滬科版九年級(jí)物理第20章教案：第3節(jié)材料的開(kāi)發(fā)和利用

1、.第三節(jié)材料的開(kāi)發(fā)和利用第1課時(shí)材料與社會(huì)第2課時(shí)材料的導(dǎo)電性教學(xué)目的1初步理解材料的開(kāi)展過(guò)程。2知道材料的分類(lèi)，知道不同的材料具有不同的物理性質(zhì)。3理解導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的一些特點(diǎn)。重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)1材料的類(lèi)別及物理性質(zhì)。2掌握材料根據(jù)導(dǎo)電性不同的分類(lèi)及半導(dǎo)體管的導(dǎo)電性。 難點(diǎn)1導(dǎo)體和絕緣體的導(dǎo)電性的探究。2半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦缘奶匦?。教學(xué)用具多媒體，電源，燈泡，導(dǎo)線(xiàn)，假設(shè)干待測(cè)材料如銅、鐵、鋁等導(dǎo)體，酸、堿、鹽的水溶液，純水、自來(lái)水，玻璃、橡膠、鉛筆桿、塑料圓珠筆桿等，接線(xiàn)板，接線(xiàn)柱或帶導(dǎo)線(xiàn)的金屬夾，開(kāi)關(guān)，電阻，半導(dǎo)體二極管，光電二極管，熱敏電阻，發(fā)光二極管，三極管及集成電路，酒精燈。

2、教學(xué)過(guò)程一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新知 當(dāng)今我們的生活中，可以說(shuō)物質(zhì)極大豐富，我們周?chē)蟠笮⌒〉奈锲范际怯筛鞣N材料制成的。 討論：你周?chē)心男┪锲?？是由什么材料制成的？二、自主合作，感受新知閱讀課本并結(jié)合生活實(shí)際，完成預(yù)習(xí)部分。三、師生互動(dòng)，理解新知一材料與社會(huì)播放視頻，介紹材料的開(kāi)展簡(jiǎn)史。讓學(xué)生閱讀課本，以小組為單位選出代表總結(jié)答復(fù)材料的開(kāi)展簡(jiǎn)史。人類(lèi)經(jīng)歷了舊石器和新石器時(shí)代；青銅的利用進(jìn)步了消費(fèi)力。綜合結(jié)論：材料的開(kāi)展為科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展提供了物質(zhì)根底?；顒?dòng)1：觀察我們周?chē)奈矬w及同學(xué)們帶來(lái)的各種物品，考慮討論：1你能說(shuō)出哪一物體是由哪些材料制成的嗎？2你能將制成各種物品的材料進(jìn)展簡(jiǎn)單的分類(lèi)嗎？并說(shuō)明

3、你的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。3各種不同的材料具有哪些特點(diǎn)呢？ 材料的分類(lèi)方法很多?？梢詮膽?yīng)用性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等方面分類(lèi)。根據(jù)材料不同的特點(diǎn)，材料可分為金屬、無(wú)機(jī)非金屬、有機(jī)高分子材料及復(fù)合材料。 材料的物理性質(zhì)包括：導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性、密度、比熱容、彈性、硬度、延展性、透光性、狀態(tài)等。二材料的導(dǎo)電性 1.提出問(wèn)題：根據(jù)材料的導(dǎo)電性可將材料分為哪幾類(lèi)？ 讓學(xué)生讀課本內(nèi)容，理解材料按導(dǎo)電性分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體三大類(lèi)。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而且電阻隨溫度的增加而減小，這種材料叫做半導(dǎo)體。常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料有：硅、砷化鎵、銻化銦、鍺等。 2.提出問(wèn)題：你知道怎樣判別導(dǎo)體和絕緣體嗎？ 演示實(shí)驗(yàn)：探究物質(zhì)的

4、導(dǎo)電性 儀器與器材：電源、燈泡、導(dǎo)線(xiàn)、帶導(dǎo)線(xiàn)的金屬夾俗稱(chēng)鱷魚(yú)夾、待測(cè)材料如硬幣、鉛筆芯、水濕木材、橡皮擦、塑料尺等可以用其他材料代替，另老師提供部分待測(cè)材料。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參考電路，如下圖，根據(jù)燈光是否發(fā)光，判斷待測(cè)材料是導(dǎo)體還是絕緣體。3導(dǎo)體和絕緣體并沒(méi)有絕對(duì)界限，絕緣體在一定條件下可以變成導(dǎo)體。演示實(shí)驗(yàn)：如圖甲，閉合開(kāi)關(guān)小燈泡不亮。用酒精燈給玻璃珠加熱到紅熾狀態(tài)，小燈泡發(fā)光如圖乙。這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？甲乙 玻璃在通常情況下是絕緣體，當(dāng)對(duì)其加熱到紅熾狀態(tài)時(shí)，小燈泡發(fā)光，說(shuō)明玻璃變成導(dǎo)體了。 4.半導(dǎo)體元件 展示各種半導(dǎo)體元件：半導(dǎo)體二極管、光電二極管、熱敏電阻、發(fā)光二極管、三極管及集成電路等。初

5、步認(rèn)識(shí)各種半導(dǎo)體元件及其某些特點(diǎn)。 半導(dǎo)體元件具有許多獨(dú)特的功能。例如，半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦?，即僅允許電流由一個(gè)方向通過(guò)元件。半導(dǎo)體三極管可以用來(lái)放大電信號(hào)。 演示實(shí)驗(yàn)：探究半導(dǎo)體二極管單向?qū)щ娞匦?儀器與器材：電源、半導(dǎo)體二極管、電阻R、燈泡、導(dǎo)線(xiàn)、接線(xiàn)板、接線(xiàn)柱。 實(shí)驗(yàn)電路，如下圖。abcd步驟：1取一個(gè)電阻R和一個(gè)半導(dǎo)體二極管，分別接成如圖中a、b所示電路。閉合開(kāi)關(guān)，觀察燈泡發(fā)光情況。2把電池的正、負(fù)極互相調(diào)換后，將變成如圖中c、d所示的電路。閉合開(kāi)關(guān)，觀察燈泡發(fā)光情況。明確實(shí)驗(yàn)的器材、電路及步驟。對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察、記錄，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。典例解讀【例1】以下實(shí)例中，材料的選用與描繪的物

6、理屬性不相符的是A電線(xiàn)的線(xiàn)芯用銅制成，是因?yàn)殂~的導(dǎo)電性好B房屋的天窗用玻璃制成，是因?yàn)椴ＡУ耐腹庑院肅水壺的把手用膠木制成，是因?yàn)槟z木的導(dǎo)熱性好D劃玻璃的刀刃用金剛石制成，是因?yàn)榻饎偸挠捕却蟆窘馕觥坎煌镔|(zhì)的性質(zhì)根本不同，決定了它們?cè)谟锰幧系牟煌?。電線(xiàn)的內(nèi)芯用銅來(lái)做，因?yàn)殂~的導(dǎo)電性好，電阻小，在導(dǎo)線(xiàn)上損失的能量小；房屋的天窗用玻璃來(lái)做，因?yàn)椴ＡУ耐ü庑院?，而且也比較美觀，考慮平安一般是有機(jī)鋼化玻璃；水壺的把手用膠木制成有兩方面考慮，一是對(duì)電水壺來(lái)說(shuō)，利用膠木的絕緣性質(zhì)防止人體觸電，二是利用膠木熱傳導(dǎo)系數(shù)低，防止?fàn)C傷；玻璃刀刀刃用金剛石，就是利用了硬度大的性質(zhì)，耐磨?！敬鸢浮緾【例2】以下對(duì)材

7、料的認(rèn)識(shí)，正確的選項(xiàng)是A塑料和銅都是很好的絕緣材料B各種材料中，鐵的導(dǎo)電性能最好C硅是應(yīng)用較多的半導(dǎo)體材料D碳是很好的磁性材料【解析】塑料是絕緣體，而銅是導(dǎo)體，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；導(dǎo)體中，銀、銅、鋁的導(dǎo)電性能都比鐵好，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；硅是生活、消費(fèi)中常見(jiàn)的一種半導(dǎo)體材料，所以選項(xiàng)C正確；碳不能被磁化，不是磁性材料，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【答案】C【例3】青少年科技創(chuàng)新材料中有一種變光二極管，電流從其P端流入時(shí)發(fā)紅光，從其Q端流入時(shí)發(fā)綠光，奧秘在于其內(nèi)部封裝有一紅一綠兩個(gè)發(fā)光二極管，發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，其符?hào)為，當(dāng)電流從“極流入時(shí)二極管能通電且發(fā)光，當(dāng)電流從“極流入時(shí)二極管不能發(fā)光，那么該變光二極管

8、的內(nèi)部構(gòu)造可能是以下圖中的A BC D【解析】因?yàn)槎O管具有單向?qū)щ娦?，?dāng)電流從二極管的正接線(xiàn)柱流入，負(fù)接線(xiàn)柱流出時(shí)，二極管將電路接通；當(dāng)電流從二極管的負(fù)接線(xiàn)柱流入時(shí)，二極管在電路中處于斷開(kāi)狀態(tài)。根據(jù)題意可知，電流從其P端流入時(shí)發(fā)紅光，從其Q端流入時(shí)發(fā)綠光，所以?xún)啥O管并聯(lián)，且紅發(fā)光二極管的正接線(xiàn)柱在P端，負(fù)接線(xiàn)柱在Q端，綠發(fā)光二極管的正接線(xiàn)柱在Q端，負(fù)接線(xiàn)柱在P端，所以C圖正確?！敬鸢浮緾四、嘗試練習(xí)，掌握新知請(qǐng)同學(xué)們完成相關(guān)作業(yè)。五、課堂小結(jié)，梳理新知1材料的開(kāi)展過(guò)程。2導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性、密度、比熱容、彈性、硬度、延展性等都是材料的物理性質(zhì)，及各性質(zhì)的應(yīng)用。3按照材料的導(dǎo)電性能，材料可

9、分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。1導(dǎo)體和絕緣體沒(méi)有絕對(duì)的界限，在一定的條件下可以互相轉(zhuǎn)化。2半導(dǎo)體具有許多獨(dú)特的功能，如半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦浴Ａ?、深化練?xí)，穩(wěn)固新知請(qǐng)同學(xué)們完成相關(guān)作業(yè)。第3課時(shí)開(kāi)發(fā)新材料教學(xué)目的1知道超導(dǎo)材料是一種電阻為零的材料。2理解超導(dǎo)材料的性能及應(yīng)用。3理解納米材料的性能及應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)理解新材料的特性及應(yīng)用前景。難點(diǎn)超導(dǎo)材料、納米材料的廣泛應(yīng)用。教學(xué)用具多媒體課件。教學(xué)過(guò)程一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新知雖然社會(huì)的開(kāi)展給我們帶來(lái)了豐富的物品，但是為了制造物美價(jià)廉、性能更好的物品，人們正不斷研究性能更好、更容易制造的新材料。板書(shū)課題：開(kāi)發(fā)新材料。二、自主合作，感受新知閱讀課本

10、并結(jié)合生活實(shí)際，完成預(yù)習(xí)部分。三、師生互動(dòng)，理解新知一超導(dǎo)材料1提出問(wèn)題：什么現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象？什么材料叫超導(dǎo)材料？學(xué)生閱讀課本，答復(fù)以下問(wèn)題。有些材料當(dāng)溫度降低到某一溫度時(shí)，材料的電阻突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象?？梢园l(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的材料叫超導(dǎo)材料。強(qiáng)調(diào)：1只有當(dāng)溫度在某一低溫稱(chēng)轉(zhuǎn)變溫度或臨界溫度以下才具有超導(dǎo)性。2不同材料的轉(zhuǎn)變溫度不同，如汞4.2 K、鎢0.012 K、鋅0.75 K等。如今的一些高溫超導(dǎo)材料，由一般導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體的溫度已到達(dá)100 K以上。我國(guó)研制的超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度已到達(dá)134 K。提出問(wèn)題：超導(dǎo)體有哪些特性呢？學(xué)生閱讀課本后答復(fù)：電阻為零；超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象。超導(dǎo)材料不僅電

11、阻為零而且還存在其他引人注目的特性。2提出問(wèn)題：超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象是怎么回事？1933年邁斯納和奧森菲爾德發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象，如下圖。超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象是一個(gè)超導(dǎo)體與一個(gè)永磁體或電磁鐵疊放時(shí)，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，超導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流激發(fā)很強(qiáng)的磁場(chǎng)與永磁體或電磁鐵的磁場(chǎng)在它們中間因同名磁極互相排斥，磁場(chǎng)的排斥力與被懸起來(lái)的物體的重力相平衡時(shí)，就形成了穩(wěn)定的磁懸浮現(xiàn)象。3提出問(wèn)題：超導(dǎo)材料有哪些應(yīng)用？超導(dǎo)材料的應(yīng)用：運(yùn)用電阻為零的特性制作電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈、輸電導(dǎo)線(xiàn)等，可減少電能損失，進(jìn)步電能利用率。運(yùn)用磁懸浮的特性制造磁懸浮列車(chē)、超導(dǎo)船等。既減少了能量損失，又進(jìn)步了交通工具的運(yùn)行速度和平安性能。典例解讀【例1

12、】超導(dǎo)體有著非常誘人的應(yīng)用前景，假設(shè)科學(xué)家研制出了常溫下的超導(dǎo)體，你認(rèn)為將它用來(lái)做下面哪種產(chǎn)品最為適宜A輸電導(dǎo)線(xiàn)B熔斷器內(nèi)的保險(xiǎn)絲C白熾燈的燈絲D測(cè)電筆內(nèi)的高電阻【解析】超導(dǎo)材料的電阻為零，其應(yīng)用的地方必須是電阻越小越好。選項(xiàng)A中輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻越小就能減少電能的損失，所以可以用超導(dǎo)體做輸電導(dǎo)線(xiàn)；熔斷器內(nèi)的保險(xiǎn)絲、白熾燈的燈絲利用材料的電阻熱效應(yīng)工作，因此它們不能應(yīng)用超導(dǎo)材料制作，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；測(cè)電筆內(nèi)的高電阻就是因?yàn)樗碾娮璐螅藗兪褂脺y(cè)電筆時(shí)才不會(huì)發(fā)生觸電事故，假如用超導(dǎo)材料制作測(cè)電筆，就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼二納米材料提出問(wèn)題：什么是納米材料？納米材料有什么特性及應(yīng)用呢？學(xué)

13、生閱讀課本，答復(fù)以下問(wèn)題。 當(dāng)材料的微粒大小到達(dá)納米級(jí)109 m，就是這種材料的微粒由幾個(gè)分子組成時(shí)，材料的性能會(huì)發(fā)生顯著變化，如顏色、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、硬度、磁性等會(huì)產(chǎn)生很大的變化。由納米材料組成的物質(zhì)也就有了許多一般物質(zhì)沒(méi)有的特性。強(qiáng)調(diào)：納米是長(zhǎng)度單位，符號(hào)“nm，1 nm109 m。不是所有材料到達(dá)納米尺度時(shí)就一定是納米材料，只有當(dāng)材料到了納米尺度時(shí)性能發(fā)生突變，才能稱(chēng)為納米材料。只有產(chǎn)品的主導(dǎo)技術(shù)或主要材料是由納米構(gòu)造單元構(gòu)成的，才是真正的納米產(chǎn)品。多媒體展示“納米材料的應(yīng)用，讓學(xué)生理解我國(guó)納米材料研究的新成果，增強(qiáng)民族自豪感。典例解讀【例2】納米陶瓷作為高科技材料應(yīng)用廣泛，它具有耐磨、耐腐蝕、耐高溫、防浸透、完全無(wú)磁性等特點(diǎn)但它不可用于以下哪項(xiàng)技術(shù)中A公交IC卡B納米陶瓷刀C“嫦娥二號(hào)外表涂層D裝濃硫酸的容器【解析】IC卡是一種磁性材料，所以不