Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок по физике на тему: "Зависимость сопротивления проводников от температуры. Сверхпроводимость."

Урок по физике на тему: "Зависимость сопротивления проводников от температуры. Сверхпроводимость."


Напоминаем, что в соответствии с профстандартом педагога (утверждён Приказом Минтруда России), если у Вас нет соответствующего преподаваемому предмету образования, то Вам необходимо пройти профессиональную переподготовку по профилю педагогической деятельности. Сделать это Вы можете дистанционно на сайте проекта "Инфоурок" и получить диплом с присвоением квалификации уже через 2 месяца!

Только сейчас действует СКИДКА 50% для всех педагогов на все 184 курса профессиональной переподготовки! Доступна рассрочка с первым взносом всего 10%, при этом цена курса не увеличивается из-за использования рассрочки!

ВЫБРАТЬ КУРС И ПОДАТЬ ЗАЯВКУ
библиотека
материалов


hello_html_m1d7f7356.gifhello_html_m1762022.gifhello_html_m18c14985.gifУрок физики в 8 классе по теме:

«Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость».

Цель урока:

  • Способствовать формированию знаний о линейной зависимости металлического сопротивления проводника от температуры, о физическом смысле температурного коэффициента сопротивления, о зависимости сопротивления электролитов от температуры, практическом применении зависимости металлического сопротивления проводника от температуры, о сверхпроводимости.

  • Способствовать формированию общеучебных умений и навыков: строить монологические ответы, решать задачи, наблюдать, делать выводы, работать с таблицей, обобщать.

  • Способствовать умению выслушивать друг друга, работать самостоятельно, проводить самооценку своих знаний, работать в группах по созданию презентации и умению представить её.


Этап урока 1. Подготовка к восприятию нового материала.

1. Что понимают под сопротивлением проводника? (физ. величина, характеризующая проводник и показывающая, как проводник препятствует направленному движению заряженных частиц т. е. току)

2. От чего зависит сопротивление проводника? (от размеров проводника и от материала из которого он изготовлен).

3. Какая формула отображает эту зависимость? ( R = hello_html_mc897271.gif, где:ρ – удельное l - сопротивление проводника, s – удельное сопротивление проводника).


Этап урока 2. Создание проблемной ситуации

А как вы думаете зависит ли сопротивление металлического проводника от температуры? (обычно мнения ребят разделяются: одни считают- ДА, другие НЕТ)

Записывается тема урока.

Ставятся задачи перед учениками:

  • Выяснить зависит ли сопротивления проводника от температуры.

  • Если зависит, то как?

Давайте обратимся к опыту. Включим в цепь, содержащую батарею аккумуляторов, стальную спираль (см. рис.)следовательно с ней включим лампу, по свечению которой можно судить об изменении силы тока в цепи (вместо лампы можно использовать амперметр демонстрационный).

Нагревая спираль при помощи горелки, видим. Что яркость лампы уменьшилась. Следовательно ток в цепи уменьшился. Значит при нагревании стального проводника сопротивление проводника увеличивается. Заменяя стальную спираль другими металлическими проводниками, можно убедиться в том, что при повышении температуры сопротивление всех металлических проводников растет hello_html_m67e0bade.png

Ожидаемые результаты:

Ученики наблюдают и делают вывод: 1) при нагревании металлического проводника сопротивление его увеличивается.

2)При повышении температуры сопротивление всех металлических проводников растет, но у одних рост сопротивления сильнее, чем у других.


Этап 3 Объяснение учителя, работа с таблицей № 9 «Температурный коэффициент сопротивления металлов и сплавов»

Многочисленные опыты и электронная теория

Проводимости металлов показывает, что каждое вещество можно характеризовать постоянной для него величиной, называемой температурным коэффициентом сопротивления . Этот коэффициент равен относительному изменению удельного сопротивления при его нагревании на 1 К:

= hello_html_m23aca540.gif; где: hello_html_m5fe222f2.gif - удельное сопротивление при температуре hello_html_m1c4907bc.gif= 00С, hello_html_m29eb0601.gif - сопротивление при температуре hello_html_5dd214b1.gif Отсюда зависимость удельного сопротивления металлического проводника от температуры выражается линейной функцией:

ρ = hello_html_m5fe222f2.gif(1+ hello_html_m1c4907bc.gif)

Графически эту зависимость можно представить так:

ρo

0

t0

ρ










Работа с таблицей.

  1. Найдите в таблице вещество с наименьшим температурным коэффициентом сопротивления (константан = 0, 00003,К -1 удельное сопротивление константана велико: ρ = 10-6 Омм), такие сплавы используют для изготовления эталонных сопротивлений и добавочных сопротивлений к измерительным приборам, т. е. в тех случаях, когда требуется , чтобы сопротивление заметно не менялось при колебаниях температуры..

  2. Что показывает это число? (относительное изменение удельного сопротивления проводника при его нагревании на 1 К)

  3. Какое вещество обладает наибольшим температурным коэффициентом сопротивления? (сталь = 0, 006,К -1) Почему я его использовала в опыте самым первым? (он обладает наибольшим коэффициентом сопротивления).

  4. Что показывает это число? (относительное изменение удельного сопротивления проводника при его нагревании на 1 К)

  5. Проанализируйте данные таблицы и предложите вещество для изготовления термометра , какими преимуществами он обладает по сравнению с жидкостным?


Объяснение на основе молекулярного строения вещества зависимости сопротивления проводника от температуры


Этпап 4

Фрагмент презентации учителя (слайд 1)

Термометр сопротивления hello_html_m3a2d6274.png

Основной частью термометра служит платиновая проволока, намотанная на керамический каркас.

Достоинства:

можно пользоваться для измерения очень высоких температур и весьма низких;

высокая точность (измеряют температуру с точностью до тысячных долей градуса)

Ответьте на вопросы hello_html_m70ae3cf3.png

Вольтамперная характеристика вольфрамовой нити лампы накаливания при ее работе.

Почему зависимость I=I(U) не прямо пропорциональная ?

  1. Сопротивление металлического проводника с ростом температуры…

  2. При прохождении тока через сверхпроводник наблюдаются такие действия тока, как…

  3. В сильном магнитном поле сверхпроводящие свойства становятся…

  4. Какой график на рисунке соответствует зависимости сопротивления проводника от температуры?

5. Как изменятся сила тока, сопротивление и концентрация носителей заряда с ростом температуры медного проводника?

Физические величины Изменение

А) сила тока 1) уменьшится

Б) сопротивление 2) увеличится

В) концентрация 3) не изменится

(7-8 мин. Самопроверка, выставление оценки)


Ответы

  1. Увеличивается, 2. Магнитное, 3. Исчезают. 4. 3,

5.

А

Б

В

1

2

3

Реши задачи

  • Каков температурный коэффициент электрического сопротивления материала проводника, если при нагревании от 0°С до 100°С его электрическое сопротивление увеличилось на 0,001?

  • Электрическое сопротивление вольфрамовой нити электрической лампы при 0 °С равно 3,6 Ом. Найдите электрическое сопротивление нити при 2700К.

Этап 5

Как зависит сопротивление проводника при низких температурах?

Презентация «Сверхпроводимость» (подготовил ученик с хорошей успехами в изучении физики)

Слад 1

Сопротивление металлических проводников уменьшается при понижении температуры. Однако до конца XIX в. нельзя было проверить, как зависит сопротивление проводников от температуры в области очень низких температур.

Слайд 2

В начале XX в. голландскому учёному Г. Камерлинг-Оннесу удалось превратить в жидкое состояние гелий (Tкип = 4,2 К). Это дало возможность измерить сопротивление некоторых чистых металлов при их охлаждении до очень низкой температуры.

Слайд 3

В 1911 г. работа Камерлинг–Оннеса завершилась крупнейшим открытием. Исследуя сопротивление ртути при её постоянном охлаждении, он обнаружил, что при температуре 4,12 К сопротивление ртути скачком падало до нуля. Показан график зависимости удельного сопротивления охлаждения ртути в жидком гелии от температуры.

Слайд 4

Металлы, их температура сверхпроводящего перехода,

Tc, К, год опубликования обнаружения

hello_html_m7c41121.png

Слайд 5

  • Оннес не только обнаружил сверхпроводимость ртути, олова и свинца, но и нашел первые сверхпроводящие сплавы — сплавы ртути с золотом и оловом.

  • С тех пор эта работа продолжалась, «на сверхпроводимость» проверялись всё новые соединения и постепенно класс сверхпроводников расширялся.

  • Сверхпроводимость – полная потеря металлом электрического сопротивления при определенной температуре.

Слайд 6

Описаны опыты со свинцовым кольцом

Удивительное свойство сверхпроводимости особенно наглядно было продемонстрировано на заре открытия этого явления в опытах со свинцовым кольцом, находящимся при температуре, близкой к абсолютному нулю.

Если создать в цепи ток, а затем отключить источник питания, то в обычных проводниках он быстро затухает. Ток же, возникающий в сверхпроводнике может сохраняться неограниченно долго благодаря отсутствия сопротивления.

Слайд 7

  • Не все материалы могут стать сверхпроводниками, но их число достаточно велико.

  • Выяснилось, что при протекании сильных токов по чистым металлам вокруг них создаётся сильное магнитное поле и сверхпроводимость у них пропадает.

  • Выход из положения был найден – некоторые сплавы металлов сохраняют сверхпроводимость при протекании по ним сильного тока

Слайд 8

  • Высокотемпературные сверхпроводники могут сделать переворот в энергетике. Сверхпроводящие кабели могут без потерь передавать энергию на большие расстояния. Они могут служить обмотками, создающими сильные магнитные поля.

  • Высокотемпературные сверхпроводники могут служить в качестве накопителей энергии. X:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\Сверхпроводимость\2013-04 (апр)\сканирование0001.jpg

Слайд 9

  • Фотография сверхпроводящего кабеля Пучок тончайших

проволочек из сплава ниобия с оловом и трубочек, по

которым течёт жидкий гелий, запрессован в медную

оболочку.

Слайд 10

  • Сверхпроводники найдут широко применение

в различных отраслях техники: электроэнергетике (сверхпроводящие обмотки и кабели), транспорте (поезд на магнитной подушке) и др.


Подведение итога урока


Дома: п. 40 доклад

Общая информация

Номер материала: ДВ-421674


Очень низкие цены на курсы переподготовки от Московского учебного центра для педагогов

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 60% скидки (только до конца зимы) при обучении на курсах профессиональной переподготовки (124 курса на выбор).

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: KURSY.ORG

Похожие материалы

Только до конца зимы! Скидка 60% для педагогов на ДИПЛОМЫ от Столичного учебного центра!

Курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации от 1 400 руб.
Для выбора курса воспользуйтесь удобным поиском на сайте KURSY.ORG


Вы получите официальный Диплом или Удостоверение установленного образца в соответствии с требованиями государства (образовательная Лицензия № 038767 выдана ООО "Столичный учебный центр" Департаментом образования города МОСКВЫ).

Московские документы для аттестации: KURSY.ORG


Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс «Инспектор по кадрам»
Курс повышения квалификации «Экономика и право: налоги и налогообложение»
Курс профессиональной переподготовки «Организация логистической деятельности на транспорте»
Курс повышения квалификации «Введение в сетевые технологии»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС педагогических направлений подготовки»
Курс профессиональной переподготовки «Логистика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Разработка бизнес-плана и анализ инвестиционных проектов»
Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинга в туризме»
Курс повышения квалификации «Страхование и актуарные расчеты»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс профессиональной переподготовки «Управление ресурсами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Основы организации рекреационной деятельности и лечебного туризма»
Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности секретаря руководителя со знанием английского языка»