内容正文:
第4节 跨学科实践:半导体与光伏发电
九年级
初中物理
第6章 电功率
学习目标
1.认识半导体及其应用。通过实验探究,了解发光二极管的导电特性。
2.通过跨学科实践探究光伏电池的输出功率,提高项目设计及解决问题的能力。
1.半导体
(1)定义:导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。常见的半导体材料有硅、锗等。硅是最常用的半导体材料,它具有高纯度、耐高温、稳定性好等特点。
认识半导体
知识点一
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(2)特性:半导体的导电性能可通过掺入其他元素或施加外部条件(如温度、光照、压力等)进行调控。科学家通过控制掺入元素的种类,研制出了型半导体和 型半导体,两种类型的半导体以不同的方式结合,能制成二极管、三极管等各种半导体元器件。
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2.探究二极管的导电性
实验 发光二极管的两根引脚中,较长的为正极,较短的为负极。把一个发光二极管、一节干电池和开关串联,再把发光二极管反向接入电路,观察现象
现象 ______________________ ______________________
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分析 当电流从正极经过 流向负极时, 发光,表明它处于导通状态 当电流从负极经过 流向正极时, 不发光
结论 发光二极管具有单向导电性
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集成
电路
芯片 _______________________________
半导体精确可控、体积小、能耗低、寿命长,适合作为集成电路的材料。集成电路芯片是许多电子设备的核心元件
传感
器 _______________________________
某些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等影响而显著变化,利用半导体的这些特性,可制成传感元件
半导体的应用
知识点二
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太阳
能电
池板 _ 某些半导体被光照射到时会产生电流,将光能转化为电能,可用于制作太阳能电池板
整流
器 _____________________
利用二极管等半导体元件的单向导电性可制成整流器,可将交流电转化为直流电,常用于电动汽车的充电桩等
照明
一些半导体可以直接将电能转化为光能,基于这种特性可制成 灯泡
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1.探究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,观察到光照强度越大,太阳能电池的输出
功率越大。
(2)改变光源入射角度,测量太阳能电池的电压和电流,观察到当光源垂直入射时,太阳能电池的输出功率最大。
实践活动:设计校园光伏发电项目方案
知识点三
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(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,串联连接时电流是并联连接时的一半,电压是并联连接时的2倍,两种连接方式的输出功率相同。
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2.设计校园光伏发电项目方案
(1)测算学校屋顶光伏理论发电量及学校用电量。
(2)确定太阳能电池板的安装方式,依据学校的地理位置及安装季节,测算出太阳能电池板的最佳方位角及倾角度数。
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(3)分析实际发电量少于理论发电量的原因,思考如何提高太阳能电池板的发电量,撰写学校屋顶光伏发电项目方案。
(4)从能源结构、环境保护角度讨论能源利用对环境的影响,与其他同学交流彼此的方案。
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