Конспект урока физики 10 класс "Электрическая проводимость различных веществ"

Тема урока: "Электрическая проводимость различных веществ. Электронная проводимость металлов. Справедливость закона Ома. Зависимость сопротивления проводника от его температуры".

Цели:

• научиться разделять вещества по типу их проводимости;
• понять суть электронной проводимости металлов;
• разобраться с явлением электрического сопротивления проводника и его зависимостью от ºt проводника.

Оборудование: ПК, проектор, презентация, раздаточный материал.

Ход урока

Организационный момент

Приветствие учащихся. Проверка готовности к уроку.

Проверка домашнего задания в виде фронтального опроса

Учитель: Давайте вспомнит…
- Что такое электрический ток?
- Как направлен электрический ток?
- Что такое носители заряда?
- Какие носители заряда вы знаете?

Изучение нового материала

Как уже известно, не все вещества способны проводить электрический ток. Способность веществ проводить ток обусловлена наличием в материале или веществе большого числа свободных носителей заряда. Все вещества делятся по способности проводить электрический ток на три типа.

Деление веществ по их проводимости

Это деление зависит прежде всего от количества свободных носителей заряда в веществе. Например, в проводниках их примерно 10²⁸, в диэлектриках – 10¹⁷; а полупроводники занимают здесь промежуточное место – количество свободных носителей заряда в них колеблется от 10²⁰ до 10²³.

Что же такое проводники? Это вещества с большим числом носителей заряда. Сегодня к ним относят металлы и растворы или расплавы электролитов.
Металлы – проводники первого рода. Носителями заряда являются свободные электроны. Наиболее распространены сегодня.

Растворы и расплавы электролитов – проводники второго рода. Основные носителя заряда – положительные и отрицательные ионы. Применяются в некоторых областях промышленности.

Чем же обусловлена проводимость металлов? В металле имеется множество свободных электронов, которые при действии внешнего электрического поля, начинают упорядоченное движение, то есть создают электрический ток.

В металлических проводниках происходят столкновения электронов с ионами кристаллической решетки. Это вызывает большие колебания решетки и, как следствие, ее разогревание, что представлено на рисунке. Это явление называется электрическим сопротивлением металлов.

Электрическое сопротивление металлов

Однако большая амплитуда колебания ионов решетки увеличивает вероятность столкновения электронов с ней. То есть чем сильнее решетка колеблется, тем чаще электроны с ней сталкиваются – происходит все большее разогревание металла.

И что же мы увидим, если посчитаем сопротивление проводника, по которому длительное время течет ток? Это сопротивление окажется больше, чем сопротивления этого же проводника при нормальных условиях. Отсюда можно сделать вывод, что сопротивление проводника зависит от температуры. Эта зависимость выражается законом, представленным на рисунке.

Зависимость сопротивления проводника от температуры 

Решение задач

На данную тему существует большое множество задач. Вот одна из них.

Сопротивление стального проводника при температуре t₁ = 10 ºC равно R₁ = 10 Ом. Найдите при какой температуре его сопротивление увеличится на 1%. Температурный коэффициент сопротивления стали равен α = 6х10^-3 K^-1

Для решения этой задачи необходимо знать сопротивление данного проводника при н.у. Нам этот параметр неизвестен. В таком случае задачу можно решить с помощью системы уравнений. Такой тип решения приведен на рисунке ниже.

Решение задачина тему "Температурная зависимость сопротивления проводников"

Закрепление изученного

- На какие виды делятся вещества по способу проводимости?
- Что создает ток в металлах?
- Почему проводник имеет сопротивление?
- Как зависит сопротивление проводника от температуры?

Домашнее задание
§ 3.1-3.3 стр. 253 – 263.
Задача № 864 стр. 114. (задачник Рымкевича)