沪科版九年级物理第20章教案：第3节材料的开发和利用

1、.第三节材料的开发和利用第1课时材料与社会第2课时材料的导电性教学目的1初步理解材料的开展过程。2知道材料的分类，知道不同的材料具有不同的物理性质。3理解导体、半导体、绝缘体的一些特点。重点难点 重点1材料的类别及物理性质。2掌握材料根据导电性不同的分类及半导体管的导电性。 难点1导体和绝缘体的导电性的探究。2半导体二极管的单向导电性的特性。教学用具多媒体，电源，灯泡，导线，假设干待测材料如铜、铁、铝等导体，酸、碱、盐的水溶液，纯水、自来水，玻璃、橡胶、铅笔杆、塑料圆珠笔杆等，接线板，接线柱或带导线的金属夹，开关，电阻，半导体二极管，光电二极管，热敏电阻，发光二极管，三极管及集成电路，酒精灯。

2、教学过程一、创设情境，导入新知 当今我们的生活中，可以说物质极大丰富，我们周围大大小小的物品都是由各种材料制成的。 讨论：你周围有哪些物品？是由什么材料制成的？二、自主合作，感受新知阅读课本并结合生活实际，完成预习部分。三、师生互动，理解新知一材料与社会播放视频，介绍材料的开展简史。让学生阅读课本，以小组为单位选出代表总结答复材料的开展简史。人类经历了旧石器和新石器时代；青铜的利用进步了消费力。综合结论：材料的开展为科学技术的开展提供了物质根底。活动1：观察我们周围的物体及同学们带来的各种物品，考虑讨论：1你能说出哪一物体是由哪些材料制成的吗？2你能将制成各种物品的材料进展简单的分类吗？并说明

3、你的分类标准。3各种不同的材料具有哪些特点呢？ 材料的分类方法很多。可以从应用性、导电性、导热性等方面分类。根据材料不同的特点，材料可分为金属、无机非金属、有机高分子材料及复合材料。 材料的物理性质包括：导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性、透光性、状态等。二材料的导电性 1.提出问题：根据材料的导电性可将材料分为哪几类？ 让学生读课本内容，理解材料按导电性分为导体、半导体及绝缘体三大类。导电性介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温度的增加而减小，这种材料叫做半导体。常见的半导体材料有：硅、砷化镓、锑化铟、锗等。 2.提出问题：你知道怎样判别导体和绝缘体吗？ 演示实验：探究物质的

4、导电性 仪器与器材：电源、灯泡、导线、带导线的金属夹俗称鳄鱼夹、待测材料如硬币、铅笔芯、水湿木材、橡皮擦、塑料尺等可以用其他材料代替，另老师提供部分待测材料。 实验设计参考电路，如下图，根据灯光是否发光，判断待测材料是导体还是绝缘体。3导体和绝缘体并没有绝对界限，绝缘体在一定条件下可以变成导体。演示实验：如图甲，闭合开关小灯泡不亮。用酒精灯给玻璃珠加热到红炽状态，小灯泡发光如图乙。这一现象说明了什么？甲乙 玻璃在通常情况下是绝缘体，当对其加热到红炽状态时，小灯泡发光，说明玻璃变成导体了。 4.半导体元件 展示各种半导体元件：半导体二极管、光电二极管、热敏电阻、发光二极管、三极管及集成电路等。初

5、步认识各种半导体元件及其某些特点。 半导体元件具有许多独特的功能。例如，半导体二极管具有单向导电性，即仅允许电流由一个方向通过元件。半导体三极管可以用来放大电信号。 演示实验：探究半导体二极管单向导电特性 仪器与器材：电源、半导体二极管、电阻R、灯泡、导线、接线板、接线柱。 实验电路，如下图。abcd步骤：1取一个电阻R和一个半导体二极管，分别接成如图中a、b所示电路。闭合开关，观察灯泡发光情况。2把电池的正、负极互相调换后，将变成如图中c、d所示的电路。闭合开关，观察灯泡发光情况。明确实验的器材、电路及步骤。对实验观察、记录，分析得出实验结论。典例解读【例1】以下实例中，材料的选用与描绘的物

6、理属性不相符的是A电线的线芯用铜制成，是因为铜的导电性好B房屋的天窗用玻璃制成，是因为玻璃的透光性好C水壶的把手用胶木制成，是因为胶木的导热性好D划玻璃的刀刃用金刚石制成，是因为金刚石的硬度大【解析】不同物质的性质根本不同，决定了它们在用处上的不同。电线的内芯用铜来做，因为铜的导电性好，电阻小，在导线上损失的能量小；房屋的天窗用玻璃来做，因为玻璃的通光性好，而且也比较美观，考虑平安一般是有机钢化玻璃；水壶的把手用胶木制成有两方面考虑，一是对电水壶来说，利用胶木的绝缘性质防止人体触电，二是利用胶木热传导系数低，防止烫伤；玻璃刀刀刃用金刚石，就是利用了硬度大的性质，耐磨。【答案】C【例2】以下对材

7、料的认识，正确的选项是A塑料和铜都是很好的绝缘材料B各种材料中，铁的导电性能最好C硅是应用较多的半导体材料D碳是很好的磁性材料【解析】塑料是绝缘体，而铜是导体，所以选项A错误；导体中，银、铜、铝的导电性能都比铁好，所以选项B错误；硅是生活、消费中常见的一种半导体材料，所以选项C正确；碳不能被磁化，不是磁性材料，所以选项D错误。【答案】C【例3】青少年科技创新材料中有一种变光二极管，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管，发光二极管具有单向导电性，其符号为，当电流从“极流入时二极管能通电且发光，当电流从“极流入时二极管不能发光，那么该变光二极管

8、的内部构造可能是以下图中的A BC D【解析】因为二极管具有单向导电性，当电流从二极管的正接线柱流入，负接线柱流出时，二极管将电路接通；当电流从二极管的负接线柱流入时，二极管在电路中处于断开状态。根据题意可知，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，所以两二极管并联，且红发光二极管的正接线柱在P端，负接线柱在Q端，绿发光二极管的正接线柱在Q端，负接线柱在P端，所以C图正确。【答案】C四、尝试练习，掌握新知请同学们完成相关作业。五、课堂小结，梳理新知1材料的开展过程。2导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性等都是材料的物理性质，及各性质的应用。3按照材料的导电性能，材料可

9、分为导体、半导体和绝缘体。1导体和绝缘体没有绝对的界限，在一定的条件下可以互相转化。2半导体具有许多独特的功能，如半导体二极管具有单向导电性。六、深化练习，稳固新知请同学们完成相关作业。第3课时开发新材料教学目的1知道超导材料是一种电阻为零的材料。2理解超导材料的性能及应用。3理解纳米材料的性能及应用。重点难点重点理解新材料的特性及应用前景。难点超导材料、纳米材料的广泛应用。教学用具多媒体课件。教学过程一、创设情境，导入新知虽然社会的开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。板书课题：开发新材料。二、自主合作，感受新知阅读课本

10、并结合生活实际，完成预习部分。三、师生互动，理解新知一超导材料1提出问题：什么现象叫超导现象？什么材料叫超导材料？学生阅读课本，答复以下问题。有些材料当温度降低到某一温度时，材料的电阻突然变为零的现象叫超导现象。可以发生超导现象的材料叫超导材料。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4.2 K、钨0.012 K、锌0.75 K等。如今的一些高温超导材料，由一般导体转变为超导体的温度已到达100 K以上。我国研制的超导材料的转变温度已到达134 K。其实,任何一门学科都离不开死记硬背,关键是记忆有技巧,“死记之后会“活用。不记住那些根底知

11、识,怎么会向高层次进军?尤其是语文学科涉猎的范围很广,要真正进步学生的写作程度,单靠分析文章的写作技巧是远远不够的,必须从根底知识抓起,每天挤一点时间让学生“死记名篇佳句、名言警句,以及丰富的词语、新颖的材料等。这样,就会在有限的时间、空间里给学生的脑海里注入无限的内容。日积月累,积少成多,从而收到水滴石穿,绳锯木断的成效。提出问题：超导体有哪些特性呢？学生阅读课本后答复：电阻为零；超导磁悬浮现象。超导材料不仅电阻为零而且还存在其他引人注目的特性。2提出问题：超导磁悬浮现象是怎么回事？1933年迈斯纳和奥森菲尔德发现了超导磁悬浮现象，如下图。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

12、，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或电磁铁的磁场在它们中间因同名磁极互相排斥，磁场的排斥力与被悬起来的物体的重力相平衡时，就形成了稳定的磁悬浮现象。3提出问题：超导材料有哪些应用？超导材料的应用：运用电阻为零的特性制作电动机线圈、输电导线等，可减少电能损失，进步电能利用率。运用磁悬浮的特性制造磁悬浮列车、超导船等。既减少了能量损失，又进步了交通工具的运行速度和平安性能。典例解读【例1】超导体有着非常诱人的应用前景，假设科学家研制出了常温下的超导体，你认为将它用来做下面哪种产品最为适宜A输电导线B熔断器内的保险丝C白炽灯的灯丝D测电笔内的高电阻【解析】超导材料的电阻

13、为零，其应用的地方必须是电阻越小越好。选项A中输电导线的电阻越小就能减少电能的损失，所以可以用超导体做输电导线；熔断器内的保险丝、白炽灯的灯丝利用材料的电阻热效应工作，因此它们不能应用超导材料制作，选项B、C错误；测电笔内的高电阻就是因为它的电阻大，人们使用测电笔时才不会发生触电事故，假如用超导材料制作测电笔，就会发生危险，应选项D错误。【答案】A二纳米材料提出问题：什么是纳米材料？纳米材料有什么特性及应用呢？学生阅读课本，答复以下问题。 当材料的微粒大小到达纳米级109 m，就是这种材料的微粒由几个分子组成时，材料的性能会发生显著变化，如颜色、导电性、导热性、硬度、磁性等会产生很大的变化。由

14、纳米材料组成的物质也就有了许多一般物质没有的特性。强调：纳米是长度单位，符号“nm，1 nm109 m。不是所有材料到达纳米尺度时就一定是纳米材料，只有当材料到了纳米尺度时性能发生突变，才能称为纳米材料。只有产品的主导技术或主要材料是由纳米构造单元构成的，才是真正的纳米产品。多媒体展示“纳米材料的应用，让学生理解我国纳米材料研究的新成果，增强民族自豪感。典例解读【例2】纳米陶瓷作为高科技材料应用广泛，它具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防浸透、完全无磁性等特点但它不可用于以下哪项技术中A公交IC卡B纳米陶瓷刀C“嫦娥二号外表涂层D装浓硫酸的容器【解析】IC卡是一种磁性材料，所以不能用纳米陶瓷来做；纳米

15、陶瓷刀利用了耐磨的特性；宇宙飞船的外表涂层需要耐高温；装硫酸的容器需要耐腐蚀。【答案】A四、尝试练习，掌握新知请同学们完成相关作业。与当今“老师一称最接近的“老师概念，最早也要追溯至宋元时期。金代元好问?示侄孙伯安?诗云：“伯安入小学，颖悟非凡貌，属句有夙性，说字惊老师。于是看，宋元时期小学老师被称为“老师有案可稽。清代称主考官也为“老师，而一般学堂里的先生那么称为“老师或“教习。可见，“老师一说是比较晚的事了。如今体会，“老师的含义比之“老师一说，具有资历和学识程度上较低一些的差异。辛亥革命后，老师与其他官员一样依法令任命，故又称“老师为“教员。五、课堂小结，梳理新知老师范读的是阅读教学中不可缺少的部分，我常采用范读，让幼儿学习、模拟。如领读，我读一句，让幼儿读一句，边读边记；第二通读，我大声读，我大声读，幼儿小声读，边学边仿；第三赏读，我借用录好配朗读磁带，一边放录音，一边幼儿反复倾听，在反复倾听中体验、品味。1超导材