2024九年级物理全册第20章能源材料与社会20.3材料的开发和利用课件新版沪科版

第三节材料的开发和利用逐点导讲练课堂小结作业提升课时讲解1课时流程2材料与社会材料的导电性开发新材料知识点材料与社会知1－讲11.实验探究：电生磁。发展阶段对社会的影响图示石器时代人类主要以石头、骨头、木料制作简单的工具，陶器的出现是人类跨入新石器时代的重要标志之一知1－讲青铜时代大量使用金属铜作为第一种合金做工具，后来在冶炼铜时加入少量锡，获得了比纯铜更坚硬的青铜铁器时代人类使用铁来制造工具和武器2.材料发展与环境的关系社会发展带动了材料的研发，新材料的出现又促进了社会的发展，但材料的大量使用也带来了不少资源浪费和环境污染问题。知1－讲知1－讲知识拓展青铜是红铜(纯铜)与锡或铅的合金，因埋在土里后颜色因氧化而变青灰，故名青铜，熔点在700～900℃之间，比红铜的熔点(1083℃)低。含锡10%的青铜，硬度为红铜的4.7倍，性能良好。知1－讲知识拓展铁器时代是以使用铁器为标志的人类物质文化发展阶段的最初时期。这一时代约开始于公元前1500年～公元前1000年。由于铁比青铜坚硬，铁器的使用增强了人类改造自然的能力。自然界中铁矿分布远比铜矿普遍，铁器发明后，较短时期内便淘汰掉青铜器和石器，社会生产获得了巨大发展，人类历史产生了深刻变化。知识点材料的导电性知2－讲21.探究材料的导电性实验器材电源、开关、导线、电流表、待测材料等实验电路图实验过程分别将不同的待测材料接入电路中，闭合开关，观察电流表是否有示数实验结论若电流表有示数，则待测材料为导体，若电流表没有示数，则待测材料为绝缘体知2－讲知识点拨材料的导电性能是由材料内部电子的运动状况决定的。如金属中含有大量的自由电子、就容易导电，而大多数非金属由于含有的自由电子数很少，故不容易导电。电解质导电是因为离子化合物溶解时产生了阴、阳离子从而具有导电性。知2－讲2.导体、半导体及绝缘体导体绝缘体半导体概念容易导电的物体不容易导电的物体导电能力介于导体和绝缘体之间的物体常见物体各种金属、酸碱盐的水溶液、石墨、人体、大地等玻璃、橡胶、塑料、油、纯净的水、空气、陶瓷等硅、锗、砷化镓等知2－讲导体绝缘体半导体应用知2－讲3.探究半导体二极管单向导电特性(1)半导体材料可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路。半导体二极管具有单向导电性，半导体三极管可以用来放大电信号。知2－讲(2)探究半导体二极管单向导电特性实验过程如图，让电流从二极管的正极流入如图，让电流从二极管的负极流入实验现象灯泡发光灯泡不发光实验结论从以上的实验现象可以看出，二极管只允许电流由一个方向通过元件，这种性质叫做二极管的单向导电性知2－讲知识点拨发光二极管：LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管，采用LED技术半导体光源体积小，可以实现平面封装，工作时发热量低、节能高效、产品寿命长、反应速度快，而且绿色环保无污染，还能开发成轻薄短小的产品，一经问世，就迅速普及，成为新一代的优质照明光源，目前已经广泛的运用在我们的生活中，如交通指示灯、电子产品的背光源、城市夜景美化光源、室内照明。知2－讲方法点拨类比理解二极管的单向导电性：知2－练例1小凝同学将电源、一个玻璃珠、小灯泡、开关用导线连接成了如图1甲所示的电路，闭合开关后，发现小灯泡不发光，说明，此时的玻璃是_______体。绝缘知2－练接着如图乙所示，她用酒精灯给玻璃珠加热到红炽状态时，发现小灯泡发光，此时小灯泡中的电流方向是_______(填“向右”或“向左”)的。这时的玻璃是_______体。这个实验说明：_______________________________________。向右导在一定条件下，导体和绝缘体可以相互转化知2－练思路点拨知2－练解析：甲电路中灯泡不发光，说明电路不通，无电流，说明玻璃在常温下是绝缘体；当玻璃加热到红炽状态时发现小灯泡发光，说明此时电路是通路，说明玻璃在红炽状态下是导体；此时小灯泡中的电流方向是向右的；根据实验现象可得出的结论为：当条件改变时，绝缘体可以变成导体，即导体和绝缘体没有绝对的界限，在一定条件下，导体和绝缘体可以相互转化。知识点开发新材料知3－讲31.超导材料(1)超导现象：1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在温度降低到4.2K时，汞的电阻几乎为零。这种现象称为超导现象。知3－讲(2)超导材料：发生超导现象的材料称为超导材料。(3)超导材料的性质及应用零电阻实现远距离大功率输电，是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浮现象利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知3－讲知识拓展超导输电：由超导材料制作的超导电线和超导变压器，可以把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计，用铜或铝导线输电，约有15%的电能损耗在输电线路上，光是在中国，每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。知3－讲2.纳米材料(1)纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1～100nm范围内的材料，这大约相当于10～1000个原子紧密排列在一起的尺度。(2)纳米材料特性及应用知3－讲特性应用基本单元的尺度小研制纳米尺度的微小机器、纳米尺度的导线、量子磁盘。用纳米技术做成的所谓量子磁盘，每平方厘米的面积内可以贮存3万部《红楼梦》在力、热、声、光、电、磁等方面有特殊性能普通陶瓷很脆，而纳米陶瓷材料具有良好的韧性；发动机缸体承受的温度很高，用纳米陶瓷粉制成的陶瓷具有一定的耐高温性，能用来制造发动机的缸体；纳米材料还能降低烧结温度，提高材料的磁性等(3)纳米材料应用前景专家预言，借助纳米技术，未来我们有可能用基因芯片、蛋白质芯片组装成“纳米机器人”，通过血管送入人体去侦察疾病；携带DNA去更换或修复有缺陷的基因片段。有可能用纳米药物来阻断血管饿死癌细胞。使用纳米诊断仪只需检测微量血液就可以从蛋白质和DNA上诊断出各种疾病。知3－讲利用碳纳米管，我们可以搭建强度比钢高一百倍，但重量只有钢的六分之一的新型建筑，摩天大楼将建得更高。而用碳纳米材料替代硅芯片，将引发电脑行业的革命……知3－讲知3－讲知识拓展“纳米家电”真纳米吗？并不纳米。如纳米冰箱，通常是添加了氧化钛的纳米无机物，具备了一定的抗菌性能；所谓纳米洗衣机，也只能说是添加了纳米材料的洗衣机，而且纳米材料还只是应用在滚筒洗衣机外桶的内壁上，对于最容易产生污垢的内桶的外壁还没有很好的解决办法。知3－练超导体若能应用到社会生活中，会给人类带来很大的好处。各国科学家一直在努力寻找能够在室温下工作的超导材料。假如科学家已研制出室温下的超导材料，你认为它可用作()A.电炉中的电阻丝B.白炽灯泡的灯丝C.保险丝

D.远距离输电线例2知3－练思路点拨知3－练解析：电炉中的电阻丝、白炽灯泡的灯丝和保险丝都是利用电流的热效应来工作的，而