【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）》课时导学案（含答案）--教科2024版9年级

/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科 【学习目标】 学习目标 1.物理观念：掌握串、并联电路等效电阻的规律，理解“等效电路”的概念与简化电路的意义。 2.科学思维：通过推导等效电阻公式，提升科学推理能力；通过简化复杂电路，发展模型建构能力。 3.科学探究：经历串联等效电阻的实验探究，学习“实验+理论推导”的探究方法，体会科学探究的严谨性。 4.科学态度与责任：通过解决“灯泡分压”等实际问题，增强用物理知识服务生活的意识，感受物理的实用性。 学习重点 1. 串、并联电路等效电阻的规律及推导过程。 2.等效电路的概念理解与实际应用。 学习难点 1.并联电路等效电阻公式的推导。 2.“等效替代”思想的深度理解，及复杂电路的等效简化分析。 【课前预习】 一、半导体的基本认知 1.半导体是一种导电性能特殊的材料，其导电能力介于_____和_____之间，常见的半导体材料有_____、_____等。 2.我们生活中很多科技产品都依赖半导体，例如手机里的_____、光伏发电使用的_____，都以半导体为核心材料。 二、半导体的关键特性 3.半导体的导电能力并非固定不变，向纯净半导体中掺入_____，可以显著改变其导电能力；人们通常将掺杂后形成的半导体分为_____半导体和_____半导体，二者结合可制作多种半导体器件。 4.与导体相比，半导体的导电性能具有 “可调控” 的特点，这种特性使其成为制作_____、_____等精密电子器件的基础。 三、常见半导体器件———二极管 5.二极管是最基础的半导体器件之一，其最核心的导电特性是_____，即电流只能从二极管的_____（选填“正极”或“负极”）流向另一端，反向则几乎不能导通。 6.生活中常见的_____（举一例，如 LED 灯），就是利用二极管的特性工作的，它能将电能直接转化为光能。 四、半导体的实际应用 7.半导体技术推动了多个领域的发展：在信息领域，_____（如电脑芯片）依靠半导体实现数据处理；在能源领域，_____能将太阳能转化为电能，为人类提供清洁能源。 8.除了信息和能源领域，半导体还用于制作_____（举一例，如温度传感器），帮助我们实现对环境的精准监测。 【课中研学】 1. 光伏电池板能将太阳能转化为电能，其核心材料半导体的导电性能，与我们熟悉的铜（导体）、玻璃（绝缘体）相比，有什么“特殊”之处？ 2.除了光伏电池板，你还能想到哪些日常设备可能用到半导体？ 3.半导体的“可调控性” 是其核心优势，除了“掺杂”，温度、光照如何影响半导体的导电能力？ 4. 实验探究：二极管的导电性 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。 实验结论：_____。 1. 中国空间站的太阳能电池板采用高效半导体材料，在太空中没有大气层遮挡，光照强度比地面强，为什么还需要定期调整电池板的角度？ （提示：太阳高度角变化会影响光照入射角度，进而影响半导体的光电转换效率） 2.手机中的环境光传感器是“光敏半导体”，当外界光线变亮时，它的导电能力会增强还是减弱？这如何帮助手机调节屏幕亮度？ （提示：导电能力增强→电路电流变化→手机系统判断光线变亮→降低屏幕亮度） 【课堂总结】 【分层作业】 （巩固性作业） 一、填空题 1. 半导体的导电能力介于_____和_____之间，教材中提及的常见半导体材料有_____（写一种即可）。 2.向纯净的半导体中掺入微量其他元素，能显著改变其_____，据此可将半导体分为 N 型半导体和_____半导体。 3.二极管最关键的导电特性是_____，电流只能从二极管的_____极流向另一极。 4.光伏发电的核心是利用半导体的_____效应，将_____能直接转化为电能。 5.生活中，手机里的_____、LED 灯等设备，均以半导体为核心材料制作。 6．下列材料中，属于半导体材料的是（ ） A. 铜（导线） B. 硅（芯 ... ...