Giáo án Vật lý 11 - Bài 27: Định luật ôm sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ hiện tượng siêu dẫn

Tiết : _ _ _ _ _ Bài 27 : ĐỊNH LUẬT ÔM SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO NHIỆT ĐỘ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN I. MỤC TIÊU : Ôn lại và hệ thống hoa một cách đầy đủ nội dung định luật Ôm. Ôn lại khái niệm điện trở ? Hiểu được vai trò của đặc tuyến vôn – ampe đối với vật dẫn. Hiều được sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ : rt = r0 (1+ at) và Rt = R0(1 + at) Hiểu hiện tượng siêu dẫn II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm . III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY PHÂN PHỐI THỜI GIAN PHẦN LÀM VIỆC CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH GHI CHÚ NỘI DUNG GHI BẢNG TỔ CHỨC , ĐIỀU KHIỂN Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (3’) Nghiên cứu bài mới 1) ĐỊNH LUẬT ÔM. ĐIỆN TRỞ. ĐẶC TUYẾN VÔN-AMPE a) Định luật Ôm “Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch đó” I = kU Trong đó : k : là một đại lượng không đổi đặc trưng cho vật dẫn (k gọi là độ dẫn điện) b) Điện trở Đại lượng nghịch đảo của k đặt trưng cho vật dẫn về tính chất cản trở dòng điện, được gọi là điện trở R củavật dẫn. : (27.1) hay U = VA – VB = IR (27.2) Với : I là cường độ dòng điện chạy từ đầu A đến đầu B của đoạn mach. IR được gọi là độ giảm điện thế trên điện trở R. Biểu thức (27.1) có thể viết dưới dạng : (27.3) + Đơn vị điện trở trong hệ SI là ôm, kí hiệu là W. c) Điện trở suất Ơû một nhiệt độ nhất định, điện trở của một đoạn dây dẫn đồng tính có dạng hình trụ, tiết diện S, chiều dài l, được tích theo công thức : (27.4) Trong đó : r được gọi là điện trở suất củavật liệu làm dây dẫn ở nhiệt độ ta xét. Đơn vị của r có tên gọi là ôm.met, kí hiệu W.m. d) Đặc tuyến Vôn-ampe Đường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua vật dẫn vào hiệu điện thế U đặt vào vật được gọi là đường đặt trưng vôn-ampe (hay đặc tuyến vôn-ampe) của vật dẫn. 2) ĐIỆN TRỞ CỦA VẬT DẪN PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ a) Thí nghiệm * Kết luận : + Điện trở dây tóc bóng đèn tăng khi hiệu điện thế tăng. + Điện trở dây tóc bóng đèn tăng khi nhiệt độ tăng. b) Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ Hệ thức : r1 = r0 (1+ at) (27.5) Rt = R0 (1+ at) (27.6) * Với r0, rt và R0, Rt tương ứng là giá trị số của điện trở suất và điện trở 00C và ở nhiệt độ t. + Hệ số a được gọi là hệ số nhiệt của điện trở suất. Đơn vị của a là K-1. c) Nhiệt kế điện trở Sự phụ thuộc của điện trở vật dẫn kim loại vào nhiệt độ được ứng dụng để chế tạo các nhiệt kế điện trở dùng để đo nhiệt độ. Nhiệt kế điện trở có thể dùng để đo những nhiệt độ rất cao (đến 10000C), hoặc rất thấp (đến –2000C) với độ chích xác cao (có thể đến 0,00010C). 3) HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN “Khi nhiệt độ hạ xuống dưới một nhiệt độ Tc nào đó, điện trở của kim loại (hay hợp kim) đó ggiảm đột ngột đến giá trị bằng không. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng siêu dẫn” + Khi đó, kim loại hoặc hợp kim có tính siêu dẫn. Khi vật dẫn ở trạng thái siêu dẫn, điện trở của nó bằng không. Vì vậy, nếu trong một vòng dây siêu dẫn có dòng điện chạy, thì dòng điện này có thể duy trì rất lâu, sau khi bỏ nguồn điện đi. + Các vật siêu dẫn có nhiều ứng dụng thực tế. GV : gợi ý để HS nhớ lại định luật Ôm ( Vì các em đã học ở chương trình lớp đã qua ). Đặt câu hỏi H1 đối vớ HS : GV : Biều thức 27.3 giúp ta xác định điện trở R của một vật dẫn nếu biết cường độ dòng điện I đi qua vật dẫn, khi hiệu điện thế ở hai đầu vật dẫn là U. GV : Trong trường hợp điện trở R có cùng một giá trị, ứng với những giá trị hiệu điện thế U khác nhau đặt vào vật dẫn, ta nói vật dẫn tuân theo định luật Oâm. à Công thức 27.4 nói lên bản chất của sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ GV : Đối với dây dẫn kim loại, ở nhiệt độ nhất định, đặc tuyến vôn-ampe (hình 27.2) là đường như thế nào ? GV : Vì R không phụ thuộc hiệu điện thế U. vậy dây dẫn kim loại ở nhiệt độ không đổi là vật dẫn tuân theo định luật Oâm. GV : Với vật dẫn không tuân theo định luật Oâm, đặc tuyến vôn-ampe có dạng đường cong, vì điện trở phụ thuộc hiệu điện thế U (hoặc cường độ dòng điện I). GV lắp đặt sơ đồ mạch điện như hình 27.3 (Sơ đồ mạch điện khảo sát sự phụ thuộc của điện trở dây tóc bóng đèn vào hiệu điện thế đặt vào bóng đèn như ) GV gợi ý hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm à Kết luận. GV : Mặt khác, khi hiệu điện thế tăng, độ sáng của đèn tăng, chứng tỏ nhiệt độ dây tóc bóng đèn tăng, ta kết luận gì về điện trở bóng đèn so với nhiệt độ ? GV hướng dẫn HS thực hiện H3 GV : Vai trò của sự dãn nở của vật theo nhiệt độ trong trường hợp này là thế nào ? GV yêu cầu HS trả lời H4 GV hướng dẫn HS tham khảo SGK. HS nhớ lại kiến thức định luật ôm đã học qua. HS : Trả lới H1 : Có ba cách xác định điện trở một vật dẫn ; dựa vào công thức 27.3, dựa vào đặc tuyến vôn – ampe. Dựa vào vôn kế và ampe kế (Theo công thức ) HS : Đối với dây dẫn kim loại, ở nhiệt độ nhất định, đặc tuyến vôn-ampe là đoạn thẳng HS tiến hành thí nghiệm với bóng đèn 6,2 V – 0,5 A, để rút ra được các kết quả ghi ở bảng 1 và vẽ đường đặc tuyến vôn-ampe à Kết luận HS : Điện trở dây tóc bóng đèn tăng khi nhiệt độ tăng. HS thực hiện H3 : bảng 2 SGK cho thấy nên dùng manganin. HS : Trả lời câu hỏi trên. HS trả lời H4 : Điện trở của cột thủy ngân giảm đột ngột khi nhiệt độ giảm ở lân cận 4 K. Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Hướng dẫn và gợi ý để HS trả lời các câu hỏi 1, 2 trang 145 SGK. HS trả lời các câu hỏi 1, 2 trang 145 SGK. {{{{{{{{{{]{{{{{{{{{{