第五节 探究——不同物质的导电性能

探究——不同物质的导电性能一、教材分析本节教学内容包括导体和绝缘体的概念，在一定条件下，物质的导电性能会发生改变，以及会用物理知识解决实际问题。

对于导体和绝缘体的认识，从身边的物质开始认识，对于它在一定条件下可以相互转化，也是通过实验探究的方法使学生认识，在探究活动的基础上，增加学生的爱国主义教育，同时，学会应用知识的能力。

1、教学目标：知道我们周围的物质哪些属于导体，哪些属于绝缘体，了解导体和绝缘体是相对而言，它们可以相互转化；懂得应用物理知识于实际中。

2、过程与方法：通过实验探究的方法知道哪些物质是导体，哪些物质是绝缘体，感知导体和绝缘体的相互转化的条件。

3、情感、态度、价值观：通过用实验探究的方法了解导体、绝缘体的概念以及它们在一定条件下可以相互转化，使学生学会研究问题的方法，激发学习的兴趣。

【重点】探究导体、绝缘体概念。

【难点】探究导体、绝缘体在一定条件下可以相互转化。

二、教法分析教育界普遍认为：“教学有法，教无定法”根据学科特点根据教学任务和学生的年龄特点选用，所以恰当的运用物理教学方法是课程实施的关键之一。

①讲授法：通过语言向学生传递信息。

②讨论法：指导学生对某些问题进行讨论，活跃学生的思想。

③探究法：科学探究，培养探究能力。

科学探究旨在从学生被动接受知识向主动获取知识转化和取于创新的探索精神。

采用学生分组，自主探究。

启发引导，引发学生的共鸣，激发他们的兴趣，探究现象后的本质，增强对探究过程的熟悉和提高探究的能力。

分析得出结论的教学方式。

④直观法：通过演示实验为学生提供物理概念和规律，所必须的感性材料。

三、学法分析①科学探究，培养探究能力。

科学探究旨在学生从被动接受知识向主动获取知识转化。

②产生联想，培养思维能力。

使学生会从特殊到一般，从具体到抽象，使抽象的概念变具体。

③控制变量，培养严密的思维和逻辑。

让学生学会研究几个物理量之间的关系时，可先使其他物理量保持不变，研究其余两个物理量的关系，再用同样的方法研究其它物理之间的关系。

《不同物质的导电性能》导电实验，科学启蒙在我们的日常生活中，电无处不在，从照亮房间的灯光到驱动各种电器设备的运行，电的作用至关重要。

但你是否想过，为什么有些物质能够导电，而有些物质却不能呢？这就涉及到不同物质的导电性能。

今天，让我们一起通过一个简单的导电实验，来探索这个神奇的科学世界，开启科学启蒙之旅。

首先，我们来了解一下什么是导电。

简单来说，导电就是指物质允许电流通过的能力。

而物质的导电性能取决于其内部的原子结构和电子运动方式。

在常见的物质中，金属通常是良好的导电体。

这是因为金属原子的外层电子比较容易脱离原子的束缚，形成自由电子。

这些自由电子在金属内部能够自由移动，当在金属两端加上电压时，它们就会在电场的作用下定向移动，从而形成电流。

例如，铜、铝、银等金属都是优秀的导电材料，被广泛应用于电线、电缆等领域。

与金属相反，许多非金属物质一般是不导电的，或者说它们的导电性能很差。

比如塑料、橡胶、玻璃等。

这些物质的原子结构中，外层电子被紧紧束缚在原子周围，很难自由移动，因此电流很难通过。

为了更直观地感受不同物质的导电性能，我们来进行一个简单的导电实验。

实验所需的材料有：电池盒、电池、小灯泡、导线若干、金属片（如铜片、铝片）、非金属片（如塑料片、橡胶片）、铅笔芯、食盐水、陶瓷片等。

实验步骤如下：第一步，将电池安装在电池盒中，然后用导线将电池盒的正负极与小灯泡连接起来，形成一个简单的电路。

此时，小灯泡应该是不亮的。

第二步，将一块金属片（如铜片）连接在电路中，观察小灯泡的变化。

你会发现，小灯泡瞬间亮了起来，这说明铜片能够导电，电流可以顺利通过。

第三步，将铜片换成塑料片，再次观察小灯泡。

这次，小灯泡依然不亮，这表明塑料片不能导电。

第四步，用铅笔芯代替塑料片进行实验。

你会惊喜地发现，小灯泡亮了，虽然亮度可能不如用金属片时那么强，但这足以证明铅笔芯是能够导电的。

第五步，将陶瓷片接入电路，小灯泡不亮，说明陶瓷片不导电。

课题11.5 探究——不同物质的导电性能课时一课时教学目的：1、知识与技能（1）建立导体和绝缘体的概念，能够区分常见的导体和绝缘体；（2）理解电阻的相关概念2、过程与方法（1）通过实验探究，进行探索式学习；（2）通过在科学探究中经历与科学家进行科学探究的相似过程，学会科学探究的方法，培养初步的科学探究的能力。

3、情感、态度价值观（1）通过学生的科学探究活动，形成尊重事实、探究真理的科学态度；（2）在学习知识与技能的同时，体验科学探究的乐趣和方法，领悟科学的思想和精神；（3）通过实验探索，激发学生努力学习的积极性和勇于为科学献身的热情。

二、教具电路示教板、直尺、橡皮、硬币等三、教法设计探究法、实验法、观察法四、重点及难点重点：导体和绝缘体的相关概念难点：导体和绝缘体的相关概念五、教学过程（一）引入复习以前关于电流、电压的知识，引入本节内容。

（二）提出问题导线的线芯为什么用铜、铝制成，而外皮却用塑料或橡胶制成？金属和塑料、橡胶有什么不同？（三）演示实验将硬币、钢直尺、塑料直尺、铅笔芯等接入电路，观察小灯泡亮度的变化。

再将食盐的水溶液接入电路，观察小灯泡是否发光。

（四）结论从上面的实验看出，有些物质容易导电，我们叫它导体；而有些物质却不容易导电，我们叫它绝缘体。

常见的导体有：所有金属、酸碱盐的水溶液、人体、大地常见的绝缘体有：陶瓷、玻璃、橡胶、塑料、干燥的泥土和沙石。

纯净的水也是良好的绝缘体。

良好的导体和绝缘体都是重要的电工材料，在实际生活中有很重要的作用。

（五）导体和绝缘体导电与不容易导电的原因在导体中存在大量的可以自由移动的电荷，金属导体中可以自由移动的电荷时自由电子，酸碱盐的水溶液中可以自由移动的电荷是正负离子。

在绝缘体中，电荷几乎全部被束缚在原子的范围内而不能自由移动，可以自由移动的电荷很少，因此不容易导电。

（六）导体和绝缘体不是绝对的导体在条件变化是可以变成绝缘体，而绝缘体也可以变成导体。

例如：干木材是绝缘体，潮湿的木材却是导体。

《不同物质的导电性能》导电实验，见证奇迹在我们的日常生活中，电无处不在。

从点亮的灯泡到运行的电器，电的传输和利用都离不开物质的导电性能。

你是否曾经好奇过，为什么有些物质能让电流顺畅通过，而有些物质却几乎完全阻挡电流的流动呢？今天，让我们通过一系列的导电实验，来一探究竟，见证这神奇的现象。

首先，我们需要了解什么是导电性能。

简单来说，导电性能就是物质传导电流的能力。

电流的本质是电荷的定向移动，而物质能够导电，是因为其中存在能够自由移动的电荷。

这些电荷可以是电子、离子等。

为了进行实验，我们准备了各种各样的材料，包括金属（如铜、铁、铝）、非金属（如塑料、橡胶、玻璃）、溶液（如食盐水、糖水）等等。

我们先来看金属。

将一段铜线接入电路，灯泡瞬间亮起，这表明铜具有良好的导电性能。

同样，铁和铝线也能让灯泡发光，只是亮度可能会有所不同。

这是因为金属原子的结构特点，它们的外层电子比较容易脱离原子的束缚，成为自由电子。

这些自由电子在电场的作用下能够定向移动，形成电流。

接下来是塑料、橡胶和玻璃。

当我们把这些材料接入电路时，灯泡始终不亮。

这是因为这些物质中的原子之间通过共价键紧密结合，电子被牢牢束缚在原子周围，几乎没有自由电子存在，所以电流无法通过。

再看看溶液的情况。

将食盐水倒入容器中，接入电路，灯泡亮了；而换成糖水，灯泡却不亮。

这是为什么呢？食盐水是氯化钠的水溶液，在水中会电离出钠离子和氯离子，这些离子能够自由移动，从而导电。

而糖在水中不会电离出自由移动的离子，所以糖水不能导电。

除了以上常见的物质，还有一些特殊的材料，比如半导体。

半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。

常见的半导体材料有硅和锗。

在一定条件下，半导体可以通过掺杂等方法来改变其导电性能，这使得半导体在电子技术领域有着广泛的应用，比如制造芯片。

通过这些实验，我们可以总结出不同物质导电性能的差异主要取决于其内部自由电荷的数量和移动的难易程度。

金属通常具有大量的自由电子，因此是良好的导体；而非金属一般自由电荷极少，所以是绝缘体；溶液的导电性能则取决于其中是否存在自由移动的离子。

《不同物质的导电性能》导电实验，探索奥秘在我们的日常生活中，电无处不在。

从照亮房间的灯光，到让我们随时与世界保持联系的手机，电的应用极其广泛。

然而，你是否想过，为什么有些物质能够导电，而有些物质却不能呢？为了探寻这个奥秘，让我们一起走进“不同物质的导电性能”导电实验。

首先，我们来了解一下什么是导电。

简单来说，导电就是指电流能够通过物质的特性。

而物质的导电性能主要取决于其内部的原子结构和化学键。

在众多物质中，金属是我们最为熟悉的良导体。

比如铜、铝、银等。

我们以铜为例，铜原子的最外层电子比较容易脱离原子核的束缚，成为自由电子。

这些自由电子在电场的作用下能够自由移动，从而形成电流，使得铜具有良好的导电性能。

这也是为什么我们在电线中常常使用铜作为导体材料。

与金属相反，很多非金属物质通常是不良导体，甚至是绝缘体。

比如塑料、橡胶、玻璃等。

以塑料为例，其原子之间主要通过共价键结合，电子被紧紧束缚在原子周围，难以自由移动，因此电流很难通过，塑料也就表现出了绝缘的特性。

为了更直观地感受不同物质的导电性能，我们来进行一个简单的实验。

实验材料准备：电池盒、电池、小灯泡、导线若干、金属片（铜、铝）、非金属片（塑料、橡胶）、石墨棒、盐水、纯净水。

实验步骤：1、首先，将电池安装在电池盒中，用导线将电池盒的正负极与小灯泡连接起来，组成一个简单的电路。

2、然后，分别将铜片和铝片接入电路中，观察小灯泡的发光情况。

可以发现，小灯泡都能正常发光，这表明铜和铝都具有良好的导电性能。

3、接下来，将塑料片和橡胶片接入电路。

此时，小灯泡不发光，说明塑料和橡胶几乎不能导电，是绝缘体。

4、再将石墨棒接入电路，小灯泡发光，这说明石墨具有一定的导电性能。

虽然石墨不是金属，但它的结构中存在可以自由移动的电子，所以能够导电。

5、最后，准备两个杯子，一个杯子中倒入盐水，另一个杯子中倒入纯净水。

将导线分别插入两个杯子中，观察小灯泡的发光情况。

会发现插入盐水的杯子中小灯泡发光，而插入纯净水的杯子中小灯泡不发光。

不同物质的导电性能》导电性能科学探索无限《不同物质的导电性能》在我们的日常生活中，电无处不在，从照明的电灯到驱动各种电器设备的电源，电的传输和应用都离不开物质的导电性能。

那么，究竟什么决定了物质的导电能力呢？这背后隐藏着一系列有趣而又复杂的科学原理。

要理解物质的导电性能，首先我们得明白电流的本质。

电流，简单来说，就是电荷的定向移动。

而物质能够导电，就是因为其中存在可以自由移动的电荷。

金属是我们常见的良导体。

以铜为例，铜原子的结构使得其最外层电子相对较为自由，能够在金属晶体中自由移动，形成电流。

这就好像在一个繁忙的城市中，人们可以自由地穿梭于大街小巷，从而形成了人流的涌动。

当我们在电路中接入铜导线时，这些自由电子就能在电场的作用下定向移动，实现电能的传输。

与金属形成鲜明对比的是，许多非金属物质通常是不良导体，甚至是绝缘体。

比如塑料、橡胶等。

这些物质的原子结构使得它们的电子被紧紧束缚在原子内部，难以自由移动。

就好比把人关在一个个封闭的房间里，无法自由走动，自然也就无法形成人流。

这使得电流难以通过，从而表现出很高的电阻。

半导体则处于导体和绝缘体之间，具有独特的导电性能。

常见的半导体材料如硅和锗。

在纯净的半导体中，导电能力较弱，但通过掺入特定的杂质元素，可以显著改变其导电性能。

这就像是对一个原本不太活跃的社区进行了有针对性的改造，从而使其活跃度发生了变化。

半导体的这种特性使其在现代电子技术中发挥了至关重要的作用，从计算机芯片到各种电子器件，都离不开半导体的应用。

除了物质的种类，温度也会对导电性能产生影响。

对于大多数金属来说，温度升高，电阻增大，导电性能变差。

这是因为温度升高会导致金属原子的热运动加剧，对自由电子的定向移动产生阻碍。

然而，对于某些材料，如碳，在一定的温度范围内，其电阻随着温度的升高而降低，表现出与金属不同的导电特性。

物质的晶体结构同样会影响导电性能。

具有良好晶体结构的物质通常比晶体结构存在缺陷的物质具有更好的导电性能。

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从照明的灯泡到驱动各种电器的电源，电的传输和应用都离不开物质的导电性能。

那么，不同的物质在导电方面究竟有何差异呢？为了一探究竟，让我们通过一系列的动手实践来测试不同物质的导电性能。

首先，我们需要准备一些实验器材。

常见的有电池盒、电池、小灯泡、导线、开关，以及各种待测试的物质，如金属丝（铜丝、铁丝等）、铅笔芯、塑料棒、玻璃棒、盐水、糖水等。

我们先来测试金属丝的导电性能。

将电池放入电池盒，连接好导线和开关，然后把一端导线连接电池的正极，另一端连接小灯泡的一个连接点。

再用另一条导线一端连接电池的负极，另一端连接一根铜丝。

最后，将铜丝的另一端与小灯泡的另一个连接点接触。

当我们闭合开关时，小灯泡瞬间亮了起来。

这表明铜丝具有良好的导电性能，能够让电流顺利通过。

接着，我们换成铁丝进行同样的操作，小灯泡依然能够发光，只是亮度可能会有所不同。

这说明铁丝也能导电，但它的电阻可能比铜丝大一些。

接下来测试铅笔芯。

铅笔芯主要成分是石墨，它并不是金属，那它能导电吗？按照之前的连接方式，当铅笔芯接入电路时，我们惊喜地发现小灯泡也亮了，只是亮度相对较弱。

这说明铅笔芯具有一定的导电能力，虽然不如金属丝那么强，但也能让电流通过。

然后是塑料棒和玻璃棒。

当我们把塑料棒接入电路，无论怎么操作，小灯泡都不亮。

同样，玻璃棒也无法让小灯泡发光。

这是因为塑料和玻璃通常被认为是绝缘体，它们几乎不允许电流通过。

再试试盐水和糖水。

将两根导线分别插入盐水中，闭合开关，小灯泡亮了。

而把导线插入糖水中时，小灯泡却不亮。

这是因为盐在水中溶解后会形成自由移动的离子，能够导电；而糖在水中溶解后，不能形成自由移动的带电粒子，所以不导电。

通过这些简单的实验，我们可以初步得出结论：金属通常具有良好的导电性能，如铜、铁等；而像石墨这样的非金属物质，也有一定的导电性；绝缘体如塑料、玻璃等则几乎不导电；溶液的导电性能则取决于溶质在水中是否能电离出自由移动的带电粒子。

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从点亮的灯泡到运行的电脑，从飞驰的电车到便捷的手机，电的应用已经深入到了我们生活的方方面面。

而要实现电的传输和利用，就离不开物质的导电性能。

那么，究竟什么是物质的导电性能呢？不同的物质又有着怎样不同的导电特性呢？让我们一起开启这场关于导电性能的探索科学之旅。

首先，我们需要了解一下什么是导电。

简单来说，导电就是指电流能够在物质中通过。

而物质能够导电的关键在于其内部存在能够自由移动的电荷。

金属是我们最为熟悉的一类良好导体。

以铜为例，铜原子的结构使得其最外层电子相对较为自由，在电场的作用下能够轻易地移动，形成电流。

这也是为什么我们的电线大多是由铜制成的。

不仅是铜，像银、铝等金属也都具有良好的导电性能。

银的导电性能甚至比铜还要好，但由于其价格昂贵，所以在一般的应用中不太常见。

与金属形成鲜明对比的是非金属。

大多数非金属物质，如塑料、橡胶、玻璃等，都是良好的绝缘体，它们内部几乎没有能够自由移动的电荷，电流很难通过。

这使得它们在电器设备中常被用作绝缘材料，以防止电流泄漏造成危险。

然而，在导体和绝缘体之间，还存在着一类被称为半导体的物质。

半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，其特性会随着温度、光照、掺入杂质等因素的变化而发生显著改变。

常见的半导体材料有硅、锗等。

正是由于半导体这种独特的性质，才使得现代电子技术得以飞速发展。

例如，我们熟知的集成电路芯片，就是基于半导体技术制造的。

在研究物质的导电性能时，我们还需要关注一个重要的概念——电阻。

电阻是衡量物质对电流阻碍作用的物理量。

不同的物质具有不同的电阻值。

电阻的大小与物质的材料、长度、横截面积以及温度等因素都有关系。

对于同一种材料的导体，其长度越长，电阻越大；横截面积越大，电阻越小。

这就好比在一条道路上，道路越长，行走起来越困难；道路越宽，通行就越顺畅。