第二十章第3节 材料的开发和利用课件(共27张PPT)2022-2023学年九年级物理沪科版全一册

(共27张PPT)
第3节 材料的开发和利用
九全 物理
沪科版
我们周围的物品都是由各种材料制成的，材料创新已成为推动人类文明进步的重要动力之一
液体盔甲
点沙成土
抗震水泥
能自动修复的衣服
刀枪不入的LINE-X材料
永远不湿的涂层
新课引入
1.知道材料对人类社会发展的促进作用，知道新材料的发展为科学技术发展提供了物质基础
2.知道根据材料的导电性能可分为：导体、半导体、绝缘体三大类。初步了解半导体的一些特点
3.知道“电阻为零”是超导材料的特性外，超导磁悬浮现象是它的另一重要特征之一
4.收集有关信息，初步了解纳米材料有关的一些知识，有合理利用资源、保护环境的意识
重点
学习目标
一、材料与社会
人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关,从古至今，人类对材料的使用经历了哪些时代呢？
石器时代
青铜器时代
铁器时代
电气时代
蒸汽时代
电子信息时代
新知学习
材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础。
请同学们思考：材料的发展有什么意义呢？
？
将不同材料接入电路，观察小灯泡的发光现象，想一想是什么原因呢？
二、材料的导电性
将______和______接入电路，灯泡发光。表明这些物体容易导电，
我们把它们叫作导体。
将_______、________和______接入电路，灯泡不发光。表明这些物体不容易导电，我们把它们叫作绝缘体。
钢尺
盐水
木棍
橡皮
玻璃
根据材料的导电性能：材料可分为导体、绝缘体、半导体。
（1）导体：容易导电的材料，常见导体：各种金属；酸、碱、盐的水溶液；人体、大地、石墨、水银等。
铜、铝是常见的良导体，通常被用作制成传导电流的导线
（2）绝缘体：电阻很大，不容易导电的材料，常见绝缘体：陶瓷、玻璃、
橡胶、塑料、各种油等。
绝缘体常常被用来隔离带电物体
（3）半导体：导电性能介于导体与绝缘体之间的材料
半导体的材料：硅、锗、砷化镓等
从左到右导电性能越来越强，绝缘性能越来越弱
绝缘体
半导体
导 体
半导体元件
半导体应用非常广泛
可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路。
半导体二极管有单向导电性，三极管可以用来放大电信号。
演示：二极管有单向导电性
发光二极管
发光二极管
二极管有两根引线，一根叫正极（长端），另一根叫负极（短端），在电路中用符号 表示
注意：当反向加的电压达到某一值时，会将二极管击穿，损坏二极管。
半导体的应用：通常用半导体材料可以制作二极管和三极管。它被广泛应用于各种电子设备
二极管
三极管
集成电路
导体之所以容易导电，是因为导体内存在大量的___________。常温下，玻璃属于________，烧红的玻璃____导电，这说明____________________
_______________________________。
自由电荷
绝缘体
能
导体和绝缘体之间在一定的条件下可以相互转化
分析
同一种物质的导电性能总是一成不变的吗？
探究
1.下列物体中，利用材料导电特性的是（ ）
A. 铁门
B. 内燃机的散热金属片
C. 灯泡内的钨丝
D. 电饭煲的金属锅
C
针对训练
2. 关于导体和绝缘体，下列说法正确的是（ ）
A．导体能够导电是因为导体内有大量的电荷存在
B．绝缘体不容易导电，是因为绝缘体内没有电荷存在
C．导体在任何情况下都可以导电，绝缘体在任何情况下都不会导电D．有些绝缘体在一定情况下可以变成导体
D
不能说“绝缘体内没有电荷”，也不能说“绝缘体内没有自由电荷”。任何物体内部都有电荷，只是绝缘体内能够自由移动的电荷很少。
虽然社会的发展给我们带来了丰富的物品，但是为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正不断地研究性能更好、更有价值的新材料，如超导材料、纳米材料。
三、开发新材料
超导材料
阅读课本，什么是超导现象？谁发现了超导现象？什么是超导材料？
思考
1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试温度降低到4.2K时，汞的电阻突然降低到几乎为零。从而发现超导现象。
能够发生超导现象的材料称为超导材料。
超导材料有
哪些应用呢？
超导材料的两个基本特性：零电阻性、抗磁性。
利用超导体的零电阻性实现远距离大功率输电。
超导磁悬浮现象使人们联想到利用超导体实现交通工具的无摩擦运行。
超导磁悬浮列车
目前阻碍超导现象大规模应用的是它要求低温，如果能突破"温度障碍"，得到室温下工作的超导材料，可能会使整个工业的发展发生巨大变化。对新的超导材料的研究工作，我国走在世界的前列。
纳米材料
阅读课本，什么是纳米材料？纳米材料的特性及其应用？
思考
(约10个原子紧密排列的长度，约是头发丝1%)
指合成材料的基本单元在1-100nm的范围内的材料
纳米是长度单位：1nm=10-9m
纳米材料除了其基本单元空间尺度小外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。
计算机芯片中的纳米导线
纺织工艺中的纳米涂层
杀菌和除臭的冰箱纳米涂层
药物中的纳米缓释技术
纳米卫星
纳米材料已成功用于许多领域，正在改善着、提高着人们的生活质量，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等，应用前景十分广阔。
下例说法中正确的是（ ）
A. 任何一种物质都是超导材料
B. 超导体是一种很理想的导体，但是却不能制造出来
C. 只有水银才是超导体
D. 超导材料是一种在很低温度下电阻为零的材料
D
针对训练
材料与社会
材料的开发
和利用
超导材料
纳米材料
材料的导电性
开发新材料
导体
半导体
绝缘体
课堂小结
随堂练习
1. 如图所示，是一种门铃按钮开关构造的截面图：A、B为金属片，并各有接线柱与电路连接，C为按钮，D为外壳。A、B、C、D各部件的材料中，________是导体；_________是绝缘体。
A、B
C、D
2.“轻轨电车”是近年来又一新兴的交通工具，具有速度大、运载量大、污染小的优点。当轻轨电车运行时，由于高速摩擦，在轻轨电车跟架空电线的接触点上，会产生高温。因此，接触点上的材料应该具有耐高温、不易氧化、易导电的性质。最适合制作该触点的材料是（ )。
A. 金刚石 B.石墨
D.铜 C.铝
B
3. 现代生产生活中需要各种各样的材料，下列说法正确的是（　　）
A．超导体是一种电阻超级大的材料可以用来制造
B．橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
C．用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D．有些半导体材料对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻
D
超导体是在一定条件下电阻为零的材料
导体
输电线需要阻碍作用小的材料