資源簡介

20.3 材料的開發和利用
教學目標
1.了解新材料的特性及應用前景
2.知道導體、絕緣體、半導體導電性能的差異，知道半導體二極管的單向導電性
教學重點
知道超導材料是一種電阻為零的材料，知道超導材料具有超導磁懸浮的特性
教學難點
知道身邊形形色色的材料中按導電性不同可分為導體、半導體、絕緣體三大類。初步了解半導體的一些特點
教學過程
一、自主學習
1、材料與社會
2、材料的導電性
（1）根據材料的導電性能可將材料分為 、 和 三大類。
（2）半導體二極管具有 性；半導體三極管可以用來 電信號。
3、開發新材料
（1）發生 現象的材料叫作超導材料。
（2）納米材料統指合成材料的基本單元大小限制在 范圍內的材料。
二、預習題
1.自然界中組成物體的物質不同，性質一般也不同．在彈簧測力計、平面鏡、白熾燈絲和指南針等物體中，利用磁性工作的是 ，利用彈性工作的是 ．
2.現有六種物質：鐵、水銀、水晶、白酒、牛奶、巧克力。請把它們分成兩類。（至少用兩種不同的分類方法）（1） ；（2） .
三、探究案
合作探究
1.材料的導電性
自學P206——P207。
（1）材料的——導體、半導體、絕緣體
根據材料的導電性能，材料可分為 三大類。
容易導電的材料是 ；不容易導電的材料是 。
半導體可以制成二極管、三極管等半導體元件和集成電路；半導體二極管有單向導電性，半導體三極管可以用來放大電信號
讓我們來欣賞兩組半導體的圖片
（2）半導體材料的發展歷程及應用領域
2.開發新材料
（1）超導材料
1）超導材料是一種電阻為零的材料。讓學生看課本P160頁第一、二段后回答：什么現象叫超導現象？什么材料叫超導材料？
強調：
① 才具有超導性。
②不同材料的轉變溫度不同，如汞(4.15K)、鎢(0.012K)、鋅(0.75K)等。現在的一些高溫超導材料，由一般導體轉變為超導體的溫度已達到100K以上。我國研制的超導材料的轉變溫度已達到134K。
2）讓學生看課本P160頁第三至七段，提出問題。師生共同作答：
超導磁懸浮現象是一個超導體與一個永磁體(或電磁鐵)疊放時，由于電磁感應現象，超導體中產生的感應電流激發很強的磁場與永磁
（2）納米材料
21世紀是科技高速發展的一個世紀，其主要方向之一就是新材料的研制和應用。新材料的研究是人類對物質性質的認識和應用向更深層次的進軍。
我們在本章開始的時候就學習了物質的尺度，知道了納米這個單位。這個單位實在是太小了，過去我們在生活中沒有關注它，但現在卻成了人們談論的熱門話題。原因是人們發現將某些物質的尺度加工到1～100nm，它們的物理性質或者化學性質與較大尺度時比，發生了異常的變化，這就稱為納米材料。一些新穎的納米材料被應用到某些產品上，產生了神氣的效果。
納米材料的應用：
學生分組討論，總結答案代表回答。
教師總結：納米材料在高科技上還有很多應用，下面就由同學們來介紹吧，請同學們將昨天老師布置的要求你們上網查找有關納米材料的資料拿出來。
學生發言并討論。
教師總結，并對同學們的表現給予肯定和表揚。
四、檢測題
1.在塑料、銅絲和空氣這組物質中，通常情況下，________________是絕緣體。
2.半導體元件具有許多獨特的功能，如半導體二極管有____________________,半導體三極管可以用來放大_________。
3.材料的導電性是由材料內部_________的運動狀況決定的。金屬材料電阻________,是導電性能較好的導體；半導體的導電性能介于_______和_______之間,是重要的電子元件材料.
4.絕緣體不容易導電是由于絕緣體內（ ）
A．幾乎沒有自由移動的電子
B.幾乎沒有質子
C．存在大量的自由電子
D.存在許多中子
5.如果以下電器選用超導材料制作，不能正常工作的是( )
A．微波爐
B.電飯鍋
C.電動機
D.發電機
6．下列物品中，通常情況下屬于導體的是 （ ）
A．陶瓷碗
B．橡膠手套
C．鋼尺
D．塑料筆桿
7．人類的生活和生產都離不開各種材料．下列制品中，主要利用金屬導熱性的是（ ）
A．石膏雕塑
B．塑料車模
C．金屬導線
D．鐵制炒鍋
8．石墨烯又稱單層墨，它僅由一層碳原子組成，具有許多奇特的屬性，包括極強的拉力，優良的導電性和導熱性，硬度最大，熔點超過3000℃等，這種高新材料有可能代替硅成為新的半導體材料．根據石墨烯的特性，你認為石墨烯不能用來制成（ ）
A．高壓輸電線
B．堅韌的防彈衣
C．電路導線
D．保溫隔熱材料
9.如圖所示，在常溫下閉合開關，發現燈泡不亮，如圖 (甲)，這說明常溫下玻璃是________體；當閉合電路， 將玻璃珠加熱到紅熾狀態時，發現燈泡發光，如圖(乙)，這說明紅熾狀態下的玻璃是________體。分析比較 (甲)、(乙)兩圖 現象可得出的初步結論是：________________________________。

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