9年级上册北师大版物理 第十一章 第6节 不同物质的导电性能 逐字稿-4,075字

  师:同学们好,欢迎来到物理课堂,请准备好物理课本和学习任务单。本节课我们学习北师大版九年级全一册第11单元第六节“不同物质的导电性”。

  首先,请同学们观察这幅图片,图片里是什么?对,是一根导线。请仔细看看这根导线,思考一下,为什么导线内部是金属线,外面却包着一层塑料或橡胶呢?通过生活常识,大家都知道,导线外包塑料或橡胶是为了防止触电,这表明塑料和橡胶不导电。那么,生活中哪些物体导电,哪些物体不导电呢?

  请大家看下面几幅图片,思考哪些物体导电,哪些不导电。不难发现,铜片、铅笔芯、硬币、食盐水这些物体导电,而橡皮、直尺、玻璃棒、粉笔这些物体不导电。那如何分辨物体的导电性能呢?我们可以通过实验探究。准备好电源、开关、小灯泡、电流表和若干导线,按图连接好实验器材。我们在AB两点之间分别接入橡皮、勺子、螺丝刀刀头、螺丝刀刀柄、钢尺,闭合开关,观察电流表的示数和小灯泡的明暗情况。下面,我们来看实验视频。

  (播放实验视频)

  师:首先按图连接电路,先检测橡皮,我们看到灯泡没发光。拿走橡皮,将物体换成勺子,用鳄鱼夹夹住勺子,此时灯泡发光了,电流表也有示数。现在把物体换成螺丝刀,连接好电路让电流形成回路,用鳄鱼夹夹住螺丝刀金属部分,灯泡发光;连接螺丝刀手柄塑料部分,灯泡不发光;再夹头部金属部分,灯泡又发光。接着将物体换成钢尺,用鳄鱼夹夹住钢尺接通电路,灯泡发光。

  通过实验视频,我们清楚看到,在AB点接入螺丝刀刀头、勺子、钢尺后,闭合开关,灯L发光,电流表有示数,这说明电路中有电流产生,即这些物质容易导电。而在AB间接入橡皮、螺丝刀刀柄后,闭合开关,灯L不发光,电流表无示数,说明电路中无电流产生,表明这些物质不容易导电。通过刚才的实验结果,同学们能把这两个实验结论填写完整吗?

  我们发现,将橡皮、螺丝刀刀柄接入电路,电路中没有电流,表明这些物质不容易导电,我们把它们叫做绝缘体。将勺子、螺丝刀刀头、钢尺接入电路,电路中有电流,表明这些物质容易导电,我们把它们叫做导体。以下是常温下一些物质的导电性能,并且这些物质的导电性能从左到右越来越强,绝缘性能越来越弱,也就是说越往右这些物体越容易导电。像陶瓷、橡胶、玻璃、干布、干纸、汽油,都是生活中常见的绝缘体;而湿木、地表盐水、碱溶液、酸溶液、碳笔、铁、铝、铜、银,都是生活中常见的导体。位于中间位置的硅和锗,导电性能不强也不弱,处于绝缘体和导体之间,我们称之为半导体。

  接下来,老师带领同学们认识一下半导体。半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓,主要应用于电子工业。图片展示的就是生活中一些常见半导体的应用。那么,为什么有些物质导电性能强,有些物质导电性能弱呢?请同学们仔细阅读书本第68页,思考为什么不同物质的导电性能不同。

  生:(阅读书本)

  师:通过阅读书本,我们知道导体容易导电,是因为导体内部存在大量自由移动的电荷;而绝缘体不导电,是因为绝缘体内部几乎不存在自由电荷。在之前电路学习中,我们知道形成电流的原因是自由电荷的定向移动。导体内有大量自由电荷,容易在电压作用下定向移动形成电流;而绝缘体内部几乎没有自由电荷,更谈不上自由电荷的定向移动,自然形成不了电流,也就不能导电了。

  但不论是导体还是绝缘体,都是理想的电工材料。下面这些是生活中常见的电工工具,它们由导体和绝缘体组成。例如尖嘴钳,钳头是导体,手柄部分包裹一层绝缘体;刚才介绍的螺丝刀,刀头是导体,刀柄是绝缘体;电线插头位置是导体,其余部分用绝缘体包裹;导线也是,内部是导体金属线,外面用绝缘体包裹。这样做既能让导体通电正常工作,又能保证人体安全,防止触电。

  通过以上学习,同学们能自己总结一下导体、绝缘体和半导体的定义以及产生原因吗?老师这里有个表格,详细阐述了绝缘体、导体、半导体的定义、产生原因、实例以及应用,请同学们仔细阅读Excel表格,并在书本上圈画相关内容。我们把容易导电的物体叫做导体,不容易导电的物体叫做绝缘体,导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫做半导体。导体能够导电,是因为导体中有大量能够自由移动的电荷;而绝缘体中几乎没有自由电荷,自由电荷几乎都被束缚在原子范围内不能自由移动,所以形成不了电流,绝缘体也就不能导电。

  像金属、石墨、人体、大地、含杂质的水及酸、碱、盐的水溶液等,都是生活中常见的导体;橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油、纯水等,都是生活中常见的绝缘体;而锗、硅、砷化镓等,是生活中常见的半导体。导体主要应用在能导电的电工材料,如电缆的金属丝、开关上的金属片等;绝缘体主要应用在能绝缘的电工材料,如导电线外面的绝缘塑料层、电工刀刀把上的橡胶层等;半导体主要应用在光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、发光二极管、集成电路等。并且导体和绝缘体没有绝对界限,在一定条件下,导体和绝缘体可以相互转换。可能有些同学会疑惑,导体和绝缘体真能相互转换吗?下面我们来探究一下,同一种物质的导电性能是一成不变的吗?请同学们观看课件上的这两幅图片。第一幅图,将玻璃接入连接好的电路中,闭合开关,小灯不亮,这说明玻璃是绝缘体。然而,当我们对玻璃加热,如第二幅图,原本不亮的小灯开始发光了,这说明烧红的玻璃变成导体了。通过这个实验可知,绝缘体和导体在一定情况下可以相互转换,即导体可以变成绝缘体,绝缘体也可以变成导体。不过,这需要一定条件,比如外界的温度、压力、光照或掺入杂质等。当改变这些条件时,绝缘体和导体就可以相互转化。

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