【大单元·任务式】《6.4.1 跨学科实践：半导体与光伏发电（第一课时）》大单元教学分课时课件（21页）+视频--教科2024版9年级

(课件网) 6.4.1 跨学科实践：半导体与光伏发电（第一课时） 第4节 第5章 欧姆定律 （教科版）九年级 上 大单元教学 大单元知识框架 学习目标 1.物理观念：知道半导体导电性能的特殊性，理解二极管的单向导电性。 2.科学思维：通过对比导体、绝缘体与半导体的导电差异，分析“掺杂改性能”的逻辑；从二极管实验现象归纳导电规律，培养分析与归纳能力。 3.科学探究：能自主完成“二极管导电性”实验，观察、记录现象并分析结果，提升实验探究技能。 4.科学态度与责任：了解半导体技术对芯片、光伏发电等领域的核心作用，增强对科技与社会发展关系的认识，激发探索兴趣。 激趣导入 荒漠中，野岭上，蓝天下，一排排光伏电池板倒映着碧蓝的天空和洁白的云朵，不时有飞鸟的身影划过，安静、美丽、壮观。清洁能源正悄悄走进千家万户… 激趣导入 光伏电池板由半导体材料制成。半导体（semi conductor）是导电性能介于导体和绝缘体之间的一些材料，如硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）等等。半导体只有在一定条件下才能导电。 任务一：认识半导体 半导体的导电性可通过掺杂、温度或光照进行调控。 半导体特性 掺入磷（P）或硼（B）可分别形成N型（电子导电）或P型（空穴导电）半导体，进而构成二极管、三极管等核心电子器件。 半导体应用 二极管 三极管 新知探究 实验探究 先把一个发光二极管、一节千电池和开关串联，再把发光二极管反向接入电路，观察有什么变化。 实验探究：二极管的导电性 实验：二极管的单向导电 （a）发光二极管亮了 （b）发光二极管没亮 新知探究 观看实验视频：探究二极管的导电性 新知探究 实验现象：发光二极管正向接入电路时能够发光，反向接入电路时不能发光。 实验结论：二极管具有单向导电性，即只允许电流从它的正极流向负极，反向几乎不能导电。 除发光二极管外，以下电子元件也具有单向导电性： 普通二极管（如整流二极管）、肖特基二极管、晶闸管（SCR，可控硅）、理想二极管 IC（集成器件） 任务二：半导体的应用 半导体无处不在。它们控制着计算机、手机、汽车、飞机、医院中的CT机、无人机、导弹以及生活中无处不在的其他电子设备。 半导体广泛应用于多个重要技术领域，如集成电路、通信设备、光伏发电、激光与照明、大功率电源转换等。 某些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等影响而显著变化，某些半导体有特殊的光电特性，能在一定条件下释放光能。 新知探究 人们利用半导体的这些特性，制成了热敏电阻、光敏电阻、力敏电阻等传感元件，以及二极管、三极管、整流器等电子元件，还发明了半导体激光器、LED 光源、太阳能电池、芯片等器件。 手机里面的传感器 手机里面的环境光传感器 新知探究 新知探究 电动汽车充电桩应用半导体整流，将交流电转化为直流电 LED是主要的照明光源 中国空间站上巨大的太阳能电池板 新知探究 芯片（chip），是在一块半导体薄片上集成二极管、三极管和其他电子元件而制成的电路。芯片的发明和应用，是二十世纪的一项创举，是信息时代的基础。 芯片是许多电子设备的核心元件 新知探究 集成电路、芯片、计算机、手机的核心元件。 电子器件 LED光源、太阳能电池、激光二极管，应用于照明、通信、光伏发电。 光电器件 热敏、光敏、力敏电阻，用于环境监测、汽车电子、医疗设备。 传感器 IGBT、MOSFET等功率器件支持电力电子与电机控制。 能源转换 新知探究 半导体广泛应用于多个重要技术领域 课堂小结 半导体与光伏发电 （第一课时） 核心概念 半导体：导电介于导体/绝缘体，可掺杂调控 —实验探究：正接发光，反接不发光 → 结论：单向导电性 跨学科应用 信息：芯片（逻辑开关）、传感器（光敏/热敏） ... ...