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第四節(jié) 超導(dǎo)體
*第四節(jié) 超導(dǎo)體(一)教材 人教社九年義務(wù)教育初中物理第二冊(cè)
(二)教學(xué)目的
1．常識(shí)性了解什么叫超導(dǎo)現(xiàn)象，超導(dǎo)體和超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度．
2．常識(shí)性了解發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的意義．
3．常識(shí)性了解超導(dǎo)的歷史和最新發(fā)展．
(三)教具
圓環(huán)形磁體四個(gè)，絕緣支座一個(gè)．
(四)教學(xué)過(guò)程
1．復(fù)習(xí)
什么叫導(dǎo)體的電阻？導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)？
2．引入新課
金屬的電阻隨溫度的升高而增大，當(dāng)金屬的溫度降低時(shí)，它的電阻減小．1911年，荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯在測(cè)定水銀在低溫下的電阻值時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度降到-269℃左右時(shí)，水銀的電阻變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象．
3．進(jìn)行新課（以講授的方式進(jìn)行）
(1)超導(dǎo)
①超導(dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)溫度降到某一溫度時(shí)，金屬的電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象．
②超導(dǎo)體：能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)，叫做超導(dǎo)體．（注意：不是所有物體都會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象）
③超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（又叫超導(dǎo)臨界溫度）：物質(zhì)的電阻降到一定溫度時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，物質(zhì)電阻變?yōu)榱愕臏囟冉凶龀瑢?dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，用Tc表示．
幾種超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（Tc）．
鋁：-271.76℃．鉛：-265.97℃．錫：-269.43℃．水銀：-268.99℃．鎢：-273.14℃．
(2)超導(dǎo)體的應(yīng)用前景
因?yàn)槌瑢?dǎo)體在很低的溫度下才會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象，目前超導(dǎo)體還不能在常溫下應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和生活中，只應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)和高新技術(shù)中．如果能應(yīng)用于實(shí)際，會(huì)給人類帶來(lái)很大的好處．舉幾例如下：
①輸電導(dǎo)線利用超導(dǎo)體，可以大大降低輸電的電能損耗．
②如果把發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的線圈用超導(dǎo)體制成超導(dǎo)線圈，可以使發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量減小，功率增大，效率提高．
③利用超導(dǎo)體可制造出磁懸浮列車，它的速度可達(dá)幾百千米每時(shí)．
講授磁懸浮現(xiàn)象可做圖11所示的實(shí)驗(yàn)．其中A、B、C、D是圓環(huán)形磁體，它的上、下兩個(gè)平面分別是兩個(gè)磁極．使相鄰的兩個(gè)圓環(huán)的南極和南極相對(duì)，北極和北極相對(duì)．由于排斥力使B、C、D三個(gè)圓環(huán)懸浮在空中，這種現(xiàn)象叫磁懸浮．
在磁懸浮列車中，有超導(dǎo)體制成的超導(dǎo)線圈，當(dāng)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)，線圈中電流可以達(dá)到很大的程度，強(qiáng)大的電流產(chǎn)生很強(qiáng)的磁性．地上有用超導(dǎo)線圈鋪設(shè)的軌道，跟列車底部超導(dǎo)線圈相對(duì)，它們產(chǎn)生的磁性都很強(qiáng)，相互正對(duì)的一面磁極相同，在強(qiáng)大的磁力作用下，列車懸浮在空中，列車向前運(yùn)行時(shí)不受地面的摩擦阻力，只受到較小的空氣阻力，就使列車的速度能提高很多倍．
可用有關(guān)影片資料或參觀科技館使學(xué)生獲得直觀的認(rèn)識(shí)．
(3)超導(dǎo)研究的歷史和發(fā)展前景
1911年，昂內(nèi)斯首先發(fā)現(xiàn)水銀的超導(dǎo)現(xiàn)象．
1911年～1986年3月經(jīng)過(guò)75年的努力，找到具有高轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)材料——鈮三鍺，Tc為-250℃．
1987年2月24日，我國(guó)宣布獲得Tc為～173℃以上的超導(dǎo)體．
1989年，我國(guó)已找到Tc為-141℃的超導(dǎo)體材料．
目前，各國(guó)科學(xué)家還在繼續(xù)研究Tc值更高的超導(dǎo)體材料，以將超導(dǎo)應(yīng)用到生產(chǎn)和生活中去．
4．小結(jié)
超導(dǎo)的應(yīng)用具有誘人的前景，所以各國(guó)科學(xué)家不斷努力研究，取得了很大的進(jìn)展，在這一領(lǐng)域中，我國(guó)科學(xué)家做出了很大的貢獻(xiàn)，走在世界的前列．這堂課我們初步了解了什么是超導(dǎo)，在什么條件下才會(huì)出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，它的應(yīng)用前景和發(fā)展情況．希望大家對(duì)這一領(lǐng)域發(fā)生興趣．
(五)說(shuō)明
1．“超導(dǎo)體”這節(jié)課內(nèi)容屬于常識(shí)性了解的知識(shí)．目的是使學(xué)生對(duì)“超導(dǎo)現(xiàn)象”這一科技領(lǐng)域中的最新研究情況和應(yīng)用前景有所了解．因此講授本課內(nèi)容不易過(guò)深，有的知識(shí)還要做到深入淺出．例如：輸電線路的電能損失，可以用挑一擔(dān)水作比喻，在路上灑的越多，挑回去的水就越少．
2．關(guān)于“磁懸浮”和磁懸浮列車，可以用掛圖，實(shí)驗(yàn)講解，最好配合有關(guān)影片資料和參觀科技館里的磁懸浮列車的模型，以獲得較好的教學(xué)效果．
3．有關(guān)超導(dǎo)體方面的研究，將不斷會(huì)有所報(bào)道，講授時(shí)應(yīng)不斷補(bǔ)充有關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生獲得最新的信息．
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