20.3材料的开发和利用.课件 --2023-2024学年初中物理沪科版九年级全一册

(课件网) 第三节 材料的开发和利用 目 录 新课引入 2 新知学习 3 课堂小结 4 学习目标 1 随堂练习 5 1. 知道材料对人类社会发展的促进作用，知道新材料的发展为科学技术发 展提供了物质基础. 2. 知道根据材料的导电性能可分为：导体、半导体、绝缘体三大类.初步了 解半导体的一些特点. 3. 知道“电阻为零”是超导材料的特性外，超导磁悬浮现象是它的另一重要 特征之一. 4. 收集有关信息，初步了解纳米材料有关的一些知识，有合理利用资源、 保护环境的意识. 学习目标 新课引入 我们周围的物品都是由各种材料制成的，材料创新已成为推动人类文明进步的重要动力之一. 液体盔甲 点沙成土 抗震水泥 刀枪不入的LINE-X材料 新知学习 一、材料与社会 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，从古至今，人类对材料的使用经历了哪些时代呢？ 石器时代 青铜器时代 铁器时代 电气时代 蒸汽时代 电子信息时代 材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础. 材料具有什么性质呢？ ？ 二、材料的导电性 根据材料的导电性能：材料可分为导体、绝缘体、半导体. 材料的导电性能是由材料内部电子的运动状况决定的. 从左到右导电性能越来越强，绝缘性能越来越弱. 绝缘体 半导体 导 体 (1)导体：容易导电的材料.常见导体有各种金属、酸、碱、盐的水溶液、人体、大地、石墨、水银等. 铜、铝是常见的良导体，通常被用作制成传导电流的导线. (2)绝缘体：电阻很大，电流几乎不能通过，因此，绝缘体常常被用来隔离带电物体. 常见绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、塑料、各种油等. 一般情况下，玻璃和橡胶等材料都是绝缘体. 实验材料：电源、灯泡、导线、接线柱、开关、待测材料. 实验设计：在下边的方框中，自己设计一个实验电路，进行实验，判定待测材料是导体还是绝缘体. 实 验 1 导体与绝缘体 点击播放视频 (3)半导体：导电性能介于导体与绝缘体之间，具有一些特殊的物理性质. 半导体的材料有硅、锗和砷化镓等. 硅 锗 热敏电阻 半导体元件 半导体应用非常广泛 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，三极管可以用来放大电信号. 发光二极管 实 验 2 半导体二极管单向导电特性 实验材料：电源、灯泡、开关、导线、接线板、接线柱、半导体二极管(符号： ). 实验设计：自己设计实验电路，探究半导体二极管的单向导电特性，并将设计的电路画在下边的方框中. 点击播放视频 发光二极管 二极管有两根引线，一根叫正极(长端)，另一根叫负极(短端)，在电路中用符号 表示. 注意：当反向加的电压达到某一值时，会将二极管击穿，损坏二极管. 虽然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，人们正不断地研究性能更好、更有价值的新材料，如超导材料、纳米材料. 三、开发新材料 超导材料 1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试温度降低到4.2 K时，汞的电阻突然降低到几乎为零，从而发现超导现象. 发生超导现象的材料叫超导材料. 汞电阻随温度变化的图线 1933年，迈斯纳和奥森菲尔德发现了超导磁浮现象. 利用超导体的零电阻特性实现远距离大功率输电，因为超导输电线可以无损耗地输送极大的电流.这意味着用细电线就可以输送强电流. 超导磁悬浮列车 超导磁浮现象使人们想到可以用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，这将会大大提高交通工具的运行速度. 20世纪末，人们分别对超导列车、超导船进行了可行性实验.可以预期，在不久的将来，超导材料的应用将对世界产生巨大的影响. 纳米材料 纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1-100 nm范围内的材料，这大约相当于10～1 000个原子紧密排列在一起的尺度. 纳 ... ...