第三节 材料的开发和利用 初中物理沪科版九年级全一册 课件

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第三节 材料的开发和利用
第1课时 材料与社会以及导电性
初中物理沪科版九年级全一册
探索新知
按照制造技能的划分，人类经历了旧石器、新石器时代和青铜器时代。
一 材料与社会
人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用相关。
旧石器时代：
这段时期的人类开始制作出石制工具，掌握了制造简单的组合工具的能力，学会了钻木取火的技能。
新石器时代：
人类已经能够制作陶器，开始进行纺织。工具则以磨制石器为主。
青铜器时代：
这个时期是使用青铜器为标志的人类物质文化发展阶段。青铜是红铜(纯铜)与锡或铅的合金，因为颜色青灰，故名青铜。
在冶炼铜时，为什么要加入少量的锡？
加入少量的锡，可以获得比纯铜更坚硬、密度更小、强度更高的青铜.
人类大规模制造机器的基础是什么？如今，什么已经成为材料家族的主体？
生铁的利用，以铁为主发展出的高性能钢铁材料。
生铁
钢铁
要点归纳
1.材料在人类社会发展的历史进程中具有极其重要的作用。旧石器—新石器—青铜器—铁器，材料的发展推动了社会的进步与发展。
2.利用材料所具有的电、光、磁、热等功能和物理效应，按材料的用途分类，如建筑材料、耐火材料、电工材料、光学材料、感光材料等。
二 材料的导电性
根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。
如：
金、银、铜、铁是导体，
玻璃、橡胶、陶瓷是绝缘体，硅、锗和砷化镓是半导体。
利用器材设计一个实验电话，判定你桌上的铅笔芯、橡皮、墨水瓶盖、小刀是导体，还是绝缘体？
结论：
铅笔芯、小刀是导体、橡皮、墨水瓶盖是绝缘体。
半导体材料有哪些作用？
可以制成二极管、三极管
等半导体元件和集成电路。
半导体二极管和半导体
三极管又各有什么作用？
半导体二极管具有单向
导电性，半导体三极管可以用来放大信号。
重难点拨
材料的导电性能是由材料内部电荷的运动状况决定。如金属含有大量的自由电子、就容易导电，而大多数非金属由于自由电子数很少，故不容易导电。电解质导电是因为离子化合物溶解时产生阴、阳离子从而具有了导电性。
第三节 材料的开发和利用
第2课时 开发新材料
初中物理沪科版九年级全一册
情境导入
材料可以给我们的生产和日常生活带来很多方便，大大提高我们生活的质量。
探索新知
一 超导材料
什么是超导现象？
什么是超导材料？
材料温度降低到一定时，电阻降低到几乎为零的现象叫超导现象，发生超导现象的材料叫超导材料。
超导磁浮现象
超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。
利用超导体做输电线实现远距离输电有什么好处？
可以实现远距离大功率输电，因为超导输电线可以无损耗地输送极大的电流。
利用超导材料制作超导发电机的线圈磁体制成的超导发电机，可以将发电机的磁场强度提高到5—6万高斯，而且几乎没有能量损失，与常规发电机相比，超导发电机的单机容量提高5—10倍，发电效率提高50%；
超导输电线和超导变压器可以把电力几乎无损耗地输送给用户，超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。
迈斯纳和奥林菲尔德发现的超导磁浮现象有什么重大意义？
用超导体可以实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交通工具的运行速度。
超导输电线路
超导计算机
重难点点拨
超导材料是一种电阻为零的材料。
(1)超导现象：一些材料，当温度降到某一值时，电阻变为零的现象。
(2)超导体：能够发生超导现象的物质。
二 纳米材料
什么是纳米材料？
纳米材料有哪些特殊性能？
合成材料的基本单元大小限制在1—100nm范围内的材料是纳米材料，其基本单元的尺度小，可以大大提高材料的强度和硬度，降低烧结温度，提高材料的磁性等。
取向碳纳米管材料
纳米机器人
纳米导线
要点归纳
(1)“纳米”是长度单位，1nm = 10-9m。
(2)纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在 1~100nm范围的材料。
(3)特性：特殊的力学性质、热学性质、光学性质和磁学性质等。
(4)应用：大大提高材料的强度、硬度，降低烧结温度，提高材料的磁性等。
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