2020年秋北师大版第十一章 第6节　不同物质的导电性能 同步导学案

第6节　不同物质的导电性能
教学重难点
重点：知道导体和绝缘体及电阻的意义、单位及电阻器。
难点：理解物体容易导电与不容易导电的原因。
教学准备
教师准备：各种导线若干、废灯泡的玻璃芯、开关、铁架台、电源、橡胶棒、玻璃棒、干燥木条、二极管、蒸馏水、食盐水、电流表等。
学生准备：搜集一些导体绝缘体和半导体材料应用的事例、视频，准备在课堂上展示交流。
导学达标
想设计一个调光灯，需要调控灯的亮度，就要调控通过灯泡的电流，怎样才能改变电路中电流的大小呢？
知识点一　导体、绝缘体和半导体
【教材助学】
1．容易导电的物体叫作________。不容易导电的物体叫作________。导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫作________。
2．导体容易导电的原因是有大量________；绝缘体不容易导电的原因是它内部的自由电荷________。
【合作解疑】
任务一　认识导体和绝缘体
出示各种不同的导线，引导学生找出它们组成材料的共同点，在此基础上提问：你从中想到了什么？你想知道什么？(学生可能会提出：①为什么我们一般都用金属铜或铝做导线？而用橡胶或塑料做金属导线的外套？②哪些物质能导电？哪些物质不能导电？③金属为什么容易导电？橡胶塑料为什么不容易导电？)教师进行筛选，从而引入新课。
设计实验，探究导体和绝缘体的特点。
桌上有橡胶棒、玻璃棒、干燥木条、铜丝
、镍铬合金丝、氯化钠晶体、酒精、蒸馏水、导线若干、铅笔芯和你自带的物品(例如塑料直尺、玻璃棒、铅笔芯、硬币等物品)，根据学生提问“哪些物质容易导电？哪些物质不容易导电？”设问：你想用什么方法来辨别它们呢？设计一个简单的实验方案，并画出电路图。
实验：按照本节教材上的图连接电路。合上开关，在两金属夹A和B之间依次连入生活中常见的导体(如：铜丝、铝丝、铁丝、碳棒、酸碱盐的水溶液等)和绝缘体(如：橡胶、塑料、玻璃、松香、胶木、煤油、纯水等)，观察小灯泡的发光情况。
小结：
1．________的物体叫作导体；常见的导体有________。
2．________的物体叫作绝缘体；常见的纯缘体有________。
任务二　理解物质容易导电与不容易导电的原因
在金属导体中存在着大量能够自由移动的电子；在酸、碱、盐的水溶液中存在着大量能够自由移动的正、负离子；在绝缘体中，电荷几乎都被束缚在原子的范围内而不能自由移动。
由此可见：导体容易导电，是因为导体里存在着大量的________；绝缘体不容易导电，是因为绝缘体中几乎没有________。
任务三　理解导体和绝缘体之间没有明显界限
1．提问：同一物质的导电能力是一成不变的吗？
实验：找一个废灯泡，取出里面的玻璃芯，按下图连接好。如图甲所示，常温下玻璃不导电，小灯泡不发光，用酒精灯给玻璃加热到红炽状态，发现玻璃变成了导体，电路接通，小灯泡发光，如图乙所示。
小结：这个实验表明，导体和绝缘体之间没有严格的界限，在一定的条件下，绝缘体可以转化为________。
其他的例子：木头在潮湿的情况下可以变为导体，空气在强电压的作用下可以变为导体，水在掺有杂质的情况下可以变为导体。
2．半导体。
结合日常生活，介绍半导体的相关知识。
指导同学看教材第68页中图11－58各种物体的导电和绝缘能力的顺序排列，了解常见物体的导电能力的大小。
小结：半导体是一种导电能力介于________与________之间的一类物质。
【教师点拨】
一、导体
1容易导电的物体叫作导体，常见的导体有：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。
2．导体容易导电是因为导体中有大量的自由电荷，电荷能从导体的一个地方移动到另外的地方。在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，在酸、碱、盐的水溶液中，能够自由移动的电荷是正、负离子。
二、绝缘体
1．不容易导电的物体叫作绝缘体，常见的绝缘体有：橡胶，玻璃，陶瓷，塑料，油等。
2．绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎都被束缚在原子的范围内，不能自由移动。也就是说，绝缘体不容易导电的原因是绝缘体中缺少自由电荷。
三、半导体
导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫作半导体，锗、硅、砷化镓等都是半导体。
【拓展延伸】
1．导体容易导电，是因为导体里有大量的自由电荷；绝缘体不容易导电，是因为绝缘体中几乎没有自由电荷。
2．导体和绝缘体没有绝对的界限：一般情况下，不容易导电的物体，当条件改变时，有可能变为导体。
3．好的导体和绝缘体都是良好的电工材料。
4．半导体的导电性能会受到温度、光照、压力和掺加杂质等多种因素的影响，因而半导体材料有着广泛的应用，通常用来制作电子元件等。
知识点二　电阻
【教材助学】
1．电阻是表示导体对电流的________大小的物理量，用符号________表示，在国际单位制中，电阻的单位是________，简称________，符号________。常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。1MΩ＝________kΩ，1kΩ＝________Ω。
2．电阻在电路图中的元件符号是________。
3．半导体的导电性能会受到________、________、________和________等多种因素的影响。
【合作解疑】
任务四　认识电阻
演示实验：如图所示，将导线AB代替灯泡连入电路，闭合开关，读出电流表的示数；再将导线CD代替AB，接通电路，读出电流表的示数，两次示数不同。
提出问题：上述两次实验，用的都是同样的电源，也就是说电压相同，那么两条导线中的电流大小为什么不同呢？
事实上，导体能够通过电流，但同时对电流有阻碍作用。以金属导体为例，金属导体中定向移动的电子跟原子频繁地碰撞而形成对电流的阻碍作用，在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小。
在相同的电压下，导线AB中通过的电流大，表明AB对电流的阻碍作用小，导线AB的电阻小；导线CD中通过的电流小，表明CD对电流的阻碍作用大，导线CD的电阻大。不同导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。
小结：
1．电阻是用来表示导体对电流阻碍作用的大小，用字母______表示，在国际单位制里，电阻的单位是________，简称欧，符号是________。常用单位还有：________(　　　)、________(　　　)等。
2．电阻在电路图中的元件符号为________。
3．几种常用的电阻器。
4．学生阅读教材第71页阅读材料。
【教师点拨】
1．定义：导体对电流的阻碍作用叫作电阻。
2．符号：国际上通常用字母R来表示导体的电阻，电阻在电路图中的符号是。
说明：在物理学中，用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大；电阻的产生是由导体本身的性质决定的。
3．在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。电阻常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)，它们的换算关系是：1MΩ＝103kΩ，1kΩ＝103Ω。
【拓展延伸】
1．一般金属导体的温度升高几度或十几度时，电阻值变化不超过百分之几，通常我们可以忽略温度对电阻的影响，在初中阶段，如果不加说明，温度变化对电阻值的影响不计。
2．正确理解电阻是导体本身的一种性质。
电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，它是导体本身的一种性质。一段导体，它的长度、横截面积，组成材料是确定的，在温度确定时，它的电阻是一定的，也就是说导体的电阻由导体自身情况决定，不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用(即电阻)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。