八年级科学上册《4.3 物质的导电性》教案 （新版）浙教版-（新版）浙教版初中八年级上册自然科学教案.doc

课题：4.3物质的导电性教学目标：1、能用正确的方法探测电路中的电流大小。 2、知道常见的导体和绝缘体。 3、了解导体的导电能力与外界条件有关。 4、知道半导体材料及其应用。 5、知道金属导电原因是有自由电子。 6、理解电阻概念，知道电阻的单位。重点难点：1、知道常见的导体和绝缘体；知道金属导电原因是有自由电子；理解电阻概念，知道电阻的单位。2、能用正确的方法探测电路中的电流大小；了解导体的导电能力与外界条件有关；知道金属导电原因是有自由电子。教学课时：2课时教学过程：【引入】科索沃战争中，北约发言人吹嘘有控制南联盟的“电力开关”。1999年5月2日晚，美国空军在轰炸南联盟首都贝尔格莱德时使用一种神秘的机载武器，果然造成了贝尔格莱德及周围地区的大面积停电，对南联盟人民的生活造成严重影响。你知道所谓的“电力开关”指的是哪种物质？主要运用了它的什么性质？解答：这种被北约吹得神乎其神的“电力开关”叫作石墨炸弹，美国人称其为电子炸弹。罐内装有大量经过处理的石墨丝。石墨丝比人的头发还细，具有极强的导电能力。电站或变电网络的高压线一旦被石墨丝缠上，瞬间即可造成电网短路，烧毁电力设备，导致大面积停电。一、对物质导电性检测-归纳导电不导电物质。探究实验：试验器材有：金属片、塑料直尺、玻璃棒、铅笔芯（碳棒）、食盐水、粉笔、硬币。问：你认为在你身边有哪些物体容易导电？哪些物质不容易导电？你是怎么知道的？答：这是我们由生活常识得到的结论.所谓导电能力就是要检测某种物质能否通过电流，要设计这样的电路，除了被检测物质外，还要哪些器材呢？讨论：1）用什么方法可以显示或说明电路中有电流通过？小灯泡检测法，电流表检测法等2）什么情况下电路中会产生电流？3）根据以上设想能否画出一个检测电路图 学生实验：按照实验方案及电路图进行实验检测，对各种物品测试后分成两类：容易导电：金属片、铅笔芯（碳棒）、食盐水、硬币、 不容易导电：塑料直尺、玻璃棒、粉笔、小结：容易导电的物质叫导体；不容易导电的物质叫绝缘体。 常见的导体有：金属、石墨、人体、大地和食盐水常见的绝缘体有：橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气思考：那水是导体还是绝缘体？你的依据是什么？解答：纯净的水是绝缘体，但是普通的水里面溶有大量其他的物质，因此普通的水是能导电。（如人会触电）二、探究玻璃在条件改变时导电性的变化通过实验可以发现：正常情况下玻璃不会导电，然而烧红的玻璃能够导电 你有什么启发？（注意点：用酒精喷灯加热；电源电压控制在20伏左右；负载用发光二极管。）解答：物质的导电能力不是绝对的。有些绝缘体在条件改变时会变成导体。反之，导体是否也会变成绝缘体？（1）你知道某些电路的关键部位为什么要有防腐蚀措施吗？（2）家庭电路中的所有导线都是用塑料、橡胶等绝缘体材料包裹着的，主要是为了什么？三、半导体半导体：在生产生活中，我们还经常听到一种称为半导体的物质，它的导电能力介于导体与绝缘体之间，常见的半导体材料有硅和锗，主要应用于电子工业，我们常听到“硅谷”意指电子产品基地。（介绍计算机主板的集成电路）四、为什么导体绝缘体的导电能力不同过渡：我们了解了金属是导体，很容易导电，金属为什么都能导电？（微观解释）介绍：（1）物质是由分子构成的，分子是由原子构成的，而原子又是由原子核（带正电）和绕原子核高速运动的电子所构成。（2）金属内部原子核相对固定，但周围有大量能自由移动的电子（带负电），能从一个地方移动到另一个地方。当电路中接入电源，并接通后，金属中的这些自由电子都向同一方向（由电源的负极经导线向电源的正极）移动，从而形成了电流。（3）而非金属不容易导电就是因为几乎没有自由移动的电子，它里面的电荷是被束缚着，不能自由移动的。五、电阻过渡：我们已经知道有些物质容易导电叫做导体，有些物质不容易导电叫做绝缘体。可见，不同物质的导电能力不同，为了定量比较导电能力的强弱，我们引入电阻的概念。答：电阻表示导体对电流的阻碍作用，导体对电流的阻碍作用越强，电阻就越大。问：导体的电阻和绝缘体的电阻，谁大一点？介绍：绝缘体就是电阻非常大的，而导电能力却非常小的物质。而导体的导电能力很强，可见对电流通过的阻碍能力较差，所以导体的电阻相对较小。介绍：电阻用字母R表示，单位是：欧姆（简称欧，符号）除了欧姆外，还有千欧K，兆欧M，之间的换算为1000倍，1M=103K=106 如：200C时，铁的电阻=0.1，铝的电阻=0.03，橡胶的电阻=1020课堂练习【例1】为什么电线芯线常用铜或铝来做？而电线芯线外面的包层常用橡胶或塑料来做？【分析】可以从铜（或铝）和橡胶（或塑料）这两类物质的导电能力上考虑。【解答】因为铜或铝是导电性能良好的金属，用它们做芯线可以导电，而橡胶或塑料是绝缘体，用它们包在芯线外面可以防止电线漏电和人触电。【例2】绝缘体不容易导电是因为绝缘体中 A没有电荷 B没有自由电荷 C.有大量自由电荷 D只有少量自由电荷【分析】在绝缘体中，电荷几乎都被束缚住了而不能自由移动，只有极少量自由电荷，所以不容易导电。【解答】D【说明】导体、绝缘体都是由分子或原子组成的，因此都有大量的电荷存在。如果物体中自由电荷极多那就是导体，如果物体中自由电荷极少那就是绝缘体。因此，导体和绝缘体之间没有绝对的界限，而且条件变了可以转化。【例3】图8是某种按钮开关构造的截面图。A为外壳，B为按钮，C、D为金属片，其中C具有弹性。试简述按钮开关如何使电路通、断？制作A、B部件的材料应是导体还是绝缘体？为什么？【解答】使用按钮开关时，按下按钮B，弹性金属片C与金属片D接触，于是电路接通；松开按钮B，由于弹性，金属片C恢复原位，与金属片D分开，于是电路断开。外壳A和按钮B都必须使用绝缘材料，例如胶木、塑料之类，这是为了使用时安全，因为人身是导体。1、如图1所示电路,把两个金属夹子夹在下面哪个物体的两端,闭合开关后小灯泡能发光 ：（ ） A.铁钉 B.塑料尺 C.橡皮 D.玻璃2、如图所示的胶木盖闸刀开关中，进线座、出线座、 、 是导体，其余都是绝缘体。 雨天气，手拿在雨伞柄上好还是拿在雨伞杆上好？金属导体和绝缘体的区别在于（ ）A、金属导体中有电子，绝缘体中没有电子B、金属导体中的电子能自由移动，绝缘体中没有电子C、金属导体中有大量自由电子，绝缘体中几乎没有自由电子D、金属导体中没有自由电子，绝缘体中有自由电子兆欧（M）= 千欧（k）= 欧（）【资料链接】1、半导体我们知道，容易导电的物体称为导体，不容易导电的物体称为绝缘体其实，导体和绝缘体之间没有绝对的界限绝缘体并非绝对不导电，只是绝缘体的电阻率很大在室温下，金属导体的电阻率一般约为10-8m10-6m，绝缘体的电阻率一般约为108m1018m长为1m、横截面积为110-4m2的一段绝缘体，两端加以1V电压，通过的电流约为10-14A10-4A可见电流是多么微小了有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻不随温度的增加而增加，反随温度的增加而减小，这种材料称为半导体，半导体的电阻率约为10-5m106m锗、硅、砷化镓、锑化铟等都是半导体材料半导体的导电性能可以由外界条件所控制，如改变半导体的温度，使半导体受到光照，在半导体中加入其他微量杂质等，都可以使半导体的导电性能成百万倍地发生变化这种性能是导体和绝缘体所没有的 正因为半导体具备这种特性，人们用半导体制成了热敏电阻、光敏电阻、晶体管等各种电子元件，并且发展成为集成电路把晶体管以及电阻、电容等元件，同时制作在很小的一块半导体晶片上，并且把它们按照电子线路的要求连接起来，使之成为具有一定功能的电路，这就是集成电路在超大规模集成电路中，在面积比小拇指的指甲还小的一块半导体晶片上可以集成上百万个电子元件集成电路的制成开辟了微电子技术的时代集成电路的制成，微电子技术的发展，使电子计算机得以更新换代，由20世纪40年代约为30吨重的第一台庞大的电子计算机发展成为今天日益普及的个人计算机个人计算机中的处理器（包括运算器和控制器）、存储器都是由大规模集成电路制成的半导体，它在现代科学技术中发挥了重要的作用2、超导体 金属的电阻率随温度的降低而减小人们发现，有些物质当温度降低到绝对零度附近时，它们的电阻率会突然减小到无法测量的程度，可以认为它们的电阻率突然变为零这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的转变温度Tc例如铅的转变温度Tc7.0K，水银的转变温度Tc4.2K，铝的转变温度Tc1.2K，镉的转变温度Tc=0.6K超导体的电阻率几乎为零，如果用超导体材料制成一个闭合线圈，在这个线圈里一旦激发出电流，不需要电源，电流就可以持续几十天之久而不减小，并且发热的功率很小在远距离输电中，在很长的输电线上白白地消耗掉大量的电能，如果使用超导输电线，将可避免电能的大量消耗在大型的电磁铁和电机中，通过线圈的电流很强，损耗的电能很多如果用超导材料做成线圈，耗损的功率大大降低，则可以制成强大功率的超导电磁铁和超导电机各种电子器件如果能实现超导化将会大大提高它们的性能电子计算机实现超导化，将使个人计算机具有超级计算机的性能超导体的应用具有十分诱人的前景超导材料的转变温度很低，要维持这样低的温度，在技术上是非常困难的几十年来，科学家们积极进行高温超导的研究我国的研究工作走在世界的前列，在1989年，我国科学家发现了转变温度Tc=130K的超导材料目前在世界范围内掀起了高温超导研究的热潮，期望得到在室温下就能工作的超导材料以便使它能有广泛的实际应用