Инфоурок Физика КонспектыУрок физики по теме "Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость" для учащихся 10 класса

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

Скачать материал

Урок 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 = ,   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

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 𝛂 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 𝛂. Этот коэффициент равен относительному изменению удельного сопротивления при его нагревании на 1 К:

𝛂 = ; где:  - удельное сопротивление при температуре = 00С,  - сопротивление при температуре  Отсюда зависимость удельного сопротивления металлического проводника от температуры выражается линейной функцией:

ρ = (1+ 𝛂)

Графически эту зависимость можно представить так:

 

 

 

 

 


Работа с таблицей.

1.      Найдите в таблице вещество с наименьшим температурным коэффициентом сопротивления (константан 𝛂 = 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 𝛂 = 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     

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

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

      

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.

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

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал "Урок физики по теме "Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость" для учащихся 10 класса"

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 2 месяца

Инструктор по гимнастике

Получите профессию

Методист-разработчик онлайн-курсов

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

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.

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 624 920 материалов в базе

Скачать материал

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 08.02.2015 6674
    • DOCX 367.7 кбайт
    • 62 скачивания
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Аристова Людмила Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    • На сайте: 9 лет и 1 месяц
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 32404
    • Всего материалов: 11

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Технолог-калькулятор общественного питания

Технолог-калькулятор общественного питания

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс профессиональной переподготовки

Педагогическая деятельность по проектированию и реализации образовательного процесса в общеобразовательных организациях (предмет "Физика")

Учитель физики

300 ч. — 1200 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 36 человек из 21 региона

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Учитель физики

300/600 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 548 человек из 71 региона

Курс повышения квалификации

Особенности подготовки к сдаче ЕГЭ по физике в условиях реализации ФГОС СОО

36 ч. — 180 ч.

от 1700 руб. от 850 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 48 человек из 27 регионов

Мини-курс

Расстройства пищевого поведения: обзор и основы психологической работы

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 20 человек из 14 регионов

Мини-курс

Психология аддиктивного поведения

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 33 человека из 20 регионов

Мини-курс

Дизайн интерьера: от спектра услуг до эффективного управления временем

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе