Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок физики по теме "Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость" для учащихся 10 класса
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Педагогическая деятельность в соответствии с новым ФГОС требует от учителя наличия системы специальных знаний в области анатомии, физиологии, специальной психологии, дефектологии и социальной работы.

Только сейчас Вы можете пройти дистанционное обучение прямо на сайте "Инфоурок" со скидкой 40% по курсу повышения квалификации "Организация работы с обучающимися с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ) в соответствии с ФГОС" (72 часа). По окончании курса Вы получите печатное удостоверение о повышении квалификации установленного образца (доставка удостоверения бесплатна).

Автор курса: Логинова Наталья Геннадьевна, кандидат педагогических наук, учитель высшей категории. Начало обучения новой группы: 27 сентября.

Подать заявку на этот курс    Смотреть список всех 224 курсов со скидкой 40%

Урок физики по теме "Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость" для учащихся 10 класса

библиотека
материалов

Аристова Людмила Александровна

Учитель высшей квалификационной категории

МКОУ СОШ № 9 г. Аша Челябинской области


hello_html_m1d7f7356.gifhello_html_m1762022.gifhello_html_m18c14985.gifУрок физики в 10 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_423b2158.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»

Рымкевич А.П.

Физика. Задачник. 10-11 кл. : Пособие для общеообразоват. учеб. учреждений -7 е изд., стериотип. –М.: Дрофа, 2010. – 192с.

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_14815b50.gif; где: hello_html_56d5b482.gif - удельное сопротивление при температуре hello_html_m1c4907bc.gif= 00С, hello_html_m69ce3984.gif - сопротивление при температуре hello_html_5dd214b1.gif Отсюда зависимость удельного сопротивления металлического проводника от температуры выражается линейной функцией:

ρ = hello_html_56d5b482.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: §111,112; Р- № 865, 869, 870



Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

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

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Краткое описание документа:

Цель представленного 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.

Общая информация

Номер материала: 373703

Похожие материалы

2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации. Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии.

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

Конкурс "Законы экологии"