План урока на тему "Удельное сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость"

Класс: 8 «В» Урок №38

Тема: «Удельное сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость»

Цель урока:

Образовательная: установить зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен.

Развивающая: развивать навыки практической работы, интерес к предмету путём выполнения разных заданий.

Воспитательная: воспитание чувства товарищеской взаимовыручки, взаимопонимание, чувство ответственности, этики работы в парах.

Тип урока: изучение нового материала.

Ресурсы: компьютер, мультимедийный проектор, интерактивная доска, презентация, видеоролики.

План урока:

І. Организационный момент (1 мин)

ІІ. Изучение нового материала (15 мин)

ІІІ. Закрепление нового материала (12 мин)

ІV. Решение задач (10 мин)

V. Домашнее задание (1 мин)

VІ. Подведение итогов урока (1 мин)

Ход урока

І. Организационный момент: объявление темы и цели сегодняшнего занятия.

II. Изучение нового материала.

На предыдущем уроке мы выяснили, что сопротивления проводника зависит от тока, которая проходит при напряжении на его концах.

Разные проводники обладают различным сопротивлением из–за разной длины и площади поперечного сечения.

Значит можно предположить, что сопротивление проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения, и от вещества, из которого он изготовлен.

Проведем опыт: Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение – вольтметром. Зная эти параметры и используя закон Ома можно определить сопротивление каждого из проводников. В цепь источника тока по очереди включают различные проводники:

- никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины;

- никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения);

- никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины.

Выводы:

1. Из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление;

2. Из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока с меньшим поперечным сечением;

3. Никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.

Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом.

Он установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от его вещества проводника.

Как учесть зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник?

Для этого вычисляют так называемое удельное сопротивление вещества.

Удельное сопротивление – это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м².

• - удельное сопротивление проводника,

• S - площадь поперечного сечения проводника,

• l - длина проводника.

Единица удельного сопротивления в системе СИ является 1 Ом·м, или  

Значения удельного сопротивления проводника приведены в таблице 8 (стр. 140).

Удельное сопротивление веществ, Ом·м (t = 20°C)

Алюминий

2,7·10^-8

Нихром

1,05·10^-6

Вольфрам

5,3·10^-8

Олово

1,13·10^-7

Железо

9,9·10^-8

Платина

1,05·10^-7

Золото

2,2·10^-8

Реотан

4,5·10^-7

Константан

4,7·10^-7

Ртуть

9,54·10^-7

Медь

1,68·10^-8

Свинец

2,07·10^-7

Никелин

4,2·10^-7

Серебро

1,58·10^-8

Никель

7,3·10^-8

Манганин

3,9·10^-7

Опытным путем было установлено, что у металлов удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивление обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь – лучшие проводники электричества. При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.

Во многих случаях бывают нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов – веществ с большим удельным сопротивлением.

Например, как видно из таблицы 8, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в 40 раз больше, чем алюминий.

Зависимость сопротивления проводника от температуры определяется следующим образом:

R=R₀(1+αt),

где R – сопротивление проводника при t °C, R₀ – сопротивление проводника при 0 °C, t – температура, α – температурный коэффициент сопротивления.

Явление резкого уменьшения сопротивления чистых металлов и ряда сплавов почти до нулевого значения при температурах, близких к абсолютному нулю называется сверхпроводимостью. Это явление впервые обнаружил в 1911 г. нидерландский физик Х. Камерлинг-Оннес.

ІІІ. Закрепление нового материала

Учащимся задаются вопросы по пройденному материалу.

Учитель: Что называют сопротивлением?

Ученик: Сопротивление – это величина, характеризующая свойство проводника оказывать противодействие току, проходящему по цепи.

Учитель: Назовите единицу измерения сопротивления.

Ученик: Единица измерения сопротивления 1 Ом.

Учитель: Для изменения сопротивления в цепи применяют?

Ученик: Реостаты.

Учитель: Сопротивление проводника зависит от…

Ученик: от длины, площади поперечного сечения и материала проводника.

Учитель: Что такое удельное сопротивление?

Ученик: Удельное сопротивление – это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м².

Учитель: Каким образом определяется зависимость сопротивления проводника от температуры?

Ученик: R=R₀(1+αt)

Учитель: Что такое явление сверхпроводимости?

Ученик: Явление резкого уменьшения сопротивления чистых металлов и ряда сплавов почти до нулевого значения при температурах, близких к абсолютному нулю называется сверхпроводимостью.

Учитель: Кто впервые обнаружил явление сверхпроводимости?

Ученик: Это явление впервые обнаружил нидерландский физик Х. Камерлинг-Оннес.

Сейчас я покажу как решаются задачи на удельное сопротивление.

Условие задачи такого: Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100 м, площадью поперечного сечения 0,5 мм², если к концам провода приложено напряжение 6,8 B.

Дано: Решение:

l=100м

S=0,5мм² = 0,5·10^-6 м²

U=6,8В

Найти:

I-?

Ответ: Сила тока равна 2 А.

ІV. Решение задач

Открываем стр.141, упражнение 19.

1. Определите сопротивление нагревательного элемента электрической печи выполненного из константановой проволоки с площадью поперечного сечения 1 мм² и длиной 24,2 м.

Дано: Решение:

ρ=4,7·10^-7 Ом·м

S=1мм² = 10^-6 м²

l=24,2 м

Найти:

R-?

Ответ: Сопротивление равна 11,37 Ом.

2. Определите удельное сопротивление провода, подводящего ток в забой скважины на глубину 1800 м, если площадь его поперечного сечения 6,2 мм². Общее сопротивление провода 4,7 Ом.

Дано: Решение:

l=1800 м

S=6,2мм² =6,2·10^-6 м²

R=4,7 Ом

Найти:

ρ -?

Ответ: Удельное сопротивление провода равна 1,68·10^-8 Ом·м

V. Домашнее задание

Запишем домашнее задание: § 39, 40 и упражнение 19.

VІ. Подведение итогов урока, выставление оценок учащимся.

Литература:

Физика и астрономия: Учебник для 8 классов общеобразовательных школ /Б.М. Дуйсембаев, Г.З. Байжасарова, А.А. Медетбекова. – Алматы: Издательство «Мектеп», 2004 – 256 с.: ил.