10 кл Явление сверхпроводимости

Раздел долгосрочного плана:

Школа:

Дата:

ФИО учителя: 

Класс:10

Количество

присутствующих:

Количество

отсутствующих:

Тема урока:

Явление сверхпроводимости и его практическое применение.

Цели обучения, которые достигаются на данном  уроке (ссылка на учебную программу)

10.3.3.4 – описывать явление сверхпроводимости и его практическое применение.

Цели урока

Учащиеся будут знать:

-Как зависит сопротивление проводника от температуры?

- Что такое температурный коэффициент сопротивления?

- Что такое явление сверхпроводимости?

- Какая температура называется критической?

- Как применяется явление сверхпроводимости в технике и науке?

Учащиеся будут уметь:

- Определять критическую температуру для металлов по графику и таблице.

- Вычислять сопротивление проводника при различных температурах.

- Находить температурный коэффициент сопротивления.

Критерии успеха

Привитие ценностей

Учащиеся должны продемонстрировать ответственность припроведении экспериментов и должнысотрудничать сдругими группами (сотрудничество).

Творчество икритичность должны быть продемонстрированы учащимся при наблюдении иобработкеданных, полученных при эксперименте.

Учащиеся должны работать в группах по 2-3 идолжныбыть осведомлены одругих, для того чтобы точно провести эксперименти измерениярезультатов.

Обсуждение ихвыводов итеорийдруг с другом иучителембудет развиватьуважениемнения другихи эффективную коммуникацию друг с другом ис взрослыми.

Воспитание информированного и критически мыслящего гражданина, способного осмыслить научные вопросы в контексте социально и личностно значимых задач.

Межпредметные связи

Изучение графиков и работа с ними.

Навыки использования

ИКТ

В ходе проведения данного урока учащиеся улучшат навыки работы поиска информации, при помощи ноутбука.

Предварительные знания

Электрический ток. Сила тока. Электрическое сопротивление. Температура.

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность

на уроке

Ресурсы

Начало урока

(1 урок)

0-5

1. Орг. момент.

2. Опрос домашнего задания в одном из вариантов:

- тест (8 заданий)

- опросный лист

- компьютерный тест

- фронтальный устный опрос

Критерии оценивания:

1. 7-8 правильных ответов – Оценка «Отлично»

2. 5-6 правильных ответов – Оценка «Хорошо»

3. 3-4 правильных ответов – Оценка «Удовлетворительно»

Опросный лист

«Механическая работа. Энергия. Мощность. КПД».

Приложение 1

Середина урока

6-11

12-17

18-25

26-31

32-37

3.Совместно с учащимися определить цели урока/ЦО.

Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала:

а) Актуализация знаний.

Видеофрагмент «Пример  сверхпроводимости ».

Вопросы к классу

1) Сколько тел было использовано в эксперименте?

2) Что это были за тела?

3) Какая жидкость была налита в кювету?

4) Какое явление было продемонстрировано в опыте?

5) Какие силы действуют на металлический цилиндр?

6) Почему металлический цилиндр вращается и переворачивается?

7) Каким образом смогли вытащить кубик из кюветы?

8) Почему металлический цилиндр упал на кубик?

Оценивание по критериям

1) Наиболее полный ответ на заданный вопрос.

Красный стикер.

2) Правильное описание наблюдаемого явления.

Синий стикер.

3) Применение полученных знаний для объяснения явления.

Зеленыйстикер.

б) Объяснение новой темы.

А) Зависимость сопротивления металлов от температуры.

При изучении физики в 8 классе вы узнали, что сопротивление металлических проводников зависит от рода вещества (удельного сопротивления r) и его геометрических размеров (длины lи площади поперечного сечения s):

Вопрос к классу

Как вы думаете, зависит ли сопротивление от температуры проводника?

Вывод очевиден:при увеличении температуры сопротивление металлов увеличивается.

Удельное сопротивление вещества металлического проводника зависит от концентрациисвободных носителей заряда и числа их столкновений с ионами кристаллическойрешётки, совершающими колебательные движения около положений устойчивого равновесия.

Б) Температурный коэффициент сопротивления.

При описании температурной зависимости удельного сопротивления проводника вводят температурный коэффициент сопротивления, численно равный относительному приращению удельного сопротивления вещества проводника при приращении его температуры на 1 К:

В) Практическое применение сопротивления металлов от температуры.

Зависимость сопротивления металлов от температуры используют в специальных приборах- термометрах сопротивления.

Г) Явление сверхпроводимости.

При очень низких температурах сопротивление некоторых металлических проводниковрезко (скачком) уменьшается до нуля.

Впервые это обнаружил в 1911 г. голландский физик Г. Камерлинг-Оннес(1853 - 1926).

Он экспериментально установил, что при температуре

Т £4,12 К (по современным измерениям 4,15 К) электрическое сопротивление ртутиисчезает.

Позже многочисленными опытами было установлено, что это явление характерно для многих проводников.

Состояние проводника при этом называютсверхпроводимостью, а сам проводник - сверхпроводником.

Д) Критическая температура проводника

Каждый сверхпроводящий металл характеризуется своей критической температурой.

Температуру, при которой электрическое сопротивление проводника обращается в нуль,называюткритической температурой.

Если в сверхпроводнике создать электрический ток, то он будет существовать в нём неограниченно долго. При этом для поддержания тока нет необходимости в источнике тока.

Е) Практическое применение явлениясверх проводимости.

Это указывает на перспективу использования явления сверхпроводимости припередаче электрической энергии.

Сверхпроводящие соединения нашли применение в качестве материала обмоток электромагнитов для создания сильных магнитных полей в установках управляемого термоядерного синтеза, а также в мощных электрических двигателях и генераторах.

Разрабатывают проекты сверхпроводящих электронно-вычислительных машин.

Уже созданы компактные интегральные схемы на сверхпроводниках, обладающие рядомпреимуществ по сравнению с имеющимися аналогами.

Самый длинный в мире сверхпроводящий кабель официально введён в эксплуатацию в Германии. «Суперпроводник» длиной около одного километра соединил две трансформаторные подстанции в центре города Эссен весной 2014 года.

К материалам для сверхпроводящих НТСП-проводов относятся в первую очередь сплавы ниобия Nbс титаном Тi.

Более высокими характеристиками обладает соединение Nb₃Sn(ниобий 3-олово).’

Cверхпроводящие  НТСП-провода

Возможности применения явления сверхпроводимости увеличатся, если будут найденыматериалы, обладающие этим свойством при не очень низких температурах.

в) Обсудить различные алгоритмы решения

задач.

1. Определение сопротивление проводника для заданной температуры

2. Определение температуры, если заданы сопротивления проводников.

3. Расчёт температурного коэффициента.

г) Решение задач (разной уровней сложности.)

Каждая группа получает отдельные карточки с заданиями.

1-3 группа

ЗАДАЧИ (№ 1, 3, 5)

2-4 группа

ЗАДАЧИ (№ 1, 2, 4)

1 этап:Решение задач -  разминка:

Ученики решают задачи в группах на скорость с общей сверкой результатов в классе (1 задача)

2 этап:Решение задач -закрепление:

Ученики решают задачи в парах на взаимопро-верку.(1 задача)

3 этап:Решение задач - углубление (1 задача).

Самостоятельное решение задачи. Первые решившие задачу верно объясняют решение задачи тем, кто испытывает затруднения.

Оценивание по критериям

1) Правильно записанное условие задачи;

2) Правильная запись формулы периода , частоты и амплитуды колебания.

3) Вывод из формулы искомой физической величины.

4) Нахождение численного значения.

5) Запись ответа.

Приложение 2

Видео:

Sverhprovodimost_-lovi.tv.wmv

Стикеры (красные, синие, зеленные)

Приложение 2

Видео

Сверхпроводимость и сверхпроводники

Приложение 3

Рабочие листы с задачами по уровням

3 выполненных задачи- красный стикер

2 выполненные задачи- синийстикер

1 выполненная задачи- зеленыйстикер

Конец урока

38-40

Подведение итогов.

Домашнее задание: § 24, 25 Упр 21(1,2)

Подсчёт стикеров

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники

безопасности

Все учащиеся будут:

Объяснять, что такое зависимость электрического сопротивления проводника от температуры и явление сверхпроводимости.

Большинство учащихся будут:

Понимать, что такое зависимость электрического сопротивления проводника от температуры.

Некоторые учащихся будут:

Понимать, что такое зависимость электрического сопротивления проводника от температуры, явление сверхпроводимости, критической температура.

(1) Индивидуальная работа по контролю уровня усвоения предыдущего материала (тест)ю

(2) Обсуждение с учащимися видео фрагмента в начале урока.

(3) Групповое и индивидуальное решение задач по нахождению сопротивления проводника при различных температурах, температурного коэффициента сопротивления.

4) Опрос усвоенных материалов урока, таких как зависимость сопротивления проводника от температуры, явление сверхпроводимости, критическая температура.

Здоровье сберегающие технологии.

Используемые физминутки и активные виды деятельности.

Пункты, применяемые из Правил техникибезопасности на данном уроке.  

Рефлексия по уроку

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Если нет, то почему?

Правильно ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли были временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?

Используйте данный раздел для размышлений об уроке. Ответьте на самые важные вопросы о Вашем уроке из левой колонки. 

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?

1. Сопротивление медного провода при 0° С равно 4 Ом. Найдите его сопротивление при 50 ° С, если температурный коэффициент сопротивления меди а = 4,3 • 10^-3К^-1[4,9 Ом]

2. Сопротивление проводника при 20 ° С равно 25 Ом, а при 35 ° С -  25,17 Ом.  Найдитетемпературныйкоэффициентсопротивления.[4,5 • 10^-4 К^-1]

3. Сопротивление стального проводника при температуре t₁ = 10° СR₁= 10 Ом.  Найдите, при какой температуре его сопротивление увеличится на 1%. Температурный коэффициент сопротивления стали 6 • 10^-3 К^-1.[11,7° С]

4. Сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания при 20 ° С равно 20 Ом. Температурный коэффициент сопротивления вольфрама 4,6 •10^-3 К^-1. Найдите температуру нити накала лампы при включении ее в сеть с напряжением 220 В, когда сила тока в ней 0,5 А.