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/ 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（芯片） C. 玻璃（窗户） D. 橡胶（电线外皮）
7.要使二极管所在的电路导通，正确的连接方式是（ ）
A. 二极管正向接入电路 B. 二极管反向接入电路
C. 无论正反向都能导通 D. 无论正反向都不能导通
8.关于半导体的导电特性，下列说法正确的是（ ）
A. 导电能力与导体完全相同 B. 导电能力固定不变，不受外界影响
C. 掺杂微量元素可改变其导电能力 D. 导电能力与绝缘体完全相同
9.下列设备中，没有利用半导体技术的是（ ）
A. 电脑芯片 B. 光伏电池板 C. 普通干电池 D. 家用 LED 台灯
10.半导体的导电特性与下列哪个因素无关（ ）
A. 材料本身的种类 B. 是否掺入其他元素
C. 环境温度 D. 分子间的作用力
（拓展性作业）
11．下列关于材料导电性能的分类，完全正确的是（ ）
A. 铁（半导体）、锗（导体） B. 塑料（绝缘体）、硅（半导体）
C. 石墨（绝缘体）、铜（半导体） D. 玻璃（半导体）、LED 灯芯（绝缘体）
12. 在某校举办的水果电池比赛上小华用一个柠檬制作了水果电池。为了知道如图甲中A、B哪个是正极，小华把铁片A、铜片B插入柠檬，并接入电压表，当其闭合开关$后，发现发光二极管发光，电压表示数如图乙，则（ ）
A.柠檬两端的电压为0.5V
B.甲图中，发光二极管的右侧为其负极
C.若断开开关，二极管不发光，说明A、B两金属片之间没有电压
D.柠檬电池工作时把化学能转化为电能
13.向纯净的硅材料中掺入微量硼元素后，硅的导电能力明显增强。这一现象说明（ ）
A. 半导体的导电能力只与温度有关 B. 掺杂是调控半导体导电能力的重要方法
C. 纯净半导体完全不能导电 D. 半导体的导电能力一定比导体强
14.光伏发电站工作时，能量转化的正确路径是（ ）
A. 太阳能→内能→电能 B. 太阳能→化学能→电能
C. 太阳能→电能（直接转化） D. 太阳能→机械能→电能
15.下列应用中，主要利用二极管 “单向导电性” 的是（ ）
A. 电脑芯片处理数据 B. 光伏电池板发电
C. 整流电路将交流电转为直流电 D. 温度传感器检测环境温度
（探究性作业）
选做题：
三、综合题
16．某同学想通过实验验证二极管的单向导电性，请完成以下实验设计：
（1）实验器材：干电池 2 节（总电压 3V）、开关 1 个、二极管 1 个、小灯泡 1 个、导线若干。
（2）实验步骤：
① 按“干电池正极→开关→二极管（正极朝电池正极）→小灯泡→干电池负极”的顺序连接电路，闭合开关，观察现象；
② ____________________________（补充反向接入的操作）。
（3）实验现象：步骤①中，步骤②中。
（4）实验结论：____________________。
（5）若实验中无论正反向接入，小灯泡都不亮，可能的原因是什么？（写出 1 条即可）
17.阅读材料并回答问题：
某农村光伏发电站安装了大量光伏电池板，白天吸收太阳光发电，为村民供电，多余电能可存入蓄电池。光伏电池板的核心是半导体硅材料，通过特殊工艺加工后，能对太阳光产生响应。
（1）光伏电池板工作时，能量转化是：______能→______能，其核心材料半导体的导电能力介于______和______之间。
（2）结合教材中 “半导体光电特性” 的知识，简要说明光伏电池板为何能将太阳能转化为电能？
（3）为提高该光伏发电站的发电效率，结合半导体的特性，提出 1 条合理的改进建议。
参考答案
【课前预习】
1. 导体；绝缘体；硅；锗（后两空答案不唯一，合理即可）
2.芯片（集成电路）；光伏电池（太阳能电池）
3.微量其他元素；N 型；P 型
4.二极管；三极管（答案不唯一，合理即可）
5.单向导电性；正极
6.LED 灯（或“指示灯”，合理即可）
7.集成电路；光伏发电（或“太阳能电池”）
8.温度传感器（或“光敏传感器”，合理即可）
【作业布置】
1.导体；绝缘体；硅（或锗，合理即可）
2.导电能力；P 型
3.单向导电性；正
4.光电；太阳（或光）
5.芯片（或集成电路、传感器，合理即可）
6.B（解析：铜是导体，玻璃、橡胶是绝缘体，硅是半导体）
7.A（解析：二极管具有单向导电性，只有正向接入时电流才能通过）
8.C（解析：半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，掺杂可显著改变其导电能力，并非固定不变）
9.C（解析：电脑芯片、光伏电池、LED 灯均利用半导体技术，普通干电池是化学能转电能，不涉及半导体）
10.D（解析：半导体导电特性与材料种类、掺杂情况、温度有关，与分子间作用力无关）
11.B（解析：A 中铁是导体、锗是半导体，分类错误；B 中塑料是绝缘体、硅是半导体，分类正确；C 中石墨是导体、铜是导体，分类错误；D 中玻璃是绝缘体、LED 灯芯是半导体，分类错误）
12. A.由图甲得，电压表测量在水果电池的两端，由图乙得，电压表的分度值为0.1V，示数为0.2V，即柠檬两端的电压为0.2V，故A不符合题意；B.甲图中，电压表的正极接在发光二极管的右侧，电压表正向偏转，则发光二极管的右侧为正极，故B不符合题意；C.若断开开关，电路为断路，二极管不发光，不能说明A、B两金属片之间没有电压，故C不符合题意；D.柠檬电池工作时发生化学反应，产生电能，把化学能转化为电能，故D符合题意。
13.B（解析：题干 “掺入硼元素后导电能力增强”，直接体现掺杂对半导体导电能力的调控作用；与温度无关（A 错），纯净半导体有基础导电能力（C 错），半导体导电能力弱于导体（D 错））
14.C（解析：光伏发电利用半导体光电效应，直接将太阳能转化为电能，无需经过内能、化学能等中间形式）
15.C（解析：A 利用集成电路信号处理功能，B 利用光电效应，C 利用二极管单向导电性筛选正向电流，D 利用传感器的敏感特性，故 C 正确）
16.（2）② 将二极管反向接入电路（即二极管负极接电池正极，正极接电池负极），其余元件连接不变，闭合开关，观察现象
（3）灯泡发光；灯泡不亮（或几乎不亮）
（4）二极管具有单向导电性
（5）开关接触不良（或灯泡损坏、导线断路、二极管反向接入，合理即可）
（解析：本题通过 “正反向接入对比实验” 验证二极管特性，故障分析需结合电路通断和二极管导电规律，核心考查实验设计与现象推理能力）
17.（1）太阳（或光）；电；导体；绝缘体
（2）光伏电池板的核心半导体具有光电效应：太阳光照射半导体时，半导体中的电荷吸收光能后发生定向移动，形成电流，从而将太阳能直接转化为电能（解析：结合教材 “半导体光电技术” 知识点，光电效应是光伏发电的核心原理）
（3）改进半导体硅材料的掺杂工艺，提高其对太阳光的吸收效率；或优化半导体表面结构，减少太阳光的反射（合理即可，解析：从 “半导体特性可调控” 出发，通过优化材料或结构提升光电转化效率，符合教材核心知识）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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