2024九年級物理全冊第20章能源材料與社會20.3材料的開發(fā)和利用課件新版滬科版

第三節(jié)材料的開發(fā)和利用逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時(shí)講解1課時(shí)流程2材料與社會材料的導(dǎo)電性開發(fā)新材料知識點(diǎn)材料與社會知1－講11.實(shí)驗(yàn)探究：電生磁。發(fā)展階段對社會的影響圖示石器時(shí)代人類主要以石頭、骨頭、木料制作簡單的工具，陶器的出現(xiàn)是人類跨入新石器時(shí)代的重要標(biāo)志之一知1－講青銅時(shí)代大量使用金屬銅作為第一種合金做工具，后來在冶煉銅時(shí)加入少量錫，獲得了比純銅更堅(jiān)硬的青銅鐵器時(shí)代人類使用鐵來制造工具和武器2.材料發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系社會發(fā)展帶動了材料的研發(fā)，新材料的出現(xiàn)又促進(jìn)了社會的發(fā)展，但材料的大量使用也帶來了不少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題。知1－講知1－講知識拓展青銅是紅銅(純銅)與錫或鉛的合金，因埋在土里后顏色因氧化而變青灰，故名青銅，熔點(diǎn)在700～900℃之間，比紅銅的熔點(diǎn)(1083℃)低。含錫10%的青銅，硬度為紅銅的4.7倍，性能良好。知1－講知識拓展鐵器時(shí)代是以使用鐵器為標(biāo)志的人類物質(zhì)文化發(fā)展階段的最初時(shí)期。這一時(shí)代約開始于公元前1500年～公元前1000年。由于鐵比青銅堅(jiān)硬，鐵器的使用增強(qiáng)了人類改造自然的能力。自然界中鐵礦分布遠(yuǎn)比銅礦普遍，鐵器發(fā)明后，較短時(shí)期內(nèi)便淘汰掉青銅器和石器，社會生產(chǎn)獲得了巨大發(fā)展，人類歷史產(chǎn)生了深刻變化。知識點(diǎn)材料的導(dǎo)電性知2－講21.探究材料的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)器材電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、待測材料等實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)過程分別將不同的待測材料接入電路中，閉合開關(guān)，觀察電流表是否有示數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論若電流表有示數(shù)，則待測材料為導(dǎo)體，若電流表沒有示數(shù)，則待測材料為絕緣體知2－講知識點(diǎn)撥材料的導(dǎo)電性能是由材料內(nèi)部電子的運(yùn)動狀況決定的。如金屬中含有大量的自由電子、就容易導(dǎo)電，而大多數(shù)非金屬由于含有的自由電子數(shù)很少，故不容易導(dǎo)電。電解質(zhì)導(dǎo)電是因?yàn)殡x子化合物溶解時(shí)產(chǎn)生了陰、陽離子從而具有導(dǎo)電性。知2－講2.導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體導(dǎo)體絕緣體半導(dǎo)體概念容易導(dǎo)電的物體不容易導(dǎo)電的物體導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體常見物體各種金屬、酸堿鹽的水溶液、石墨、人體、大地等玻璃、橡膠、塑料、油、純凈的水、空氣、陶瓷等硅、鍺、砷化鎵等知2－講導(dǎo)體絕緣體半導(dǎo)體應(yīng)用知2－講3.探究半導(dǎo)體二極管單向?qū)щ娞匦?1)半導(dǎo)體材料可以制成二極管、三極管等半導(dǎo)體元件和集成電路。半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦裕雽?dǎo)體三極管可以用來放大電信號。知2－講(2)探究半導(dǎo)體二極管單向?qū)щ娞匦詫?shí)驗(yàn)過程如圖，讓電流從二極管的正極流入如圖，讓電流從二極管的負(fù)極流入實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象燈泡發(fā)光燈泡不發(fā)光實(shí)驗(yàn)結(jié)論從以上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以看出，二極管只允許電流由一個(gè)方向通過元件，這種性質(zhì)叫做二極管的單向?qū)щ娦灾?－講知識點(diǎn)撥發(fā)光二極管：LED是建立在半導(dǎo)體晶體管上的半導(dǎo)體發(fā)光二極管，采用LED技術(shù)半導(dǎo)體光源體積小，可以實(shí)現(xiàn)平面封裝，工作時(shí)發(fā)熱量低、節(jié)能高效、產(chǎn)品壽命長、反應(yīng)速度快，而且綠色環(huán)保無污染，還能開發(fā)成輕薄短小的產(chǎn)品，一經(jīng)問世，就迅速普及，成為新一代的優(yōu)質(zhì)照明光源，目前已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在我們的生活中，如交通指示燈、電子產(chǎn)品的背光源、城市夜景美化光源、室內(nèi)照明。知2－講方法點(diǎn)撥類比理解二極管的單向?qū)щ娦裕褐?－練例1小凝同學(xué)將電源、一個(gè)玻璃珠、小燈泡、開關(guān)用導(dǎo)線連接成了如圖1甲所示的電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，說明，此時(shí)的玻璃是_______體。絕緣知2－練接著如圖乙所示，她用酒精燈給玻璃珠加熱到紅熾狀態(tài)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光，此時(shí)小燈泡中的電流方向是_______(填“向右”或“向左”)的。這時(shí)的玻璃是_______體。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明：_______________________________________。向右導(dǎo)在一定條件下，導(dǎo)體和絕緣體可以相互轉(zhuǎn)化知2－練思路點(diǎn)撥知2－練解析：甲電路中燈泡不發(fā)光，說明電路不通，無電流，說明玻璃在常溫下是絕緣體；當(dāng)玻璃加熱到紅熾狀態(tài)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光，說明此時(shí)電路是通路，說明玻璃在紅熾狀態(tài)下是導(dǎo)體；此時(shí)小燈泡中的電流方向是向右的；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出的結(jié)論為：當(dāng)條件改變時(shí)，絕緣體可以變成導(dǎo)體，即導(dǎo)體和絕緣體沒有絕對的界限，在一定條件下，導(dǎo)體和絕緣體可以相互轉(zhuǎn)化。知識點(diǎn)開發(fā)新材料知3－講31.超導(dǎo)材料(1)超導(dǎo)現(xiàn)象：1911年，昂內(nèi)斯在研究汞電阻隨溫度的變化時(shí)，觀察到在溫度降低到4.2K時(shí)，汞的電阻幾乎為零。這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。知3－講(2)超導(dǎo)材料：發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的材料稱為超導(dǎo)材料。(3)超導(dǎo)材料的性質(zhì)及應(yīng)用零電阻實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率輸電，是因?yàn)槌瑢?dǎo)輸電線可以無損耗地輸送極大的電流。這意味著用細(xì)電線就可以輸送強(qiáng)電流超導(dǎo)磁浮現(xiàn)象利用超導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)交通工具的無摩擦運(yùn)行，這將會大大提高交通工具的運(yùn)行速度知3－講知識拓展超導(dǎo)輸電：由超導(dǎo)材料制作的超導(dǎo)電線和超導(dǎo)變壓器，可以把電力幾乎無損耗地輸送給用戶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，用銅或鋁導(dǎo)線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線路上，光是在中國，每年的電力損失即達(dá)1000多億度。若改為超導(dǎo)輸電，節(jié)省的電能相當(dāng)于新建數(shù)十個(gè)大型發(fā)電廠。知3－講2.納米材料(1)納米材料統(tǒng)指合成材料的基本單元大小限制在1～100nm范圍內(nèi)的材料，這大約相當(dāng)于10～1000個(gè)原子緊密排列在一起的尺度。(2)納米材料特性及應(yīng)用知3－講特性應(yīng)用基本單元的尺度小研制納米尺度的微小機(jī)器、納米尺度的導(dǎo)線、量子磁盤。用納米技術(shù)做成的所謂量子磁盤，每平方厘米的面積內(nèi)可以貯存3萬部《紅樓夢》在力、熱、聲、光、電、磁等方面有特殊性能普通陶瓷很脆，而納米陶瓷材料具有良好的韌性；發(fā)動機(jī)缸體承受的溫度很高，用納米陶瓷粉制成的陶瓷具有一定的耐高溫性，能用來制造發(fā)動機(jī)的缸體；納米材料還能降低燒結(jié)溫度，提高材料的磁性等(3)納米材料應(yīng)用前景專家預(yù)言，借助納米技術(shù)，未來我們有可能用基因芯片、蛋白質(zhì)芯片組裝成“納米機(jī)器人”，通過血管送入人體去偵察疾??；攜帶DNA去更換或修復(fù)有缺陷的基因片段。有可能用納米藥物來阻斷血管餓死癌細(xì)胞。使用納米診斷儀只需檢測微量血液就可以從蛋白質(zhì)和DNA上診斷出各種疾病。知3－講利用碳納米管，我們可以搭建強(qiáng)度比鋼高一百倍，但重量只有鋼的六分之一的新型建筑，摩天大樓將建得更高。而用碳納米材料替代硅芯片，將引發(fā)電腦行業(yè)的革命……知3－講知3－講知識拓展“納米家電”真納米嗎？并不納米。如納米冰箱，通常是添加了氧化鈦的納米無機(jī)物，具備了一定的抗菌性能；所謂納米洗衣機(jī)，也只能說是添加了納米材料的洗衣機(jī)，而且納米材料還只是應(yīng)用在滾筒洗衣機(jī)外桶的內(nèi)壁上，對于最容易產(chǎn)生污垢的內(nèi)桶的外壁還沒有很好的解決辦法。知3－練超導(dǎo)體若能應(yīng)用到社會生活中，會給人類帶來很大的好處。各國科學(xué)家一直在努力尋找能夠在室溫下工作的超導(dǎo)材料。假如科學(xué)家已研制出室溫下的超導(dǎo)材料，你認(rèn)為它可用作()A.電爐中的電阻絲B.白熾燈泡的燈絲C.保險(xiǎn)絲

D.遠(yuǎn)距離輸電線例2知3－練思路點(diǎn)撥知3－練解析：電爐中的電阻絲、白熾燈泡的燈絲和保險(xiǎn)絲都是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，而