第12章-跨学科实践：半导体材料的应用（第1课时）-课件-2026-2027学年上海沪科版（五四学制）物理九年级上册

该初中物理课件聚焦半导体材料应用，以“智能小屋”情境导入，引导学生分析光敏等敏感元件功能，通过元件参数探究、实验验证等学习支架，衔接欧姆定律中电路元件特性。 其亮点是融合科学探究与生活实践，通过小组合作测量LED参数、验证单向导通性，分析光敏电阻阻值与光照关系，培养科学思维。结合LED替代白炽灯等实例，强化物理观念，助力学生提升实践能力，教师可高效实施跨学科教学。

跨学科实践：半导体材料的应用（第一课时） 年 级：九年级 学 科：物理（沪科技版） 第12章 欧姆定律 跨学科实践 半导体材料的应用 说一说“智能小屋”实现了哪些功能？ 2 智能小屋 敏感元件 “智能小屋” 敏感元件中的“半导体材料” 光敏元件 感知小屋内的 环境光线 热敏元件 感知小屋内的 环境温度 气敏元件 感知“智能小屋”内的二氧化碳 e7d195523061f1c03a90ee8e42cb24248e56383cd534985688F9F494128731F165EE95AB4B0C0A38076AAEA07667B1565C446FC45FF01DFB0E885BCDBDF3A284F3DB14DA61DD97F0BAB2E6C668FB49313DCA7DB2D55443F506C74FF20E3ED7B9B737A4801166A23397BE198423DFF3879A665B99C8936648C96BA04BBEB8469262E3BD1A7A2B6DFF 当环境光线变暗时亮灯 当二氧化碳浓度过高时开窗 当温度过高时开电扇 …… 小东 3 认识发光二极管 发光二极管是一种能把电能直接转换为光能的半导体器件。它的核心是一块特殊的半导体材料。 发光二极管（简称 LED） 常见用途： 指示灯（如电器、仪表面板上的工作状态显示）； 照明（如LED灯泡、手电筒、路灯）； 显示（如LED屏幕、交通信号灯）。 小组成员 成员分工 陈俪源 查阅资料 毛悦琳 问题收集 蓝天翔 汇报交流 小组信息 请将查询到的相关参数记录在“发光二极管参数”表中 参数名称 参数值 工作电压 工作电流 …… 发光二极管参数 半导体材料的应用——发光二极管 了解实验室提供的发光二极管的物理参数 半导体材料的应用——发光二极管 了解实验室提供的发光二极管的物理参数 参数名称 参数值 产品名称 红色LED 尺寸 5mm 1.8~2.2V 工作电流 20~30mA 引脚长度 长脚25mm、短脚22mm 发光二极管参数 小东 尺寸是哪个部位的尺寸？什么叫引脚呢？ 长脚 短脚 发光二极管参数 参数名称 参数值 产品名称 蓝色LED 尺寸 3mm 2.8~3.4V 工作电流 20~30mA 引脚长度 长脚20mm、短脚17mm 小方 红、蓝发光二极管的工作电压为什么不同呢？ 工作电压 工作电压 低 高 6 发光二极管在电路中符号“ ”表示 S A 实验电路图 半导体材料的应用——发光二极管 观察发光二极管连入电路后的发光情况及电流表示数，并将电路图补充完整 小方 那自然是从左边流入发光二极管，从右边流出啊。 7 发光二极管在电路中符号“ ”表示 半导体材料的应用——发光二极管 观察发光二极管连入电路后的发光情况及电流表示数，并将电路图补充完整 S A 实验电路图 小方 将发光二极管反向连入电路，继续进行实验。 8 半导体材料的应用——发光二极管 S A 长脚 短脚 那是长脚还是短脚与电源正极相连才能使发光二极管发光、电路导通呢？ S A 观察发光二极管连入电路后的发光情况及电流表示数，并将电路图补充完整 小明 小珠 发光二极管有长短不一的引脚，这两个引脚表示发光二极管的正负极吗？ 发光 不发光 半导体材料的应用——发光二极管 验证发光二极管的单向导通性 S 长脚 短脚 S 半导体材料的应用——发光二极管 S S 验证发光二极管的单向导通性 长脚 短脚 发光 不发光 11 半导体材料的应用——发光二极管 验证发光二极管的单向导通性 小珠 长脚与电源的正极相连，才能使发光二极管发光，此时电路才能导通。 长脚 短脚 S 半导体材料的应用——发光二极管 验证发光二极管的单向导通性 小明 我用盐溶液充当导线，发光二极管也被点亮了，且长脚与电源正极相连。 13 生活中发光二极管越来越多的替代了白炽灯，这是为什么呢？ LED为何逐渐替代了白炽灯？ 1. 能效更高 白炽灯：电能大部分变为内能，光效低。 LED：电能大部分变为光能，光效高。 半导体材料的应用——发光二极管 发光二极管的特点 小珠 小O 同样亮度下，LED更省电。 2. 使用寿命更长 白炽灯：寿命约1000小时，灯丝易断。 LED：寿命可达3万~5万小时，稳定性强。 生活中发光二极管越来越多的替代了白炽灯，这是为什么呢？ LED为何逐渐替代了白炽灯？ 半导体材料的应用——发光二极管 发光二极管的特点 小珠 小O 3. 环境友好 白炽灯发热多，浪费能源。 LED 节能，减少二氧化碳排放，有助于环保。 LED 不含汞，比荧光灯更环保。 4. 功能与应用更广 LED 体积小、色彩丰富。 可调光、可控色，适应性强。 可在家用照明、车灯、景观照明、电子设备等 多领域使用。 半导体材料的应用——光敏电阻 光敏元件 气敏元件 热敏元件 探索光敏元件在电路中的作用 小东 智能小屋中的灯光应该也是发光二极管发出的光吧。 半导体材料的应用——光敏电阻 寻找让小灯根据环境光线调节亮度的元件 小东 我发现当用手遮住光敏元件时，发光二极管发光；当手移开后，就不发光了。 光敏电阻 半导体材料的应用——光敏电阻 寻找让小灯根据环境光线调节亮度的元件 光敏电阻 半导体材料的应用——光敏电阻 寻找让小灯根据环境光线调节亮度的元件 硫化镉 硒 硫化铝 硫化铅 硫化铋 …… 红色贴片 光敏电阻在电路中用符号“ ”表示 半导体材料的应用——光敏电阻 光照强度对光敏电阻的阻值有何影响？ 小方 小明 我们可以利用之前提到过的“多用电表”测量不同光照下光敏电阻的阻值！ 我们可以通过实验测量不同光照强度时光敏电阻阻值的变化，再找到对应的规律。 多用表测电阻实验 半导体材料的应用——光敏电阻 光照强度对光敏电阻的阻值有何影响？ 多用表测电阻实验 半导体材料的应用——光敏电阻 光照强度对光敏电阻的阻值有何影响？ 半导体材料的应用——光敏电阻 光照强度对光敏电阻的阻值有何影响？ 小珠 使用调光台灯逐渐调亮灯光，改变光敏电阻被照射时的光照强度。 小珠 光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。 半导体材料的应用——光敏电阻 光照强度 变化情况 多用电表示数 变化情况（欧姆挡） 记录表 用多用电表测量光敏电阻在不同光照强度下的阻值 变亮 变小 24 半导体材料的应用——光敏电阻 光敏元件在生活这种的应用有哪些？ 小方 智能手机 感应路灯 半导体材料的应用——光敏电阻 光敏元件在生活这种的应用有哪些？ 小明 光学鼠标 打印机 感应路灯 智能手机 半导体材料的应用——光敏电阻 光敏元件在生活这种的应用有哪些？ 感应路灯 智能手机 光学鼠标 打印机 半导体材料的应用——光敏电阻 光敏元件在生活这种的应用有哪些？ 小东 感应路灯 教学预告 跨学科实践：半导体材料的应用（第二课时） 作 业 练 习 单 第1题 作业与预告 29 $