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(共17张PPT)
第2节 物质的导电性
（1）
导体、绝缘体与半导体
浙教版 八年级上 第3章 电路探秘
乐清市柳市镇黄华实验学校
内容要求
《义务教育科学课程标准（2022年版）》
了解半导体和超导体及其应用对科学、技术发展的作用。
学业要求：了解半导体技术对我国科技发展的重要意义，关心信息技术的发展与国际竞争。
【学业要求】
· 1．能设计简单的实验方案探究物质的导电能力。
· 2．区分常见的导体和绝缘体。
· 3．认识金属能导电的原因是内部存在自由电子。
探究实践活动
实践活动：设计实验检测物质的导电性。
课时聚焦：为什么用铜做导线、用塑料做外皮？导电能力的强弱怎样描述？
导入新课
铜芯与塑料皮
导线芯用金属铜，外套却用塑料或橡胶，两种材料各有分工。
湿手不能碰开关
为什么不能用湿手去操作开关？这与导电性有什么关系？
插头的外壳
使用电插头时碰到电线的外皮，为什么不会受到电击？
同样是材料，有的容易导电、有的不容易导电——导电能力由什么决定？
探索活动：检测哪些物质容易导电
设计实验方案 · 动手检测
同伴互动 和同伴交流：你的方案中用什么现象判断「导电」？为什么要多次实验、换不同物质检测？
1. 现有硬币、塑料直尺、玻璃片、铅笔芯（碳棒）、食盐水、粉笔、纯净水等物品。
2. 设计一个实验方案，并画出方案的电路图。
3. 与同学交流实验方案，并改进自己的方案。
4. 实验检测，并将待测物质归类为易导电物质和不易导电物质。
5. 结果记录：易导电物质有________；不易导电物质有________。
一、物质的导电能力
导体与绝缘体
【关键】判断导体与绝缘体看内部有没有「能自由移动的带电粒子」——有则易导电，没有则不易导电。
【导电性】导电性是物质的重要性质，不同物质具有不同的导电性。
【导体】容易导电的物质叫作导体。金属、石墨、人体、大地、盐类的水溶液等都是导体。
【绝缘体】不容易导电的物质叫作绝缘体。橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材、植物油和干燥的空气等都是绝缘体。
【水】纯净的水不导电；自然界的水溶有大量其他物质，有能自由移动的离子，所以生活中的水一般能导电。含有自由离子的溶液能导电。
导体和绝缘体并不是绝对的
条件改变时，绝缘体也能变成导体
【关键】导电性会随条件改变——所以「湿手不碰开关」是因为生活中的水能导电，使人体电阻大幅下降。
图3.2-3 烧红的玻璃能导电
【条件改变】有些绝缘体在条件改变时会变成导体：玻璃通常是绝缘体，但被烧红时会导电。
【表面氧化】导体表面被氧化或腐蚀后，导电能力会下降，甚至不导电。
【工程对策】电路的关键部位必须采取防腐蚀措施；人造卫星电路接触点表面一般镀金，防止腐蚀、确保导电可靠。
【结论】导体与绝缘体之间没有绝对界限，导电能力会随温度、湿度、表面状态等条件变化。
思考与讨论：导线为什么要有「外衣」
导体导电 · 绝缘体防护
思考 1 家庭电路中，所有导线都是用塑料或橡胶等材料包裹着，这是为什么？
要点：塑料、橡胶是绝缘体，电阻极大，包裹在导线外可防止人接触导体部分而触电，也能避免两根导线直接接触造成短路；铜芯负责导电，外皮负责绝缘，各司其职。
思考 2 为什么不能用湿手去操作开关？
要点：生活中的水溶有杂质、能导电。湿手操作时，手上的水会把人体与电路连通，且人体电阻随皮肤潮湿而明显减小，通过人体的电流增大，极易发生触电事故。
金属为什么能导电
图3.2-2 · 自由电子的运动
【关键】金属导电靠自由电子，酸碱盐溶液导电靠自由离子——本质都是「有可自由移动的带电粒子」。
图3.2-2 金属中自由电子的模式图
【金属】金属内部存在大量可自由移动的电子。自由电子能从一个地方移动到另一个地方，产生电荷的流动，所以金属能导电。
【绝缘体】绝缘体中几乎没有能自由移动的电子，因此不能导电。
【玻璃】玻璃常温下是绝缘体；高温软化后内部形成带电的离子，因此高温下玻璃导电属于离子导电（图3.2-3）。
【本质】能否导电取决于内部是否存在可自由移动的带电粒子：金属靠自由电子，溶液靠自由离子。
半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间
【关键】半导体导电能力「可调控」，这正是它能做成晶体管、造出芯片的关键。
图3.2-1 电脑主板上的芯片
【定义】导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫作半导体。
【材料】常见的半导体材料是单晶硅，以及砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）等化合物半导体。
【用途】半导体主要用于电子工业或信息技术（IT）产品，是芯片的核心材料（图3.2-1）。
科学·技术·社会·环境：芯片
【什么是芯片】芯片是一种集成电路，由大量晶体管构成，是半导体元件产品的统称。一个指甲盖大小的芯片上可集成几十个到几百亿个不等的半导体元件。
【无处不在】芯片是现代制造业的必备元件：传统汽车上有多达 500~600 个芯片，具备自动驾驶功能的汽车上则有 1000 个以上。
【国家实力】芯片的设计与制造能力是国家科技实力的重要标志。我国芯片设计近年进步很快，制造环节起步晚，2010 年后国家加大投入，国产化进程加速。
【我们的态度】关心信息技术的发展与国际竞争，努力学习科学知识，为祖国的科技自立自强贡献力量。
二、电阻
描述导体对电流阻碍作用的物理量
【关键】电阻越大，对电流的阻碍越强——它是导体本身的一种性质，与是否接入电路、有无电流无关。
物理量 符号 单位 换算关系
电阻 R 欧 Ω 1 kΩ = 10 Ω
电阻 R 兆欧 MΩ 1 MΩ = 10 kΩ
【引入】为描述物体导电能力的强弱，引入电阻的概念：电阻表示导体对电流的阻碍作用。
【含义】导体对电流的阻碍作用越强，其电阻值就越大；
绝缘体电阻非常大，电流不容易通过；导体电阻非常小，电流容易通过。
【符号单位】电阻用字母 R 表示，单位是欧姆，简称欧，符号 Ω；
更大的单位有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。
课堂小结
课时1 核心知识
1. 导体
· 金属、石墨、人体、大地、盐水溶液
· 内部有大量自由电子
2. 绝缘体
· 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材
· 几乎没有自由移动的电子
3. 相对性
· 玻璃烧红会导电
· 导体氧化腐蚀后导电性下降
4. 电阻
· R 表示，单位欧姆 Ω
· 阻碍作用越强，电阻越大
练习与应用
第 1 题 下列物质中，通常情况下属于导体的是（ ）。
A. 橡胶
B. 玻璃
C. 石墨
D. 陶瓷
答案：C
解析：金属、石墨、人体、大地、盐类的水溶液等都是导体；橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材等属于绝缘体。
练习与应用
第 2 题 关于导体和绝缘体，下列说法正确的是（ ）。
A. 导体和绝缘体之间有绝对的界限
B. 绝缘体在任何条件下都不会导电
C. 玻璃被烧红时会导电，说明二者没有绝对界限
D. 导体表面氧化后导电能力会增强
答案：C
解析：导体与绝缘体没有绝对界限：玻璃常温下是绝缘体，烧红时能导电（离子导电）；导体表面氧化或腐蚀后导电能力会下降。
练习与应用
第 3 题 金属能导电的根本原因是（ ）。
A. 金属内部有大量可自由移动的电子
B. 金属内部有大量可自由移动的离子
C. 金属的质量比较大
D. 金属的温度比较高
答案：A
解析：金属内部存在大量可自由移动的电子，电子定向移动形成电流；而绝缘体中几乎没有能自由移动的电子，故不易导电。
练习与应用
第 4 题 电池作为一种可移动电源，生活中应用十分广泛。常见的电池有干电池、锂电池、太阳能电池等。目前，硅是制作太阳能电池的主要材料之一，硅是一种（ ）
A、导体 B、绝缘体 C、半导体 D、超导体
C
练习与应用
第 5 题 为什么家庭电路的导线要用铜（或铝）做芯、用塑料（或橡胶）做外皮？请结合导体、绝缘体的性质说明。
答案：铜、铝的电阻很小，是良好的导体，用它们做导线芯可以让电流顺利通过、减少电能损耗；塑料、橡胶电阻极大，是绝缘体，包在外面可防止人接触导体部分触电，也避免导线之间直接接触造成短路。
解析：这是导体与绝缘体配合使用的典型案例：导体负责「通」，绝缘体负责「隔」，二者缺一不可。

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