超导及其应用

教案超导及其应用
●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T c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。