【大单元·任务式】《6.4.2 跨学科实践：半导体与光伏发电（第二课时）》课时导学案（含答案）--教科2024版9年级

/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科 【学习目标】 学习目标 1.物理观念：理解太阳能电池输出功率与光照强度、入射角度、连接方式的关系，深化电功、电功率的实际应用。 2.科学思维：能分析实验数据归纳规律，具备跨学科问题的分析、综合与系统思维。 3.科学探究：能设计并完成 “太阳能电池输出功率影响因素” 的实验，提升实验设计、变量控制与数据处理能力。 4.科学态度与责任：通过校园光伏发电项目设计，增强对清洁能源的认知，树立节能、环保与可持续发展意识。 学习重点 1.太阳能电池输出功率的影响因素。 2.校园光伏发电项目的核心步骤。 学习难点 1.多因素对太阳能电池功率影响的实验探究。 2.跨学科视角下校园光伏发电项目的系统设计。 【课前预习】 一、太阳能电池输出功率的实验探究 1.太阳能电池是利用半导体的_____效应，将_____能直接转化为电能的装置。 2.实验探究“影响太阳能电池输出功率的因素”时，需要测量太阳能电池的_____和_____，再根据公式_____计算输出功率。 3.实验中，改变_____（如用挡光板调节），可探究光照强度对输出功率的影响；改变_____，可探究光源入射角度对输出功率的影响；改变 2 片太阳能电池板的_____（串联或并联），可探究电池板连接方式对输出功率的影响。 二、校园光伏发电项目设计 4.设计校园光伏发电项目时，首先要测算学校屋顶光伏的理论_____及学校日常_____，这需结合太阳能电池的功率和_____时间等因素。 5.确定太阳能电池板安装方式时，要查阅学校所在位置的_____，模拟并测算太阳能电池板的最佳_____和倾角。 6.撰写校园光伏发电项目方案时，需分析实际发电量少于理论发电量的原因（如_____），还要思考提高发电量的办法（如_____）。 【课中研学】 1. 光伏发电是利用半导体太阳能电池板将光能直接转变为电能的一种技术。为了更好地完成校园光伏发电项目的设计，我们需要通过探究解决三个问题： （1）影响太阳能电池输出功率的因素有哪些？ （2）校园的地理、环境特征是怎样的？ （3）学校的用电需求是多少？ 2. 实验探究：太阳能电池的输出功率 如图所示，我们可以在不同条件下，测量太阳能电池的电压和电流，计算太阳能电池的输出功率，进一步确定影响太阳能电池的输出功率的因素。 （1）改变光照强度，测量太阳能电池的电压和电流； （2）改变光源入射角度，测量太阳能电池的电压和电流； （3）改变2片太阳能电池板的连接方式，测量太阳能电池的电压和电流。 3. 实施步骤：（1）分组测算学校屋顶光伏理论发电量及学校用电量 （2）查阅电子地图及模拟测算，确定太阳能电池板安装方式 （3）撰写学校屋顶光伏发电项目方案 （4）举办报告会，交流展示 【课堂总结】 【分层作业】 （巩固性作业） 一、填空题 1.太阳能电池工作时，利用半导体的_____效应，将_____能直接转化为电能。 2.计算太阳能电池输出功率的公式是_____，其中 “U” 代表_____，“I” 代表_____。 3.探究太阳能电池输出功率的影响因素时，改变光源与电池板的距离可调节_____，改变电池板的倾斜角度可调节_____。 4.设计校园光伏发电项目时，测算理论发电量需用到太阳能电池的_____和每天的有效_____时间。 5.撰写校园光伏发电项目方案时，需分析实际发电量低于理论值的原因，如_____（写出 1 条即可，如阴天光照不足）。 6.下列物理量中，与太阳能电池输出功率无关的是（ ） A. 电池板两端的电压 B. 电路中的电流 C. 电池板的颜色 D. 光照强度 7.探究“光照强度对太阳能电池输出功率的影响”时，应控制不变的变量是（ ） A. 光源与电池板的距离 B. 电池板的倾斜角度 C. 光照时间 D. 电池板数量 8.相同条件下，太阳能电池板正对阳光时比倾斜时输出功率更大，原因是（ ） A. 正对时光照强度更强 B. 正对 ... ...