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2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十四章 恒定電流 三、半導(dǎo)體及其應(yīng)用(第一課時) ●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.通過演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察實驗?zāi)芰头治龈爬芰? 2.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力. 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的能力. ●教學(xué)重點 半導(dǎo)體的熱敏特性、光敏特性及摻雜特性. ●教學(xué)難點 利用演示實驗抽象概括出半導(dǎo)體的熱敏、光敏和摻雜特性是本節(jié)教學(xué)的難點. ●教學(xué)方法 實驗法、閱讀法、分析法. ●教學(xué)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(xué)生電源、導(dǎo)線、開關(guān)、滑動變阻器、錄像帶. ●課時安排 1課時 ●教學(xué)過程 一、引入新課 ［師］上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電阻定律和電阻率，請同學(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認(rèn)識導(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 Ωm~10－6 Ωm； 絕緣體的電阻率約為108 Ωm~1018 Ωm； 半導(dǎo)體的電阻率約為10－5 Ωm~106 Ωm. ［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.請同學(xué)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“R100”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“R1 k”檔. (2)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(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，在需要對光照有靈敏反應(yīng)的自動控制設(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. 請同學(xué)們閱讀教材內(nèi)容，了解半導(dǎo)體摻雜特性在實際生產(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、晶體三極管. ［師］放錄像（集成電路、超大規(guī)模集成電路），請學(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認(rèn)識這三種材料. 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 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計 1.在自動恒溫裝置中，某種半導(dǎo)體材料的電阻率與溫度的關(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，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(qiáng)），且R與D之間的距離不變，下列說法中正確的是 A.當(dāng)滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率增大 B.當(dāng)滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率減小 C.當(dāng)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