20.3 材料的开发和利用 --2023-2024学年沪科版物理九年级下学期

第三节 材料的开发和利用 第二十章 能源、材料与社会 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 课时讲解 1 课时流程 2 材料与社会 材料的导电性 开发新材料 学习目标 知识点 材料与社会 知1－讲 1 1. 实验探究：电生磁。 发展阶段 对社会的影响 图示 石器时代 人类主要以石头、骨头、木料制作简单的工具，陶器的出现是人类跨入新石器时代的重要标志之一 感悟新知 知1－讲 青铜时代 大量使用金属铜作为第一种合金做工具，后来在冶炼铜时加入少量锡，获得了比纯铜更坚硬的青铜 铁器时代 人类使用铁来制造工具和武器 感悟新知 2. 材料发展与环境的关系 社会发展带动了材料的研发，新材料的出现又促进了社会的发展，但材料的大量使用也带来了不少资源浪费和环境污染问题。 知1－讲 感悟新知 知1－讲 知识拓展 青铜是红铜( 纯铜) 与锡或铅的合金，因埋在土里后颜色因氧化而变青灰，故名青铜，熔点在700～900 ℃之间，比红铜的熔点(1 083 ℃)低。含锡10% 的青铜，硬度为红铜的4.7 倍，性能良好。 感悟新知 知1－讲 知识拓展 铁器时代是以使用铁器为标志的人类物质文化发展阶段的最初时期。这一时代约开始于公元前1500年～公元前1000 年。由于铁比青铜坚硬，铁器的使用增强了人类改造自然的能力。自然界中铁矿分布远比铜矿普遍，铁器发明后，较短时期内便淘汰掉青铜器和石器，社会生产获得了巨大发展，人类历史产生了深刻变化。 感悟新知 知识点 材料的导电性 知2－讲 2 1. 探究材料的导电性 实验器材 电源、开关、导线、电流表、待测材料等 实验电 路图 实验过程 分别将不同的待测材料接入电路中，闭合开关，观察电流表是否有示数 实验结论 若电流表有示数，则待测材料为导体，若电流表没有示数，则待测材料为绝缘体 感悟新知 知2－讲 知识点拨 材料的导电性能是由材料内部电子的运动状况决定的。如金属中含有大量的自由电子、就容易导电，而大多数非金属由于含有的自由电子数很少，故不容易导电。电解质导电是因为离子化合物溶解时产生了阴、阳离子从而具有导电性。 感悟新知 知2－讲 2.导体、半导体及绝缘体 导体 绝缘体 半导体 概念 容易导电的物体 不容易导电的物体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物体 常见 物体 各种金属、酸碱盐的水溶液、石墨、人体、大地等 玻璃、橡胶、塑料、油、纯净的水、空气、陶瓷等 硅、锗、砷化镓等 感悟新知 知2－讲 导体 绝缘体 半导体 应用 感悟新知 知2－讲 3.探究半导体二极管单向导电特性 (1)半导体材料可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路。半导体二极管具有单向导电性，半导体三极管可以用来放大电信号。 感悟新知 知2－讲 (2)探究半导体二极管单向导电特性 实验过程 如图，让电流从二极管的正极流入 如图，让电流从二极管的负极流入 实验现象 灯泡发光 灯泡不发光 实验结论 从以上的实验现象可以看出，二极管只允许电流由一个方向通过元件，这种性质叫做二极管的单向导电性 感悟新知 知2－讲 知识点拨 发光二极管：LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管 ，采用LED技术半导体光源体积小，可以实现平面封装，工作时发热量低、节能高效、产品寿命长、反应速度快，而且绿色环保无污染，还能开发成轻薄短小的产品 ，一经问世，就迅速普及，成为新一代的优质照明光源，目前已经广泛的运用在我们的生活中，如交通指示灯、电子产品的背光源、城市夜景美化光源、室内照明。 感悟新知 知2－讲 方法点拨 类比理解二极管的单向导电性： 感悟新知 知2－练 例 1 小凝同学将电源、一个玻璃珠、小灯泡、开关用导线连接成了如图1甲所示的电路，闭合开关后，发现小灯泡不发光，说明，此时的玻璃是_______体。 绝缘 感悟新知 知2－练 接着如图乙所示，她用酒精灯给玻璃珠加热到红炽状态时，发现小灯泡发光，此时小灯泡中的电流方向是_______(填“向右”或“向左”)的。这时的玻璃是_______体。这个实验说明：_____________________ __________________。 向右 导 在一定条件下，导体和 绝缘体可以相互转化 感悟新知 知2－练 思路点拨 感悟新知 知2－练 解析：甲电路中灯泡不发光，说明电路不通，无电流，说明玻璃在常温下是绝缘体；当玻璃加热到红炽状态时发现小灯泡发光，说明此时电路是通路，说明玻璃在红炽状态下是导体；此时小灯泡中的电流方向是向右的；根据实验现象可得出的结论为：当条件改变时，绝缘体可以变成导体，即导体和绝缘体没有绝对的界限，在一定条件下，导体和绝缘体可以相互转化。 感悟新知 知识点 开发新材料 知3－讲 3 1. 超导材料 (1)超导现象：1911 年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变