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1、2022年高二物理 (人教大綱版)第二冊(cè) 第十四章 恒定電流 三、半導(dǎo)體及其應(yīng)用(第一課時(shí))
●本節(jié)教材分析
本節(jié)在學(xué)生學(xué)習(xí)電阻定律、電阻率的基礎(chǔ)上,介紹了半導(dǎo)體的特性和應(yīng)用.半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,其導(dǎo)電性能可以由外界條件控制,如溫度、光照、摻雜等都可以使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化,因此半導(dǎo)體是電子元件、集成電路和微電子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ).
●教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)目標(biāo)
1.理解導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的概念,并能從電阻率的角度區(qū)分它們.
2.了解半導(dǎo)體的熱敏特性、光敏特性和摻雜特性.
3.了解半導(dǎo)體的廣泛應(yīng)用.
二、能力目標(biāo)
1.通過演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>
2、力和分析概括能力.
2.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力.
三、德育目標(biāo)
1.通過介紹半導(dǎo)體的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科技的高尚品質(zhì).
2.通過查閱資料或訪問網(wǎng)站,培養(yǎng)學(xué)生通過多種途徑獲取新知識(shí)的能力.
●教學(xué)重點(diǎn)
半導(dǎo)體的熱敏特性、光敏特性及摻雜特性.
●教學(xué)難點(diǎn)
利用演示實(shí)驗(yàn)抽象概括出半導(dǎo)體的熱敏、光敏和摻雜特性是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn).
●教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)法、閱讀法、分析法.
●教學(xué)用具
演示歐姆表、熱敏電阻、溫度計(jì)、鐵架臺(tái)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、導(dǎo)線、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、錄像帶.
●課時(shí)安排
1課時(shí)
●教學(xué)過程
一、引入新課
[師]上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電阻定律和
3、電阻率,請(qǐng)同學(xué)們思考:電阻率的物理意義是什么?金屬的電阻率跟溫度有什么關(guān)系?
[生]電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,金屬的電阻率隨溫度的升高而增大.
[師]請(qǐng)同學(xué)們回憶初中學(xué)過的導(dǎo)體、絕緣體的概念.
[生]容易導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體;不容易導(dǎo)電的物體稱為絕緣體.
[師]有一種物體,其導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間,而且電阻不隨溫度的增加而增加,反隨溫度的增加而減小,這種材料稱做什么呢?
[生]半導(dǎo)體.
[師]這節(jié)課我們學(xué)習(xí)半導(dǎo)體及其應(yīng)用.
二、新課教學(xué)
[師]下面讓我們從電阻率的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體.投影以下內(nèi)容:
金屬導(dǎo)體的電阻率約為10-8 Ω·m~10-6 Ω·m;
4、
絕緣體的電阻率約為108 Ω·m~1018 Ω·m;
半導(dǎo)體的電阻率約為10-5 Ω·m~106 Ω·m.
[師]從導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的電阻率你發(fā)現(xiàn)了什么?
[生]導(dǎo)體的電阻率一般很小,絕緣體的電阻率一般很大,半導(dǎo)體的電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間.
[師]回答得很好.請(qǐng)同學(xué)們列舉幾種常見的半導(dǎo)體材料.
[生]鍺、硅、砷化鎵、銻化銦等都是半導(dǎo)體材料.
2.半導(dǎo)體的應(yīng)用
[師]半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能受外界條件的影響很大,除了溫度外,用光照射半導(dǎo)體,在半導(dǎo)體中摻入微量的其他物質(zhì),都可能使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化.半導(dǎo)體的這一特性是導(dǎo)體和絕緣體所沒有的,在現(xiàn)代技術(shù)中有重要的應(yīng)用.請(qǐng)
5、同學(xué)們觀察下面的演示實(shí)驗(yàn).
[演示]熱敏電阻的熱敏特性.
(1)按圖所示連接好電路,多用電表選擇開關(guān)置于“R×100”檔.
(2)將熱敏電阻放入有少量冷水并插有溫度計(jì)的燒杯中,記下溫度計(jì)的示數(shù)和熱敏電阻的阻值.
(3)將熱水分幾次注入燒杯中,記下在不同溫度下熱敏電阻的阻值.
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而_______.
[生]熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小.
[師]熱敏電阻能將溫度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào),測量這種電信號(hào),就可以知道溫度變化的情況.
[演示]光敏電阻的光敏特性.
(1)按下圖所示連接好電路,多用電表選擇開關(guān)置于“R×1 k”檔.
(2)
6、先測出小燈泡不發(fā)光時(shí)光敏電阻的阻值.
(3)打開電源,讓小燈泡發(fā)光.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡的亮度由暗變亮,觀察光敏電阻的阻值變化情況.
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:光敏電阻在光照加強(qiáng)的條件下,其阻值逐漸_______.
[生]光敏電阻在光照加強(qiáng)的條件下,其阻值逐漸減小.
[師]光敏電阻可以起到開關(guān)的作用,在需要對(duì)光照有靈敏反應(yīng)的自動(dòng)控制設(shè)備中有廣泛應(yīng)用.
[師]介紹半導(dǎo)體的摻雜特性.
在純凈的半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì),會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能大大增強(qiáng),這種特性叫半導(dǎo)體的摻雜特性.
請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材內(nèi)容,了解半導(dǎo)體摻雜特性在實(shí)際生產(chǎn)生活當(dāng)中的應(yīng)用.
[生]利用該特性人們制成了晶體二極管、晶體三極
7、管.
[師]放錄像(集成電路、超大規(guī)模集成電路),請(qǐng)學(xué)生了解半導(dǎo)體在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要作用 .
三、小結(jié)
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題:
1.導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的概念,并能從電阻率的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)這三種材料.
2.半導(dǎo)體的電阻隨著溫度的升高而減小.
3.熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而急劇減小.
4.光敏電阻的阻值隨著光照的增強(qiáng)而減小.
5.有的半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì),會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能大大增強(qiáng).
四、作業(yè)
1.查閱資料或訪問網(wǎng)站,了解半導(dǎo)體在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要應(yīng)用.
2.預(yù)習(xí)超導(dǎo)及其應(yīng)用.
五、板書設(shè)計(jì)
六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)
1.在自動(dòng)恒溫裝置中,某種半導(dǎo)體材料的
8、電阻率與溫度的關(guān)系如下圖所示,已知這種材料具有發(fā)熱和控溫雙重功能,下列說法中正確的是
(1)通電前材料的溫度低于t1,通電后電壓保持不變,它們的功率是
A.先增大后減小 B.先減小后增大
C.達(dá)到某一溫度后功率不變 D.功率一直在變化
(2)若它產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在
A.t1 B.t2
C.t1到t2的某個(gè)溫度上 D.大于t2的某個(gè)溫度上
2.在下圖所示的電路中,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,D為發(fā)光二極管(電流越大,發(fā)出的光越強(qiáng)),且R與D之間的距離不變,下列說法中正確的是
A.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率增大
B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率減小
C.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),L消耗的功率可能不變
D.無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P,L消耗的功率都不變
參考答案:
1.(1)A (2)C
2.A