高中物理（人教大纲版）第二册 第十四章 恒定电流 四、超导及其应用(第一课时).docVIP

第四节 超导及其应用 ●本节教材分析 本节介绍了超导现象、转变温度及高温超导.当温度达到超导体的转变温度时，超导材料的电阻突然降为零，超导体的这一特性在现代科技中有着诱人的前景，超导技术有着非常广泛的优越性. 讲解超导体时，应注意密切联系实际，以扩大学生的知识面，开阔学生的视野，增强学生对科学技术的了解，从而培养学生热爱科学的品质. ●教学目标 一、知识目标 1.了解超导现象、转变温度的概念. 2.了解高温超导体的概念. 3.了解超导现象的应用及其发展前景. 二、能力目标 通过超导现象的应用，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力. 三、德育目标 1.通过介绍超导的发展前景，培养学生热爱科学的品质. 2.通过访问教材提供的网址，培养学生通过多种途径获取新知识的能力. ●教学重点 1.超导现象及转变温度. 2.超导现象的应用. ●教学难点 超导体的转变温度. ●教学方法 阅读法、分析法. ●教学用具 超导现象简介录像带、录像机、电视. ●课时安排 1课时 ●教学过程 一、引入新课 ［师］请同学们回忆，金属的电阻跟温度有什么关系？ ［生］金属的电阻随温度的升高而增大. ［师］大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现电阻突然降为零的现象，我们把这个现象称为超导现象.这一现象是荷兰科学家昂尼斯在1911年做低温实验时发现的.这节课我们学习超导及其应用. 二、新课教学 ［师］请同学们阅读教材“超导现象”，回答下列问题. ［问题1］什么叫转变温度？用什么字母表示？ ［生］导体由普通状态向超导状态转变时的温度称为超导转变温度.用字母Tc表示. ［问题2］铅的转变温度为______________，水银的转变温度为______________，铝的转变温度为______________，镉的转变温度为______________ ［生］铅、水银、铝、镉的转变温度分别是7.0 K、4.2 K、1.2 K、0.6 K. ［师］由以上几种材料的转变温度，同学们发现了什么？ ［生］上述几种材料的转变温度都比较低. ［师］由于导线具有电阻，电流通过导线时会产生焦耳热.这会带来电能损失，使设备发热.超导为解决这些问题带来了希望.所以超导现象发现不久就在世界范围内掀起了超导研究的高潮.但是由于超导转变温度太低，要获得这样的低温需要复杂的设备，所以超导现象很难在技术中应用.寻找高温超导体成为当时的重要课题. 请同学们阅读教材“高温超导”，回答下列问题. ［问题1］什么叫高温超导体？ ［生］氧化物超导体称为高温超导体. ［问题2］高温超导体与金属超导相比，有哪些优点？ ［生］高温超导体的转变温度比较高，制备也比较简单. ［问题3］镧钡铜氧化物的转变温度为______________，钇钡铜氧化物的转变温度为______________. ［生］这两种氧化物的转变温度分别为35 K、90 K. ［师］在20世纪80年代末又一次在全世界出现了超导研究的热潮.此后，人们不断研制出新的超导材料，到1992年初，将超导转变温度提高到125 K左右.125 K的转变温度对于实际应用来说，还是太低了，超导的理论研究也远不够成熟. 请同学们阅读教材“超导的应用前景”并回答下列问题. ［问题1］超导体在超级计算机中有什么应用？ ［生］由于电流在超导体中传输时不发热，所以超级计算机的一些部件可以利用超导体制作，放在低温环境中使用. ［问题2］超导体在电力工业中有什么应用？ ［生］如果采用超导电缆输电，不但可以避免输电线上的电能损失，而且不需要高压，从而避免高电压带来的意外事故. ［问题3］超导体在发电机、电动机中有什么应用？ ［生］用超导材料制成发电机、电动机的线圈，电流可以很大，产生的磁场可比常规磁体强得多. ［师］超导体在其他领域，如能源、交通运输、地质勘探等方面也都有重要作用.请同学们查阅资料，访问网站，了解更多的超导资料. 三、小结 本节课主要学习了以下几个问题： 1.超导现象：大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现电阻突然降为零的现象，称为超导现象. 2.转变温度：导体由普通状态向超导状态转变时的温度称为超导转变温度. 3.高温超导体：氧化物超导体称为高温超导体. 4.超导的应用前景. 四、作业 1.查阅资料、访问网站，了解超导的应用前景和超导应用的障碍. 2.阅读本节教材. 五、板书设计 六、本节优化训练设计 1.下列关于电阻率的说法中正确的是 A.电阻率与导体的长度、横截面积有关 B.电阻率是表示材料导电性能的物理量，与温度有关 C.电阻率大的导体，电阻一定大 D.金属电阻率在任何温度下都不可能为零 2.电流在超导体中传输时不产生______________，使得超导体在实际当中的应用有诱人的前景.目前在实际中要推广超导体所面临的困难是___________