探究——不同物质的导电性能

教学目标

一、知识与技能

1. 了解我们周围的物质哪些属于导体，哪些属于绝缘体。

2. 了解导体和绝缘体是相对而言的，在一定条件下它们可以相互转化。

3. 知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，掌握电阻的单位及其换算。

二、过程与方法

1. 通过实验探究的方法，知道哪些物质属于导体，哪些物质属于绝缘体。

2. 通过探究的方法感知导体和绝缘体可以相互转化的条件。

三、情感、态度与价值观

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： 辨别导体和绝缘体，电阻的概念

难点： 导体和绝缘体的区别

教学准备：

干电池二节或学生电源，小灯泡、开关各一个，金属夹两个，导体、导线几根，废灯泡芯 1 个，酒精灯 1 盏。

教学过程：

一、引人新课

复习提问 1. 电流是怎么形成的？ 2. 电流方向是怎样规定的？ 3. 维持电路中持续电流的条件是什么？电路中是否有了电源，在合上开关后，电路中就一定有电流呢？

实验：按照本节教材上的图连接电路。合上开关，在两金属夹 A 和 B 之间依次连入生活中常见的导体（如：铜丝、铝丝、铁丝、碳棒、酸、碱、盐的水溶液等）和绝缘体（如：橡胶、塑料、玻璃、松香、胶木、煤油、纯水等），观察小灯泡的发光情况。

或播放视频：导体绝缘体

由实验结果可知，接入铜丝、铝丝等物质，小灯泡发光，说明电荷能够通过这些物质，它们能够导电；接入橡胶、塑料等物质小灯泡不发光，说明电荷不能通过这些物质，它们不导电。

二、新课学习

（一）导体和绝缘体

1. 导体

能够导电的物体叫导体。如金属、大地、石墨以及酸、碱、盐的水溶液都是导体。当电路中有了电源，还必须用导体（导线）把电源和小灯泡连接起来，合上开关后，电路中才会有电流通过，小灯泡才能发光。

2. 绝缘体

不容易导电的物体叫绝缘体，如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等都是绝缘体。

观察：一段导线， 看看电 线心是用什么材料做的？电线的外皮又是用什么材料做的？说一说这样做的道理。

电流再金属中传导，而它外面的塑料或橡胶不导电，这样比较安全，在我们接触电线的外皮时，不会发生触电事故。

3. 导体和绝缘体的应用

请同学们举出几个日常生活中见过的导体和绝缘体的实例。

4. 导体容易导电的原因

以铝原子为例：

①铝原子核内有 13 个单位的正电荷，核外有 13 个电子按 2n2 排列；最外层轨道有 3 个电子，它们绕核高速运转。

②由于最外层的 3 个电子离核较远，它们很容易因某种原因而脱离原子核的束缚。

③脱离了原子核束缚的电子在原子间做无规则的运动，叫做自由电子。在金属导体中存在着大量的自由电子。

在酸、碱、盐的溶液中也存在着能自由移动的电荷，叫做正、负离子。在绝缘体里，电荷几乎都被束缚在原子的范围内，不能自由移动。由此可知，任何物体里都存在正负电荷，导体容易导电，是因为导体里有大量的自由电荷，绝缘体不容易导电，是绝缘体里几乎没有可以自由移动的电荷。

5. 指导同学看图 -- 各种物体的导电和绝缘能力的顺序排列，了解常见物体的导电能力的大小。

6. 绝缘体在一定的条件下可以转化为导体

实验：找一个废灯泡，取出里面的玻璃心，按课本图连接好。常温下玻璃不导电，小灯泡不发光。用酒精灯给玻璃加热到红 炽 状态，玻璃变成导体，电路接通，小灯泡发光。这个实验表明，导体和绝缘体之间没有严格的界限，在一定的条件下，绝缘体可以转化为导体。

其他的例子：

玻璃在加热的情况下可以变为导体。

木头在潮湿的情况下可以变为导体。

空气在 强电力 的作用下可以变为导体。

水在掺有杂质的情况下可以变为导体。

（二）电阻

演示实验：将导线 AB 代替灯泡连入电路 1 ，闭合开关，读出电流表的示数；再将导线 CD 代替 AB ，接通电路，读出电流表的示数，两次示数不同。

提出问题：上述两次实验，用的都是同样的电源，也就是说电压相同，那么两条导线中的电流大小为什么不同呢？

原来，导体能够通过电流，但同时对电流有阻碍作用。以金属导体为例，金属导体中定向移动的电子跟金属正离子频繁碰撞而形成对电流的阻碍作用，在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小。

在相同的电压下，导线 AB 中通过的电流大，表明 AB 对电流的阻碍作用小，导线 AB 的电阻小；导线 CD 中通过的电流小，表明 CD 对电流的阻碍作用大，导线 CD 的电阻大。不同导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。

电阻用来表示导体对电流阻碍作用的大小，用字母 R 表示。

在国际单位制里，电阻的单位是欧母，简称欧，符号是Ω。单位还有：千欧（ k Ω）、兆欧（ M Ω）等。

1 M Ω =10 ³ k Ω；

1 k Ω =10 ³ Ω。

几种常用的电阻器。

（三）半导体

结合日常生活，介绍半导体的相关知识。

四、小结

不同物质的导电能力是不同的，导体和绝缘体不是绝对的，在一定条件下可以相互转化。