沪科版九年级全册第二十章第三节材料的开发和利用

课件29张PPT。第三节　材料的开发和利用【体验1】导体和绝缘体
活动:准备电池、开关、导线、铁钉、铜丝、橡皮、小灯泡等,连接成如图所示的电路。活动:如图所示,闭合开关,将夹子接触,观察到小灯泡发光。然后断开开关,在A、B两点间分别接入铁钉、铜丝、橡皮,观察小灯泡发光情况。
(1)在A、B间接入铁钉,闭合开关小灯泡　　　,铁钉　　　电。
(2)在A、B间接入铜丝,闭合开关小灯泡　　　,铜丝　　　电。
(3)在A、B间接入橡皮,闭合开关小灯泡　　　,橡皮　　　电。
提示:(1)发光　导　(2)发光　导　(3)不发光　不导【体验2】二极管的单向导电性
活动:准备电池、开关、导线、二极管、小灯泡,连接成如图所
示的电路。
活动:如图甲所示,闭合开关观察到小灯泡发光。然后断开开关,
在A、B两点间接入二极管观察小灯泡发光情况。(1)在A、B间接入二极管,二极管的C端接电源负极,闭合开关小灯泡　　　　(选填“发光”或“不发光”)。
(2)在A、B间接入二极管,二极管的D端接电源负极,闭合开关小灯泡　　　　(选填“发光”或“不发光”)。
提示:(1)发光　(2)不发光1.人类利用材料经过了哪几个阶段?
2.材料按导电性分为几类?
3.超导体和纳米材料各有什么特点和应用?探究1 材料与社会
1.人类发展经历了哪些时代?
参考答案:旧石器时代、新石器时代、青铜时代。
2.铁的利用对人类的发展有什么意义?
参考答案:铁的利用为人类大规模制造机器提供了材料基础,开创了人类历史新纪元。 探究2 材料的导电性
1.导体和绝缘体
结合“体验1”,回答以下问题:
(1)由“体验1”可知:不同物质的导电能力　　　　,如铁和铜,导电性能较好,是　　　　体;如橡皮,电流几乎不能通过的材料是　　　　体。导电性能介于导体和绝缘体之间的材料是
　　　　体。提示:将不同物质分别接入电路中,闭合开关后,小灯泡能发光,说明这种物质能导电,是导体;小灯泡不能发光,说明这种物质不能导电,是绝缘体。
参考答案:不同　导　绝缘　半导(2)　　　　是最常用的电的良导体,通常被用作　　　。一般情况下,玻璃和橡胶是　　　　。
提示:要注意联系生活实际来回答。铜和铝常用作导线,常温下,橡胶、玻璃是绝缘体。在电器中,凡是需要电流通过的部分都要用导体。导体外部或导体间需要隔离的部分一定要用绝缘体,以防漏电。
参考答案:铜和铝　导线　绝缘体(3)说一说:导体容易导电,绝缘体不容易导电的原因是什么?
提示:材料的导电性是由材料内部电子的运动状况决定的。导体内部有大量自由电荷(在金属中的自由电荷是电子,在溶液中的自由电荷是阴、阳离子),所以导电性能良好;绝缘体中几乎没有自由电荷,所以不容易导电。
参考答案:导体内部有大量自由电荷(在金属中的自由电荷是电子,在溶液中的自由电荷是阴、阳离子),所以导电性能良好;绝缘体中几乎没有自由电荷,所以不容易导电。2.二极管的单向导电性
结合“体验2”,回答以下问题:
(1)结合“体验2”画出“探究二极管的单向导电性”的电路图。
提示:二极管与小灯泡串联,二极管用不同的方式接入电路,观察小灯泡的亮度,小灯泡的亮度表示电流的大小。参考答案:(2)由“体验2”可知:二极管的C端接电源负极时,二极管相当于　　　　,二极管的D端接电源负极时,二极管相当于______。说明二极管具有　　　　　　　　　　　　。
提示:将二极管按不同的方式接入电路中,闭合开关后,小灯泡能发光,说明这种连接方式是能导电的,二极管是导体;小灯泡不能发光,说明这种连接方式不能导电,二极管是绝缘体。同一个二极管连接方式不同,导电能力不同,由此可见二极管具有单向导电性。
参考答案:导体　绝缘体　单向导电性(3)二极管是由　　　　制成的,常见的半导体材料有________
_____________;半导体材料能制成_______________________。
参考答案:半导体材料　硅、锗、砷化镓　二极管、三极管等半导体元件和集成电路探究3 开发新材料
1.超导材料有哪些特点和用途?
参考答案:(1)特点:电阻为零。
(2)用途:远距离大功率输电,造超导列车、超导船等。
2.纳米材料有哪些特点和用途?
参考答案:(1)特点:基本单元的尺度较小;提高材料的强度和硬度,降低烧结温度,提高材料的磁性。
(2)用途:做微小机器;提高计算机的性能,缩小计算机芯片的体积。 一、材料与社会
1.人类经历了_______时代、_______时代和_____时代。
2.___的利用为人类大规模制造机器提供了材料基础,开创了人
类历史新纪元。旧石器新石器青铜铁二、材料的导电性
1.导体:善于导电的物体,良导体具有较好的_____性能,如金、
银、铜、铁等。
2.半导体:
(1)半导体材料:导电性能介于导体和绝缘体之间。如硅、锗、
_______。
(2)应用:制成_______、_______等半导体元件和集成电路。半
导体二极管具有_________性,半导体三极管可以用来_____电
信号。
3.绝缘体:被用来_____带电物体。如玻璃、橡胶等。导电砷化镓二极管三极管单向导电放大隔离三、新材料
1.超导体:
(1)特点:电阻为___。
(2)应用:_______大功率输电,造_________、超导船等。
2.纳米材料:合成材料的基本单元大小限制在_________范围的
材料,在_______________________等方面表现出特殊的性能。零远距离超导列车1～100nm力、热、声、光、电、磁【拓展延伸】导体和绝缘体的相互转化
导体和绝缘体的区别在于导电能力的强弱,如:玻璃在常温下是绝缘体,但在高温加热至红炽状态后就会变成导体;干燥的木头是绝缘体,但潮湿的木头就是很好的导体;半导体的导电能力在一定的条件下也可以发生变化。可见导体和绝缘体之间没有绝对的界限。 考点 材料的性质及应用
【典例】关于材料的性质及其应用,下列说法中正确的是(　　)
A.有的半导体对光比较敏感,可以用来制造热敏电阻
B.铁的硬度比较大,可以用来制造保险丝
C.超导材料在很低的温度时电阻为零,是制作电阻的好材料
D.铜的导电性较好,可以用来制作导线
【思路导引】分析本题的关键是分清材料的性质及应用。【精讲精析】选D。本题考查的是材料的性质及应用。有的半导体对光比较敏感,可以用来制造光敏电阻;铁的电阻较小,熔点较高,不适合用来制造保险丝;超导材料在很低的温度时电阻为零,是制作导线的好材料,不能用来制作电阻;铜的导电性较好,可以用来制作导线,故选D。【方法归纳】各种材料的利用
(1)区分导体和绝缘体:根据物体是否容易导电。
(2)超导体电阻为零。
(3)纳米材料具有尺度小,强度和硬度大等特点。 1.下列各组物质,全部属于导体的是(　　)
A.硬币、盐水、铅笔芯 B.橡皮、玻璃球、硬币
C.玻璃球、盐水、铅笔芯 D.橡皮、食用油、铅笔芯
【解析】选A。本题考查导体和绝缘体,需要记住一些常见的导体和绝缘体,硬币是由金属做成的,是导体;酸、碱、盐的水溶液是导体;铅笔芯的主要成份是石墨,是导体;橡皮、玻璃球、食用油等是绝缘体。2.LED灯是一种新型的高效节能光源,它的核心元件是发光二极管。二极管是由下列哪种材料制成(　　)
A.陶瓷材料 B.金属材料
C.半导体材料 D.超导材料
【解析】选C。本题考查半导体材料。半导体可以制造二极管、三极管和集成电路等多种半导体元件。3.新材料是相对于传统材料而言的,新材料的使用对推动社会的进步正发挥着越来越大的作用,下列关于新材料的描述错误的是　(　　)
A.“超导材料”和“纳米材料”都属于新材料
B.“超导材料”可以应用于任何用电器并使其效率提高
C.“纳米材料”是指材料的基本单元达到纳米量级,并且具有特殊性能的材料
D.“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片【解析】选B。本题考查新材料的应用。“超导材料”“纳米材料”都属于新材料;“超导材料”电阻为零,不适用于利用电流热效应工作的电器;纳米材料是指合成材料的基本单元大小限制在1～100 nm范围,达到纳米量级,纳米材料在力、热、声、光等方面都具有特殊的性能;手机、电视机、电脑元件及芯片都应用了半导体材料。4.小杰的哥哥买了一条领带,此领带有很强的自洁性能,不沾水也不沾油。由此可见,领带是利用　　　　材料制成的。
【解析】本题考查纳米材料的应用。纳米尺度的物质有很强的自洁性能。
答案:纳米5.世界自然基金会倡导的“地球一小时活动”是通过关灯的方式减少通电　　　　来减少消耗的电能;用新型的节能LED灯代替白炽灯照明是通过减少用电器　　　　来减少消耗的电能。
【解析】本题考查节约电能的措施,“地球一小时活动”是通过关灯的方式减少了通电时间,可以减少消耗的电能;LED灯的电功率比较小,用LED灯代替白炽灯照明,是通过减少用电器电功率来减少消耗的电能。
答案:时间　电功率