资源简介

20.3 材料的开发和利用
教学目标
1.了解新材料的特性及应用前景
2.知道导体、绝缘体、半导体导电性能的差异，知道半导体二极管的单向导电性
教学重点
知道超导材料是一种电阻为零的材料，知道超导材料具有超导磁悬浮的特性
教学难点
知道身边形形色色的材料中按导电性不同可分为导体、半导体、绝缘体三大类。初步了解半导体的一些特点
教学过程
一、自主学习
1、材料与社会
2、材料的导电性
（1）根据材料的导电性能可将材料分为 、 和 三大类。
（2）半导体二极管具有 性；半导体三极管可以用来 电信号。
3、开发新材料
（1）发生 现象的材料叫作超导材料。
（2）纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在 范围内的材料。
二、预习题
1.自然界中组成物体的物质不同，性质一般也不同．在弹簧测力计、平面镜、白炽灯丝和指南针等物体中，利用磁性工作的是 ，利用弹性工作的是 ．
2.现有六种物质：铁、水银、水晶、白酒、牛奶、巧克力。请把它们分成两类。（至少用两种不同的分类方法）（1） ；（2） .
三、探究案
合作探究
1.材料的导电性
自学P206——P207。
（1）材料的——导体、半导体、绝缘体
根据材料的导电性能，材料可分为 三大类。
容易导电的材料是 ；不容易导电的材料是 。
半导体可以制成二极管、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，半导体三极管可以用来放大电信号
让我们来欣赏两组半导体的图片
（2）半导体材料的发展历程及应用领域
2.开发新材料
（1）超导材料
1）超导材料是一种电阻为零的材料。让学生看课本P160页第一、二段后回答：什么现象叫超导现象？什么材料叫超导材料？
强调：
① 才具有超导性。
②不同材料的转变温度不同，如汞(4.15K)、钨(0.012K)、锌(0.75K)等。现在的一些高温超导材料，由一般导体转变为超导体的温度已达到100K以上。我国研制的超导材料的转变温度已达到134K。
2）让学生看课本P160页第三至七段，提出问题。师生共同作答：
超导磁悬浮现象是一个超导体与一个永磁体(或电磁铁)叠放时，由于电磁感应现象，超导体中产生的感应电流激发很强的磁场与永磁
（2）纳米材料
21世纪是科技高速发展的一个世纪，其主要方向之一就是新材料的研制和应用。新材料的研究是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。
我们在本章开始的时候就学习了物质的尺度，知道了纳米这个单位。这个单位实在是太小了，过去我们在生活中没有关注它，但现在却成了人们谈论的热门话题。原因是人们发现将某些物质的尺度加工到1～100nm，它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上，产生了神气的效果。
纳米材料的应用：
学生分组讨论，总结答案代表回答。
教师总结：纳米材料在高科技上还有很多应用，下面就由同学们来介绍吧，请同学们将昨天老师布置的要求你们上网查找有关纳米材料的资料拿出来。
学生发言并讨论。
教师总结，并对同学们的表现给予肯定和表扬。
四、检测题
1.在塑料、铜丝和空气这组物质中，通常情况下，________________是绝缘体。
2.半导体元件具有许多独特的功能，如半导体二极管有____________________,半导体三极管可以用来放大_________。
3.材料的导电性是由材料内部_________的运动状况决定的。金属材料电阻________,是导电性能较好的导体；半导体的导电性能介于_______和_______之间,是重要的电子元件材料.
4.绝缘体不容易导电是由于绝缘体内（ ）
A．几乎没有自由移动的电子
B.几乎没有质子
C．存在大量的自由电子
D.存在许多中子
5.如果以下电器选用超导材料制作，不能正常工作的是( )
A．微波炉
B.电饭锅
C.电动机
D.发电机
6．下列物品中，通常情况下属于导体的是 （ ）
A．陶瓷碗
B．橡胶手套
C．钢尺
D．塑料笔杆
7．人类的生活和生产都离不开各种材料．下列制品中，主要利用金属导热性的是（ ）
A．石膏雕塑
B．塑料车模
C．金属导线
D．铁制炒锅
8．石墨烯又称单层墨，它仅由一层碳原子组成，具有许多奇特的属性，包括极强的拉力，优良的导电性和导热性，硬度最大，熔点超过3000℃等，这种高新材料有可能代替硅成为新的半导体材料．根据石墨烯的特性，你认为石墨烯不能用来制成（ ）
A．高压输电线
B．坚韧的防弹衣
C．电路导线
D．保温隔热材料
9.如图所示，在常温下闭合开关，发现灯泡不亮，如图 (甲)，这说明常温下玻璃是________体；当闭合电路， 将玻璃珠加热到红炽状态时，发现灯泡发光，如图(乙)，这说明红炽状态下的玻璃是________体。分析比较 (甲)、(乙)两图 现象可得出的初步结论是：________________________________。

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