2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十四章 恒定電流 三、半導體及其應用(第一課時)

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1、2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十四章 恒定電流 三、半導體及其應用(第一課時) ●本節(jié)教材分析 本節(jié)在學生學習電阻定律、電阻率的基礎上，介紹了半導體的特性和應用.半導體的導電性能介于導體和絕緣體之間，其導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體的導電性能發(fā)生顯著變化，因此半導體是電子元件、集成電路和微電子技術(shù)發(fā)展的基礎. ●教學目標 一、知識目標 1.理解導體、絕緣體和半導體的概念，并能從電阻率的角度區(qū)分它們. 2.了解半導體的熱敏特性、光敏特性和摻雜特性. 3.了解半導體的廣泛應用. 二、能力目標 1.通過演示實驗，培養(yǎng)學生的觀察實驗能

2、力和分析概括能力. 2.培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力. 三、德育目標 1.通過介紹半導體的應用，培養(yǎng)學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)學生通過多種途徑獲取新知識的能力. ●教學重點 半導體的熱敏特性、光敏特性及摻雜特性. ●教學難點 利用演示實驗抽象概括出半導體的熱敏、光敏和摻雜特性是本節(jié)教學的難點. ●教學方法 實驗法、閱讀法、分析法. ●教學用具 演示歐姆表、熱敏電阻、溫度計、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學生電源、導線、開關(guān)、滑動變阻器、錄像帶. ●課時安排 1課時 ●教學過程 一、引入新課 ［師］上節(jié)課我們學習了電阻定律和

3、電阻率，請同學們思考：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電性能的物理量，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大. ［師］請同學們回憶初中學過的導體、絕緣體的概念. ［生］容易導電的物體稱為導體；不容易導電的物體稱為絕緣體. ［師］有一種物體，其導電能力介于導體和絕緣體之間，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］半導體. ［師］這節(jié)課我們學習半導體及其應用. 二、新課教學 ［師］下面讓我們從電阻率的觀點認識導體、絕緣體和半導體.投影以下內(nèi)容： 金屬導體的電阻率約為10－8 Ω·m~10－6 Ω·m；

4、 絕緣體的電阻率約為108 Ω·m~1018 Ω·m； 半導體的電阻率約為10－5 Ω·m~106 Ω·m. ［師］從導體、絕緣體、半導體的電阻率你發(fā)現(xiàn)了什么？ ［生］導體的電阻率一般很小，絕緣體的電阻率一般很大，半導體的電阻率介于導體和絕緣體之間. ［師］回答得很好.請同學們列舉幾種常見的半導體材料. ［生］鍺、硅、砷化鎵、銻化銦等都是半導體材料. 2.半導體的應用 ［師］半導體材料的導電性能受外界條件的影響很大，除了溫度外，用光照射半導體，在半導體中摻入微量的其他物質(zhì)，都可能使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化.半導體的這一特性是導體和絕緣體所沒有的，在現(xiàn)代技術(shù)中有重要的應用.請

5、同學們觀察下面的演示實驗. ［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的燒杯中，記下溫度計的示數(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)實驗結(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，測量這種電信號，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)實驗結(jié)論：光敏電阻在光照加強的條件下，其阻值逐漸_______. ［生］光敏電阻在光照加強的條件下，其阻值逐漸減小. ［師］光敏電阻可以起到開關(guān)的作用，在需要對光照有靈敏反應的自動控制設備中有廣泛應用. ［師］介紹半導體的摻雜特性. 在純凈的半導體中摻入微量的雜質(zhì)，會使半導體的導電性能大大增強，這種特性叫半導體的摻雜特性. 請同學們閱讀教材內(nèi)容，了解半導體摻雜特性在實際生產(chǎn)生活當中的應用. ［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），請學生了解半導體在現(xiàn)代科學技術(shù)中的重要作用 . 三、小結(jié) 本節(jié)課主要學習了以下幾個問題： 1.導體、絕緣體、半導體的概念，并能從電阻率的觀點認識這三種材料. 2.半導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而減小. 5.有的半導體中摻入微量的雜質(zhì)，會使半導體的導電性能大大增強. 四、作業(yè) 1.查閱資料或訪問網(wǎng)站，了解半導體在現(xiàn)代科學技術(shù)中的重要應用. 2.預習超導及其應用. 五、板書設計 六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計 1.在自動恒溫裝置中，某種半導體材料的

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，溫度保持在 A.t1 B.t2 C.t1到t2的某個溫度上 D.大于t2的某個溫度上 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），且R與D之間的距離不變，下列說法中正確的是 A.當滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率增大 B.當滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率減小 C.當滑動觸頭P向右移動時，L消耗的功率可能不變 D.無論怎樣移動滑動觸頭P，L消耗的功率都不變 參考答案： 1.(1）A （2）C 2.A