生初中已学过，教学中最好指导学生阅读有关核反应

3、堆和增殖反应堆的内容，同时让学生树立一种观念，要一分为二的看清事物，核能可以造福人类，但也潜伏着对人类的危害和对环境的破坏作用.●新课导入建议问题导入大海航行靠舵手，万物生长靠太阳．没有太阳，地球上就不可能有姿态万千的生命现象，当然也不会孕育出作为智能生物的人类．太阳是靠什么为地球生命提供巨大的能量呢？●教学流程设计⇒⇒⇒⇓⇒⇐⇐⇓步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】课　标　解　读重　点　难　点1.了解聚变反应的特点及其条件．2.了解可控热核反应及其研究和发展．3.了解核电站的构造和基本原理，

4、了解核武器的种类．4.了解核能利用的优势、危害及其防护措施.1.轻核聚变反应的条件及其特点．(重点)2.核聚变释放能量的计算．(重点)3.约束方式的原理与特点．(难点)轻核聚变及可控热核聚变反应1.基本知识(1)轻核聚变采用轻核聚合成较重核引起结合能变化的方式可获得核能．这样的核反应称为轻核聚变．(2)太阳内部核聚变的反应方程H＋H→He＋n.(3)核子聚变的条件要使核子发生聚变，必须使核子接近核力能发生作用的范围．(4)物质第四态——等离子态高温等离子体的密度及维持时间达到一定值时才能实现聚变．(5)约束等离子体的三种方式：引力约束、磁

5、约束、惯性约束．2．思考判断(1)太阳中发生的是可控热核聚变反应．(×)(2)轻核发生聚变反应不需要条件．(×)(3)轻核发生聚变反应核子必须接近到核力发生作用的范围．(√)3．探究交流为什么制造氢弹必须要具有制造原子弹的能力？【提示】　氢弹爆炸是热核反应，需要达到几百万摄氏度的高温才能进行，只有利用原子弹爆炸时的高温高压，才能使氢弹中的聚变材料达到热核反应的条件，故只有具备了制造原子弹能力的国家才能制造氢弹.核能的利用及环境保护1.基本知识(1)核电站：将反应堆释放的核能转化为电能的发电厂．工作流程：将反应堆释放的核能转化为蒸汽的内能，

6、再利用蒸汽驱动汽轮机发电转化为电能．燃料：反应堆以U为燃料．(2)核武器：原子弹和氢弹是众所周知的两种核武器．(3)核能的优势①核能发电比燃煤发电的成本低．②核电站对环境污染比燃煤发电小得多．(4)核能利用存在的危害①核废料的高辐射性．②放射性物质泄漏，产生核污染．③核武器威力巨大，不仅能摧毁生命，而且会使生态环境受到严重破坏．2．思考判断(1)太阳自身强大的引力把高温等离子体约束在一起，维持了其内部的热核反应进行．(√)(2)磁压缩装置中的环形线圈通电后可以产生磁场，将等离子体约束在环形真空室内．(√)(3)目前，可控热核聚变已经被广泛

7、应用于核电站发电．(×)3．探究交流原子弹和氢弹的原理有何不同？【提示】　(1)原子弹是一种没有减速剂、不加控制的爆炸性链式反应装置．(2)氢弹是一种靠惯性约束、不需人工控制而实现聚变的反应装置，它利用H和H迅速地聚变成He，产生比原子弹更为强烈的爆炸．轻核聚变反应的理解【问题导思】　1．聚变反应过程中平均结合能如何变化？2．聚变反应发生的条件是什么？3．氢弹是轻核聚变反应吗？1．从平均结合能的图线看，聚变后平均结合能增加，因此反应中会释放能量．例如：H＋H―→He＋n＋17.51MeV2．聚变发生的条件要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力

8、发生作用的距离10－15m，但是原子核是带正电的，要使它们之间的距离接近10－15m就必须克服很大的库仑斥力作用，这就要求原子核应具有足够的动能，方法是给原子核加热，使其达到几百万度的高温．3