第二十章　第三节　材料的开发和利用教案 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第三节　材料的开发和利用
【重点难点】
重点:导体、半导体、绝缘体、半导体的导电特性,超导材料和纳米材料的特点。
难点:半导体二极管的单向导电性、超导材料和纳米材料的应用。
【教学准备】
教师准备:多媒体课件、能组成电路的一般元件,如干电池、导线、开关,常见的导体和绝缘体,如塑料、陶瓷、铁钉、铅等,半导体二极管和三极管。
【教学设计】
【情境引入】
书本、课桌、黑板等,我们周围大大小小的物品都是由材料制成的,尽管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,人们正不断研究性能更好、更容易制造的新材料。今天我们就来研究材料的开发和利用。
【新课教学】
一、材料与社会
同学们看书了解材料的历史。让同学们以小组为单位选出代表总结回答——材料的发展简史。
教师总结: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,人类发展过程中先后经历了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。
二、材料的导电性
自学P206~207。
1.材料——导体、半导体、绝缘体:
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。
容易导电的材料是导体;不容易导电的材料是绝缘体。
半导体可以制成二极管、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,半导体三极管可以用来放大电信号。
让我们来欣赏两组半导体的图片。
2.半导体材料的发展历程及应用领域:
半导体材料是半导体工业的基础,是信息技术和产业发展的“粮食”。
半导体材料应用已经成为衡量一个国家经济发展科技进步和国防实力的重要标志。
三、开发新材料
1.超导材料:
(1)超导材料是一种电阻为零的材料。让学生看课本P208第一、二段后回答:什么现象叫超导现象 什么材料叫超导材料
强调:
①只有当温度在某一低温(称转变温度或临界温度)以下才具有超导性。
②不同材料的转变温度不同,如汞(4.15 K)、钨(0.012 K)、锌(0.75 K)等。现在的一些高温超导材料,由一般导体转变为超导体的温度已达到100 K以上。我国研制的超导材料的转变温度已达到134 K。
(2)让学生看课本P208第三至七段,提出问题。师生共同作答:
超导磁悬浮现象是一个超导体与一个永磁体(或电磁铁)叠放时,由于电磁感应现象,超导体中产生的感应电流激发很强的磁场与永磁体产生的磁场相互排斥,进而减少摩擦力。
2.纳米材料:
21世纪是科技高速发展的一个世纪,其主要方向之一就是新材料的研制和应用。新材料的研究是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。
我们在本章开始的时候就学习了物质的尺度,知道了纳米这个单位。这个单位实在是太小了,过去我们在生活中没有关注它,但现在却成了人们谈论的热门话题。原因是人们发现将某些物质的尺度加工到1~100 nm,它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时比,发生了异常的变化,这就称为纳米材料。一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上,产生了神奇的效果。
(投影)纳米材料的应用:
(1)洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属离子的组合,就具有抑制细菌生长的功能。
(2)普通领带的表面经过纳米方法处理后,会有很强的自洁性能,不沾水,也不沾油。
(3)用纳米陶瓷粉制成的陶瓷,具有一定的可韧性,用于制造发动机的缸体,汽车会跑得更快。
教师总结:纳米材料在高科技上还有很多应用,下面就由同学们来介绍吧,请同学们将昨天老师布置的要求你们上网查找有关纳米材料的资料拿出来。
学生发言并讨论。
教师总结,并对同学们的表现给予肯定和表扬。
【课堂小结】
1.在本节课中都有哪些收获。
2.本节课不仅仅要了解材料的开发和利用的有关知识,更重要的是让同学们掌握科学探究的方法,培养学生探究问题的能力。
布置作业
课本P210本章练习
【板书设计】
第三节　材料的开发和利用
一、材料与社会发展
二、材料的导电性
1.导体和绝缘体。
2.半导体元件。
3.半导体的应用。
三、开发新材料
1.超导材料。
2.纳米材料。