12.1不同物质的导电性能-课件-2025-2026学年2024北师大版物理九年级全册教学课件（21页PPT）

(共21张PPT)
幻灯片 1：封面
课程标题：12.1 不同物质的导电性能
学科与年级：北师大版 九年级物理
教师姓名：[教师姓名]
幻灯片 2：学习目标
能区分导体和绝缘体，知道常见导体（如金属、酸碱盐溶液）和绝缘体（如塑料、玻璃）的实例。
理解导体导电的原因（存在自由电荷）和绝缘体不导电的原因（自由电荷极少），了解半导体的特性及应用。
通过实验探究不同物质的导电性能，掌握判断物质导电与否的方法，培养实验观察和分析能力。
了解影响导体导电性能的因素（如温度、材料、横截面积、长度），知道超导现象及应用前景。
幻灯片 3：课程引入
情境展示：
图片 1：电线内部是铜丝（能导电），外部是塑料外皮（不能导电）；电工师傅维修电路时戴绝缘手套（橡胶不导电）。
视频片段：用导线将电源、开关、小灯泡与不同物质（如铁钉、橡皮、铅笔芯、玻璃）连接，观察小灯泡是否发光。
生活疑问：为什么电线用铜丝做芯，而不用塑料？为什么电工要戴绝缘手套？不同物质的导电能力为什么会有差异？
提问引导：上节课我们学习了电压和电流的测量，而电流的形成离不开 “能导电的物质”。本节课我们将通过实验，探究不同物质的导电性能，区分导体、绝缘体和半导体。
幻灯片 4：导体与绝缘体的定义及实例
实验探究 1：“判断物质是否导电”
实验目的：通过小灯泡是否发光，判断不同物质的导电性能。
实验器材：干电池（2 节串联，3V）、小灯泡、开关、导线（若干）、待测试物质（铁钉、铜片、铝丝、橡皮、塑料尺、玻璃片、铅笔芯、食盐水溶液、糖水）。
实验装置：将电源、开关、小灯泡用导线串联，留出两个 “测试接线柱”，用于接入待测试物质（形成 “测试电路”）。
实验步骤：
断开开关，将待测试物质接入测试接线柱，闭合开关，观察小灯泡是否发光。
若小灯泡发光，说明该物质能导电；若不发光，说明该物质不易导电。
依次测试所有物质，记录实验结果。
实验结果分类：
| 能导电（小灯泡发光）| 不易导电（小灯泡不发光）|
|----|----|
| 铁钉、铜片、铝丝、铅笔芯（石墨）、食盐水溶液 | 橡皮、塑料尺、玻璃片、糖水 |
概念定义：
导体：容易导电的物质叫做导体。导体内部存在大量可以自由移动的电荷（自由电荷），电荷能定向移动形成电流。
绝缘体：不容易导电的物质叫做绝缘体。绝缘体内部几乎没有可以自由移动的电荷，无法形成持续电流。
常见导体与绝缘体实例：
| 类别 | 常见物质 | 应用场景 |
|----|----|----|
| 导体 | 金属（铜、铁、铝、银）| 电线芯、电器触点 |
| 导体 | 酸碱盐的水溶液（食盐水、稀硫酸）| 电解装置、蓄电池电解液 |
| 导体 | 石墨（铅笔芯主要成分）| 干电池电极、铅笔芯导电实验 |
| 导体 | 人体、大地、湿木头 | 触电事故（人体导电）、接地装置（大地导电）|
| 绝缘体 | 塑料、橡胶 | 电线外皮、绝缘手套、电工胶布 |
| 绝缘体 | 玻璃、陶瓷 | 绝缘子（高压电线塔）、电器外壳 |
| 绝缘体 | 干燥的空气、木头 | 空气开关（利用空气绝缘）、干燥木材做电工凳 |
幻灯片 5：导体导电与绝缘体不导电的原因
微观解释（基于原子结构）：
导体导电原因：
金属导体：内部存在大量 “自由电子”（金属原子失去的外层电子，可在金属内部自由移动），当导体两端有电压时，自由电子定向移动形成电流（金属导电靠自由电子）。
酸碱盐溶液导体：溶液中存在大量 “自由离子”（如食盐水溶液中的 Na 和 Cl ），离子带电荷，在电压作用下定向移动形成电流（溶液导电靠自由离子）。
绝缘体不导电原因：
绝缘体（如塑料、玻璃）的原子核对核外电子的束缚能力极强，电子几乎不能脱离原子核的束缚成为自由电子；溶液类绝缘体（如糖水）中几乎没有自由移动的离子，因此无法形成定向移动的电荷，不能导电。
导体与绝缘体的相对性：
导体和绝缘体没有绝对的界限，在一定条件下可以相互转化：
示例 1：玻璃常温下是绝缘体，加热到红炽状态时，原子核对电子的束缚能力减弱，产生自由电子，变成导体（如加热后的玻璃能导电）。
示例 2：干燥的木头是绝缘体，受潮后木材中含有水分，水分溶解木材中的杂质形成溶液，产生自由离子，变成导体（湿木头能导电，因此不能用湿手摸电器）。
示例 3：空气是绝缘体，但在高压下（如闪电），空气被击穿，产生自由电荷，变成导体（闪电是空气导电形成的电流）。
幻灯片 6：半导体的特性与应用
半导体的定义：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫做半导体，常见的半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）等（均为晶体，也叫 “半导体晶体”）。
半导体的特性：
热敏性：半导体的导电性能随温度升高而显著增强（如温度升高 1℃，硅的导电能力可能增加几十倍）。
光敏性：半导体的导电性能随光照强度增加而显著增强（如光照越强，锗的导电能力越强）。
掺杂性：在纯净的半导体中掺入微量其他元素（如在硅中掺入磷或硼），可以显著改变其导电性能，制成 “N 型半导体” 或 “P 型半导体”，为制造电子元件奠定基础。
半导体的应用：
热敏电阻：利用半导体的热敏性，制成温度传感器（如空调温控器、电子体温计），通过检测电阻变化感知温度。
光敏电阻：利用半导体的光敏性，制成光控开关（如路灯自动开关、相机曝光控制），光线暗时电阻大，电路断开；光线亮时电阻小，电路接通。
半导体器件：利用半导体的掺杂性，制成二极管（单向导电）、三极管（放大电流）、集成电路（芯片），广泛应用于手机、电脑、电视、人工智能设备等电子产品中（如手机芯片由上亿个半导体元件组成）。
重要意义：半导体是现代电子信息产业的核心材料，推动了信息技术的飞速发展（如 5G 通信、人工智能、物联网都依赖半导体技术）。
幻灯片 7：影响导体导电性能的因素
实验探究 2：“探究影响导体电阻的因素”（电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量，导电性能越好，电阻越小）
实验目的：探究导体的材料、长度、横截面积、温度对其导电性能（电阻）的影响。
实验器材：电源、开关、小灯泡、电流表、不同规格的金属丝（材料：铜、铁；长度：10cm、20cm；横截面积：0.5mm 、1mm ）、酒精灯（改变温度）。
实验方法：控制变量法（探究一个因素时，控制其他因素不变）。
实验现象与结论：
材料影响：控制长度、横截面积、温度相同，铜丝接入电路时，电流表示数大（电阻小），铁丝接入时电流表示数小（电阻大）→ 结论：材料不同，导体导电性能不同（铜的导电性能比铁好）。
长度影响：控制材料、横截面积、温度相同，10cm 铜丝接入时电流大（电阻小），20cm 铜丝接入时电流小（电阻大）→ 结论：同种材料、横截面积相同的导体，长度越长，导电性能越差（电阻越大）。
横截面积影响：控制材料、长度、温度相同，1mm 铜丝接入时电流大（电阻小），0.5mm 铜丝接入时电流小（电阻大）→ 结论：同种材料、长度相同的导体，横截面积越大，导电性能越好（电阻越小）。
温度影响：控制材料、长度、横截面积相同，用酒精灯加热铜丝，观察到电流表示数逐渐变小（电阻变大）→ 结论：多数金属导体，温度越高，导电性能越差（电阻越大）（与半导体的热敏性相反）。
实际应用：
电线用铜丝而非铁丝（铜的导电性能好，电阻小，减少电能损耗）；
高压线用粗导线（横截面积大，电阻小，减少输电损耗）；
滑动变阻器（通过改变接入电路的电阻丝长度，改变电阻，调节电流）。
幻灯片 8：超导现象与应用前景
超导现象的发现：1911 年，荷兰物理学家昂尼斯发现，某些金属（如汞）在极低温度下（汞在 - 268.95℃），电阻突然变为 0，这种现象叫做超导现象，处于超导状态的物质叫做超导体。
超导体的特性：
零电阻：电流通过超导体时，没有电阻，不会产生热量（电能无损耗）。
抗磁性：超导体能排斥磁场，使磁场无法穿过自身（如 “磁悬浮” 现象，超导体上方的磁铁会悬浮）。
超导体的应用前景：
超导输电：用超导体制作输电线路，电流无损耗，可大幅降低电能传输成本（目前常规输电损耗约 5%-10%，超导输电可实现零损耗）。
超导磁悬浮列车：利用超导体的抗磁性，使列车悬浮在轨道上（无摩擦），速度可达 600km/h 以上（比高铁更快）。
超导磁共振成像（MRI）：用超导体制作强磁场线圈，用于医学成像（如医院的 MRI 设备，超导线圈可产生稳定强磁场，成像更清晰）。
超导储能：用超导体线圈储存电能，无能量损耗，可用于电网调峰（解决太阳能、风能发电的间歇性问题）。
目前挑战：大多数超导体需要在极低温度下（-200℃以下）才能工作，需要复杂的制冷设备，成本高；科学家正在研究 “高温超导体”（在较高温度下实现超导，如 - 196℃以上），未来有望实现常温超导，推动超导体的广泛应用。
幻灯片 9：课堂小结
知识框架回顾：
导体与绝缘体：导体易导电（有大量自由电荷，如金属、盐溶液），绝缘体不易导电（自由电荷极少，如塑料、玻璃），二者无绝对界限，条件改变可转化。
半导体：导电性能介于二者之间（硅、锗），具有热敏、光敏、掺杂性，应用于电子元件（芯片、传感器）。
影响导体导电性能的因素：材料（铜比铁好）、长度（越长越差）、横截面积（越大越好）、温度（金属温度越高越差）。
超导现象：低温下电阻为 0，应用前景广泛（输电、磁悬浮），需突破常温超导技术。
重点强调：导体导电的微观原因（自由电荷），半导体的特性及应用，影响导体导电性能的控制变量实验，理解 “导电性能” 与 “电阻” 的关系（导电性能好→电阻小）。
幻灯片 10：课堂练习 1
下列物质中，属于导体的是（ ）
A. 塑料直尺 B. 玻璃片 C. 食盐水溶液 D. 橡皮
关于导体和绝缘体，下列说法正确的是（ ）
A. 导体一定是金属
B. 绝缘体在任何情况下都不能导电
C. 导体内部有大量自由电荷，绝缘体内部几乎没有自由电荷
D. 人体是绝缘体，所以不会发生触电事故
半导体材料的重要特性是（ ）
A. 导电性能与导体相同
B. 导电性能不随温度、光照变化
C. 具有热敏性和光敏性
D. 只能用于制作电阻
幻灯片 11：课堂练习 2
将一根铜丝均匀拉长后，其导电性能会_____（选填 “变好”“变差” 或 “不变”），原因是铜丝的_____变长、_____变小，电阻变大。
为什么高压电线的外皮是陶瓷绝缘子（绝缘体）？而电线芯是粗铜丝（导体）？
答：陶瓷绝缘子是绝缘体，能防止电流泄漏到大地（或防止触电）；粗铜丝是导体，能_____，且粗铜丝横截面积大，_____，减少电能损耗。
下列关于超导现象的说法，正确的是（ ）
A. 超导体的电阻很大
B. 超导体适合制作电热器（如电热水器）
C. 超导体可用于制作输电线路，减少电能损耗
D. 所有物质在常温下都能实现超导
幻灯片 12：课堂练习答案
C（解析：A、B、D 均为绝缘体，食盐水溶液是盐溶液，属于导体）
C（解析：A 选项，导体还包括盐溶液、石墨等；B 选项，绝缘体在一定条件下可转化为导体；D 选项，人体是导体，会发生触电）
C（解析：半导体导电性能介于导体和绝缘体之间，具有热敏、光敏、掺杂性，可制作二极管、芯片等）
变差；长度；横截面积（解析：拉长后长度增加、横截面积减小，电阻变大，导电性能变差）
传输电流；电阻小（解析：铜丝导电传输电流，粗铜丝横截面积大，电阻小，减少输电损耗）
C（解析：A 选项，超导体电阻为 0；B 选项，超导体无电阻，不能产生热量，无法制作电热器；D 选项，超导体需低温，常温超导未实现）
幻灯片 13：拓展思考
为什么电工师傅在维修电路时，既要戴绝缘手套，又要穿绝缘鞋？（提示：双重绝缘保护，防止人体接触带电体时，电流通过人体流入大地造成触电）
冬天用手触摸金属门把手会感觉比触摸木头门把手凉，除了导热性差异，与导电性能有关吗？（提示：金属是导体，能快速传导人体的热量；木头是绝缘体，导热慢，因此感觉金属更凉）
未来如果实现了常温超导，会对我们的生活产生哪些影响？（提示：输电零损耗，电费降低；磁悬浮列车普及，出行更快捷；医学成像设备更轻便，成本更低）
幻灯片 14：结束语
总结与延伸：本节课我们学习了不同物质的导电性能，区分了导体、绝缘体和半导体，了解了影响导电性能的因素及超导现象。下一节课我们将学习 “电阻”，深入探究电阻的概念、单位及电阻的测量，为理解电路中的电流、电压、电阻关系奠定基础。希望大家课后观察生活中的导体和绝缘体应用，思考其设计原理！
北师大版2024版物理九年级全册【精做课件】
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12.1不同物质的导电性能
第十二章 欧姆定律
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
你知道常见的导线是哪种金属制作成的吗？
观察并思考
特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体，既多又便宜，想想看，为什么不用铁来做导线呢？
演示实验
观察小灯泡的亮度是否相同，并思考原因。
实验现象
接入不同的导体，小灯泡的亮度发生了变化。
1. 实验探究：导体对电流的阻碍作用
（1）实验过程
把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度和电流表的示数。
一、电阻
（2）实验现象
把铜丝接入电路，电流表的示数较大，小灯泡较亮；把镍铬合金丝接入电路，电流表的示数小，小灯较暗。 　　
（3）实验分析
导体虽然容易导电，但对电流也有一定的阻碍作用。
在相同的电压下，通过铜丝的电流比较大，表明铜丝对电流的阻碍作用比较小；通过镍铬合金丝的电流比较小，表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用比较大。
（4）实验结论
导体在导电的同时，对电流产生阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同，用电阻来表示导体的这种性质。　
一、电阻
2. 电阻
（1）概念：在物理学中，把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻。
用字母 R 表示。
（2）单位：
①国际单位：欧姆，简称欧，符号Ω.
②常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）.
③换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ.
（3）电阻器
　在电子技术中，我们常用到有一定电阻值的元件——电阻器，也叫做定值电阻。电路图中的符号 。
一、电阻
（4）对电阻的理解
可从“阻碍作用”和“性质”两个角度来分析。
①导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。在相同的电压下，导体对电流的阻碍作用（电阻）越大，电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用，就是由于其电阻很大。
②导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用（电阻）总是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。
一、电阻
（5）常见的一些电阻器
一、电阻
普通电阻
热敏电阻
陶瓷电阻
压电电阻
线绕电阻
贴片电阻
（6）一些物体的电阻值
一、电阻
小电珠
约10欧
白炽灯约800欧
热水壶
约50欧
电流表的内阻约0.1欧
电压表的内阻
约在几十兆欧
人体约
几千欧
知识点1 导体、绝缘体和半导体
1. ［2024·北京］下列物品中，通常情况下属于导体的是
( )
C
A. 陶瓷杯 B. 橡皮 C. 钢尺 D. 塑料水瓶
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2. 小明买了如图所示的新型折叠屏手机，并
给它贴上塑料手机膜，折叠屏的主要部件是柔性发光二极管。
制成二极管和塑料手机膜的材料分别是( )
C
A. 绝缘体、半导体 B. 导体、绝缘体
C. 半导体、绝缘体 D. 半导体、导体
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3. ［2025·石家庄月考］关于导体和绝缘体，下列说法正确
的是( )
D
A. 一般条件下，汽油、炭、大地是导体
B. 绝缘体不容易导电，是因为在绝缘体中没有电荷
C. 导体容易导电，是因为导体中有大量的自由电子
D. 导体与绝缘体没有绝对界限
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4. 如图所示电路中， 、
为两金属夹，分别在两金属夹之间
接入硬币、铅笔芯、橡皮或塑料尺，
闭合开关后观察小灯泡是否发光。
铅笔芯
硬币
在观察到小灯泡发光时，两金属夹之间接入的可能是______
__或______。
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知识点2 电阻
5. 关于电阻，下列说法错误的是( )
B
A. 导体的电阻越大,对电流的阻碍作用越大
B. 导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
C. 绕线电阻是常用的电阻器之一
D. 在电路图中，电阻器的符号是“ ”
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6.如图所示是小明同学在实验室见到的某种仪表的刻度盘，
据此我们可以判断出这种仪表是用来测量______（填写物理
量名称）的，测量结果的单位名称是______。
电阻
欧姆
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7.如图所示的电路中，在、 两点之间分别
接入灯泡和 ,闭合开关后发现电流表的示
数分别为和,,若灯泡 的电阻为
小于
此题主要使用了转换法 ，即将电阻的大小转换为电
流表的示数，两端电压不变，电路中的电流越大，电阻越小。
，则灯泡 的电阻______（选填“大于” “小于”或“等
于”） 。
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8. 废物利用是节约资源的重要手段。下列废物再
加工后，最适合做电工钳外套的是( )
C
A. 废铜 B. 废铁 C. 废橡胶 D. 废纸壳
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9. 电流、电压和电阻是电学中非常重要的三个物理量，下列
说法正确的是( )
D
A. 电压是形成电流的原因，所以有电压，电路中一定有电流
B. 电荷的移动形成电流
C. 导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强
D. 电阻是导体的属性，无论是否有电流通过，它的电阻总
是存在的
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10. 如图所示是一种电子体温计，它通过感温头中电流的大
小来反映人的体温。感温头是由半导体材料制成的，这应用
了半导体的( )
D
A. 单向导电特性
B. 良好的绝缘特性
C. 电阻随压力变化而变化的特性
D. 电阻随温度变化而变化的特性
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必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
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