九年級物理全冊 第二十章 第三節(jié) 材料的開發(fā)和利用課件 （新版）滬科版

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1、第三節(jié)材料的開發(fā)和利用【體驗體驗1 1】導體和絕緣體導體和絕緣體活動活動: :準備電池、開關、導線、鐵釘、銅絲、橡皮、小燈泡等準備電池、開關、導線、鐵釘、銅絲、橡皮、小燈泡等, ,連接成如圖所示的電路。連接成如圖所示的電路。活動活動: :如圖所示如圖所示, ,閉合開關閉合開關, ,將夾子接觸將夾子接觸, ,觀察到小燈泡發(fā)光。然觀察到小燈泡發(fā)光。然后斷開開關后斷開開關, ,在在A A、B B兩點間分別接入鐵釘、銅絲、橡皮兩點間分別接入鐵釘、銅絲、橡皮, ,觀察小觀察小燈泡發(fā)光情況。燈泡發(fā)光情況。(1)(1)在在A A、B B間接入鐵釘間接入鐵釘, ,閉合開關小燈泡閉合開關小燈泡, ,鐵釘鐵釘電。

2、電。(2)(2)在在A A、B B間接入銅絲間接入銅絲, ,閉合開關小燈泡閉合開關小燈泡, ,銅絲銅絲電。電。(3)(3)在在A A、B B間接入橡皮間接入橡皮, ,閉合開關小燈泡閉合開關小燈泡, ,橡皮橡皮電。電。提示提示: :(1)(1)發(fā)光導發(fā)光導(2)(2)發(fā)光導發(fā)光導(3)(3)不發(fā)光不導不發(fā)光不導【體驗體驗2 2】二極管的單向導電性二極管的單向導電性活動活動: :準備電池、開關、導線、二極管、小燈泡準備電池、開關、導線、二極管、小燈泡, ,連接成如圖所連接成如圖所示的電路。示的電路?；顒踊顒? :如圖甲所示如圖甲所示, ,閉合開關觀察到小燈泡發(fā)光。然后斷開開關閉合開關觀察到小燈泡發(fā)

3、光。然后斷開開關, ,在在A A、B B兩點間接入二極管觀察小燈泡發(fā)光情況。兩點間接入二極管觀察小燈泡發(fā)光情況。(1)(1)在在A A、B B間接入二極管間接入二極管, ,二極管的二極管的C C端接電源負極端接電源負極, ,閉合開關小閉合開關小燈泡燈泡( (選填選填“發(fā)光發(fā)光”或或“不發(fā)光不發(fā)光”) )。(2)(2)在在A A、B B間接入二極管間接入二極管, ,二極管的二極管的D D端接電源負極端接電源負極, ,閉合開關小閉合開關小燈泡燈泡( (選填選填“發(fā)光發(fā)光”或或“不發(fā)光不發(fā)光”) )。提示提示: :(1)(1)發(fā)光發(fā)光(2)(2)不發(fā)光不發(fā)光1.1.人類利用材料經(jīng)過了哪幾個階段人類利

4、用材料經(jīng)過了哪幾個階段? ?2.2.材料按導電性分為幾類材料按導電性分為幾類? ?3.3.超導體和納米材料各有什么特點和應用超導體和納米材料各有什么特點和應用? ?探究探究1 1 材料與社會材料與社會1.1.人類發(fā)展經(jīng)歷了哪些時代人類發(fā)展經(jīng)歷了哪些時代? ?參考答案參考答案: :舊石器時代、新石器時代、青銅時代。舊石器時代、新石器時代、青銅時代。2.2.鐵的利用對人類的發(fā)展有什么意義鐵的利用對人類的發(fā)展有什么意義? ?參考答案參考答案: :鐵的利用為人類大規(guī)模制造機器提供了材料基礎鐵的利用為人類大規(guī)模制造機器提供了材料基礎, ,開開創(chuàng)了人類歷史新紀元。創(chuàng)了人類歷史新紀元。 探究探究2 2 材料

5、的導電性材料的導電性1.1.導體和絕緣體導體和絕緣體結合結合“體驗體驗1”,1”,回答以下問題回答以下問題: :(1)(1)由由“體驗體驗1”1”可知可知: :不同物質的導電能力不同物質的導電能力, ,如鐵和銅如鐵和銅, ,導電性能較好導電性能較好, ,是是體體; ;如橡皮如橡皮, ,電流幾乎不能通過的材電流幾乎不能通過的材料是料是體。導電性能介于導體和絕緣體之間的材料是體。導電性能介于導體和絕緣體之間的材料是體。體。提示提示: :將不同物質分別接入電路中將不同物質分別接入電路中, ,閉合開關后閉合開關后, ,小燈泡能發(fā)光小燈泡能發(fā)光, ,說明這種物質能導電說明這種物質能導電, ,是導體是導體

6、; ;小燈泡不能發(fā)光小燈泡不能發(fā)光, ,說明這種物質說明這種物質不能導電不能導電, ,是絕緣體。是絕緣體。參考答案參考答案: :不同導絕緣半導不同導絕緣半導(2)(2)是最常用的電的良導體是最常用的電的良導體, ,通常被用作通常被用作。一般。一般情況下情況下, ,玻璃和橡膠是玻璃和橡膠是。提示提示: :要注意聯(lián)系生活實際來回答。銅和鋁常用作導線要注意聯(lián)系生活實際來回答。銅和鋁常用作導線, ,常溫下常溫下, ,橡膠、玻璃是絕緣體。在電器中橡膠、玻璃是絕緣體。在電器中, ,凡是需要電流通過的部分都凡是需要電流通過的部分都要用導體。導體外部或導體間需要隔離的部分一定要用絕緣體要用導體。導體外部或導體

7、間需要隔離的部分一定要用絕緣體, ,以防漏電。以防漏電。參考答案參考答案: :銅和鋁導線絕緣體銅和鋁導線絕緣體(3)(3)說一說說一說: :導體容易導電導體容易導電, ,絕緣體不容易導電的原因是什么絕緣體不容易導電的原因是什么? ?提示提示: :材料的導電性是由材料內部電子的運動狀況決定的。導材料的導電性是由材料內部電子的運動狀況決定的。導體內部有大量自由電荷體內部有大量自由電荷( (在金屬中的自由電荷是電子在金屬中的自由電荷是電子, ,在溶液中在溶液中的自由電荷是陰、陽離子的自由電荷是陰、陽離子),),所以導電性能良好所以導電性能良好; ;絕緣體中幾乎絕緣體中幾乎沒有自由電荷沒有自由電荷,

8、,所以不容易導電。所以不容易導電。參考答案參考答案: :導體內部有大量自由電荷導體內部有大量自由電荷( (在金屬中的自由電荷是電在金屬中的自由電荷是電子子, ,在溶液中的自由電荷是陰、陽離子在溶液中的自由電荷是陰、陽離子),),所以導電性能良好所以導電性能良好; ;絕絕緣體中幾乎沒有自由電荷緣體中幾乎沒有自由電荷, ,所以不容易導電。所以不容易導電。2.2.二極管的單向導電性二極管的單向導電性結合結合“體驗體驗2”,2”,回答以下問題回答以下問題: :(1)(1)結合結合“體驗體驗2”2”畫出畫出“探究二極管的單向導電性探究二極管的單向導電性”的電路圖。的電路圖。提示提示: :二極管與小燈泡串

9、聯(lián)二極管與小燈泡串聯(lián), ,二極管用不同的方式接入電路二極管用不同的方式接入電路, ,觀觀察小燈泡的亮度察小燈泡的亮度, ,小燈泡的亮度表示電流的大小。小燈泡的亮度表示電流的大小。參考答案參考答案: :(2)(2)由由“體驗體驗2”2”可知可知: :二極管的二極管的C C端接電源負極時端接電源負極時, ,二極管相當二極管相當于于, ,二極管的二極管的D D端接電源負極時端接電源負極時, ,二極管相當于二極管相當于_。說明二極管具有說明二極管具有。提示提示: :將二極管按不同的方式接入電路中將二極管按不同的方式接入電路中, ,閉合開關后閉合開關后, ,小燈泡小燈泡能發(fā)光能發(fā)光, ,說明這種連接方式

10、是能導電的說明這種連接方式是能導電的, ,二極管是導體二極管是導體; ;小燈泡小燈泡不能發(fā)光不能發(fā)光, ,說明這種連接方式不能導電說明這種連接方式不能導電, ,二極管是絕緣體。同一二極管是絕緣體。同一個二極管連接方式不同個二極管連接方式不同, ,導電能力不同導電能力不同, ,由此可見二極管具有單由此可見二極管具有單向導電性。向導電性。參考答案參考答案: :導體絕緣體單向導電性導體絕緣體單向導電性(3)(3)二極管是由二極管是由制成的制成的, ,常見的半導體材料有常見的半導體材料有_;_;半導體材料能制成半導體材料能制成_。參考答案參考答案: :半導體材料硅、鍺、砷化鎵二極管、三極管等半導體材料

11、硅、鍺、砷化鎵二極管、三極管等半導體元件和集成電路半導體元件和集成電路探究探究3 3 開發(fā)新材料開發(fā)新材料1.1.超導材料有哪些特點和用途超導材料有哪些特點和用途? ?參考答案參考答案: :(1)(1)特點特點: :電阻為零。電阻為零。(2)(2)用途用途: :遠距離大功率輸電遠距離大功率輸電, ,造超導列車、超導船等。造超導列車、超導船等。2.2.納米材料有哪些特點和用途納米材料有哪些特點和用途? ?參考答案參考答案: :(1)(1)特點特點: :基本單元的尺度較小基本單元的尺度較小; ;提高材料的強度和硬提高材料的強度和硬度度, ,降低燒結溫度降低燒結溫度, ,提高材料的磁性。提高材料的磁

12、性。(2)(2)用途用途: :做微小機器做微小機器; ;提高計算機的性能提高計算機的性能, ,縮小計算機芯片的體縮小計算機芯片的體積。積。 一、材料與社會一、材料與社會1.1.人類經(jīng)歷了人類經(jīng)歷了_時代、時代、_時代和時代和_時代。時代。2._2._的利用為人類大規(guī)模制造機器提供了材料基礎的利用為人類大規(guī)模制造機器提供了材料基礎, ,開創(chuàng)了人開創(chuàng)了人類歷史新紀元。類歷史新紀元。舊石器舊石器新石器新石器青銅青銅鐵鐵二、材料的導電性二、材料的導電性1.1.導體導體: :善于導電的物體善于導電的物體, ,良導體具有較好的良導體具有較好的_性能性能, ,如金、如金、銀、銅、鐵等。銀、銅、鐵等。2.2.

13、半導體半導體: :(1)(1)半導體材料半導體材料: :導電性能介于導體和絕緣體之間。如硅、鍺、導電性能介于導體和絕緣體之間。如硅、鍺、_。(2)(2)應用應用: :制成制成_、_等半導體元件和集成電路。半等半導體元件和集成電路。半導體二極管具有導體二極管具有_性性, ,半導體三極管可以用來半導體三極管可以用來_電電信號。信號。3.3.絕緣體絕緣體: :被用來被用來_帶電物體。如玻璃、橡膠等。帶電物體。如玻璃、橡膠等。導電導電砷化鎵砷化鎵二極管二極管三極管三極管單向導電單向導電放大放大隔離隔離三、新材料三、新材料1.1.超導體超導體: :(1)(1)特點特點: :電阻為電阻為_。(2)(2)應

14、用應用:_:_大功率輸電大功率輸電, ,造造_、超導船等。、超導船等。2.2.納米材料納米材料: :合成材料的基本單元大小限制在合成材料的基本單元大小限制在_范圍的范圍的材料材料, ,在在_等方面表現(xiàn)出特殊的性能。等方面表現(xiàn)出特殊的性能。零零遠距離遠距離超導列車超導列車1 1100nm100nm力、熱、聲、光、電、磁力、熱、聲、光、電、磁【拓展延伸拓展延伸】導體和絕緣體的相互轉化導體和絕緣體的相互轉化導體和絕緣體的區(qū)別在于導電能力的強弱導體和絕緣體的區(qū)別在于導電能力的強弱, ,如如: :玻璃在常溫下是玻璃在常溫下是絕緣體絕緣體, ,但在高溫加熱至紅熾狀態(tài)后就會變成導體但在高溫加熱至紅熾狀態(tài)后就

15、會變成導體; ;干燥的木頭干燥的木頭是絕緣體是絕緣體, ,但潮濕的木頭就是很好的導體但潮濕的木頭就是很好的導體; ;半導體的導電能力在半導體的導電能力在一定的條件下也可以發(fā)生變化?？梢妼w和絕緣體之間沒有絕一定的條件下也可以發(fā)生變化。可見導體和絕緣體之間沒有絕對的界限。對的界限。 考點考點 材料的性質及應用材料的性質及應用【典例典例】關于材料的性質及其應用關于材料的性質及其應用, ,下列說法中正確的是下列說法中正確的是( () )A.A.有的半導體對光比較敏感有的半導體對光比較敏感, ,可以用來制造熱敏電阻可以用來制造熱敏電阻B.B.鐵的硬度比較大鐵的硬度比較大, ,可以用來制造保險絲可以用來

16、制造保險絲C.C.超導材料在很低的溫度時電阻為零超導材料在很低的溫度時電阻為零, ,是制作電阻的好材料是制作電阻的好材料D.D.銅的導電性較好銅的導電性較好, ,可以用來制作導線可以用來制作導線 【思路導引思路導引】分析本題的關鍵是分清材料的性質及應用。分析本題的關鍵是分清材料的性質及應用。【精講精析精講精析】選選D D。本題考查的是材料的性質及應用。有的半。本題考查的是材料的性質及應用。有的半導體對光比較敏感導體對光比較敏感, ,可以用來制造光敏電阻可以用來制造光敏電阻; ;鐵的電阻較小鐵的電阻較小, ,熔熔點較高點較高, ,不適合用來制造保險絲不適合用來制造保險絲; ;超導材料在很低的溫度

17、時電阻超導材料在很低的溫度時電阻為零為零, ,是制作導線的好材料是制作導線的好材料, ,不能用來制作電阻不能用來制作電阻; ;銅的導電性較銅的導電性較好好, ,可以用來制作導線可以用來制作導線, ,故選故選D D?！痉椒w納方法歸納】各種材料的利用各種材料的利用(1)(1)區(qū)分導體和絕緣體區(qū)分導體和絕緣體: :根據(jù)物體是否容易導電。根據(jù)物體是否容易導電。(2)(2)超導體電阻為零。超導體電阻為零。(3)(3)納米材料具有尺度小納米材料具有尺度小, ,強度和硬度大等特點。強度和硬度大等特點。 1.1.下列各組物質下列各組物質, ,全部屬于導體的是全部屬于導體的是( () )A.A.硬幣、鹽水、鉛

18、筆芯硬幣、鹽水、鉛筆芯 B.B.橡皮、玻璃球、硬幣橡皮、玻璃球、硬幣C.C.玻璃球、鹽水、鉛筆芯玻璃球、鹽水、鉛筆芯 D.D.橡皮、食用油、鉛筆芯橡皮、食用油、鉛筆芯【解析解析】選選A A。本題考查導體和絕緣體。本題考查導體和絕緣體, ,需要記住一些常見的導需要記住一些常見的導體和絕緣體體和絕緣體, ,硬幣是由金屬做成的硬幣是由金屬做成的, ,是導體是導體; ;酸、堿、鹽的水溶酸、堿、鹽的水溶液是導體液是導體; ;鉛筆芯的主要成份是石墨鉛筆芯的主要成份是石墨, ,是導體是導體; ;橡皮、玻璃球、橡皮、玻璃球、食用油等是絕緣體。食用油等是絕緣體。2.LED2.LED燈是一種新型的高效節(jié)能光源燈是

19、一種新型的高效節(jié)能光源, ,它的核心元件是發(fā)光二極它的核心元件是發(fā)光二極管。二極管是由下列哪種材料制成管。二極管是由下列哪種材料制成( () )A.A.陶瓷材料陶瓷材料 B.B.金屬材料金屬材料C.C.半導體材料半導體材料 D.D.超導材料超導材料【解析解析】選選C C。本題考查半導體材料。半導體可以制造二極管、。本題考查半導體材料。半導體可以制造二極管、三極管和集成電路等多種半導體元件。三極管和集成電路等多種半導體元件。3.3.新材料是相對于傳統(tǒng)材料而言的新材料是相對于傳統(tǒng)材料而言的, ,新材料的使用對推動社會新材料的使用對推動社會的進步正發(fā)揮著越來越大的作用的進步正發(fā)揮著越來越大的作用,

20、,下列關于新材料的描述錯誤下列關于新材料的描述錯誤的是的是( () )A.“A.“超導材料超導材料”和和“納米材料納米材料”都屬于新材料都屬于新材料B.“B.“超導材料超導材料”可以應用于任何用電器并使其效率提高可以應用于任何用電器并使其效率提高C.“C.“納米材料納米材料”是指材料的基本單元達到納米量級是指材料的基本單元達到納米量級, ,并且具有并且具有特殊性能的材料特殊性能的材料D.“D.“半導體材料半導體材料”廣泛應用于手機、電視機、電腦的元件及芯廣泛應用于手機、電視機、電腦的元件及芯片片【解析解析】選選B B。本題考查新材料的應用。本題考查新材料的應用?！俺瑢Р牧铣瑢Р牧稀薄啊薄凹{米納

21、米材料材料”都屬于新材料都屬于新材料;“;“超導材料超導材料”電阻為零電阻為零, ,不適用于利用電不適用于利用電流熱效應工作的電器流熱效應工作的電器; ;納米材料是指合成材料的基本單元大小納米材料是指合成材料的基本單元大小限制在限制在1 1100 nm100 nm范圍范圍, ,達到納米量級達到納米量級, ,納米材料在力、熱、聲、納米材料在力、熱、聲、光等方面都具有特殊的性能光等方面都具有特殊的性能; ;手機、電視機、電腦元件及芯片手機、電視機、電腦元件及芯片都應用了半導體材料。都應用了半導體材料。4.4.小杰的哥哥買了一條領帶小杰的哥哥買了一條領帶, ,此領帶有很強的自潔性能此領帶有很強的自潔

22、性能, ,不沾水不沾水也不沾油。由此可見也不沾油。由此可見, ,領帶是利用領帶是利用材料制成的。材料制成的?！窘馕鼋馕觥勘绢}考查納米材料的應用。納米尺度的物質有很強的本題考查納米材料的應用。納米尺度的物質有很強的自潔性能。自潔性能。答案答案: :納米納米5.5.世界自然基金會倡導的世界自然基金會倡導的“地球一小時活動地球一小時活動”是通過關燈的方是通過關燈的方式減少通電式減少通電來減少消耗的電能來減少消耗的電能; ;用新型的節(jié)能用新型的節(jié)能LEDLED燈代燈代替白熾燈照明是通過減少用電器替白熾燈照明是通過減少用電器來減少消耗的電能。來減少消耗的電能?！窘馕鼋馕觥勘绢}考查節(jié)約電能的措施本題考查節(jié)約電能的措施,“,“地球一小時活動地球一小時活動”是通是通過關燈的方式減少了通電時間過關燈的方式減少了通電時間, ,可以減少消耗的電能可以減少消耗的電能;LED;LED燈的燈的電功率比較小電功率比較小, ,用用LEDLED燈代替白熾燈照明燈代替白熾燈照明, ,是通過減少用電器電是通過減少用電器電功率來減少消耗的電能。功率來減少消耗的電能。答案答案: :時間電功率時間電功率