导体的电阻教学设计.docx

导体的电阻教学设计.docx

《导体的电阻教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导体的电阻教学设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

导体的电阻教学设计

人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流

第6节导体的电阻

【教材分析】

《导体的电阻》是新课标人教版高中物理3-1第二章第六节的内容。

电阻定律的得出既是这节课的重点内容，也是这节课的难点。

鉴于学生在初中已经学习过导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积之间的定性关系，这节课，教师可以采用实验探究法，让学生通过实验得出它们的定量关系，即电阻定律。

进一步培养学生的实验设计和操作能力，同时让学生在交流与合作中增强自信和对物理学的兴趣。

课本中给出了两种探究方案，教师可以以第一种方案为主，把第二种理论探究作为第一种方案的补充，进行理论论证。

同时让学生感受到实验探究和理论探究都是物理学研究的重要方法。

针对课本上的思考讨论，说一说等内容，非常联系生活实际，学生应该很感兴趣，可以让学生分析，进一步加强对重点知识电阻定律的应用。

对于重点知识电阻率的学习，可以让学生将电阻定律表达式变形，利用实验数据亲自计算，不仅可以加深对电阻率的理解，也是对电阻定律的再次应用。

教师还要充分利用课本上的材料，让学生观察总结，甚至准备演示实验和收集网上数据，加深对知识的理解。

整节课可以通过让作为课堂主体的学生亲自动手，研究分析自己感兴趣的实例等，不断加强对重点知识的强化，同时让学生在交流的快乐中实现难点的突破。

教师的引导、整个流程的合理设计、实验展示、素材准备等还可以在整个节的教学中起到推波助澜的作用。

【学情分析】

在知识层面，学生在初中已经学习了电阻跟导体的材料、横电阻定律的应用截面积、长度之间的定性关系；在能力层面，学生对控制变量法这种研究方法也很熟悉，并且高二的学生已经有较强的实验设计和操作能力，通过小组合作进行探究实验，很容易分析总结出电阻定律。

这种探究学习方式能较好的培养和体现学生的各种能力，如实验设计、实验操作、分析归纳、合作交流等能力，并深受学生喜欢。

在方法上通过实验探究和理论逻辑论证，让学生感受到这两种方法都是物理学研究的重要方法。

【教学目标】

（1）知识与技能

1、深化对电阻的认识，了解导体的电阻规律，能利用电阻定律进行有关计算。

2、理解电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。

（2）过程与方法

1、用控制变量法，探究导体电阻的决定因素，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力。

2、用逻辑推理法，探究导体电阻与长度和横截面积的关系，知道实验探究和逻辑推理都是重要的科学研究方法。

（3）情感、态度与价值观

1、通过实验探究，体会学习、合作、交流的快乐。

2、加强学生理论联系实际的意识和安全用电的意识。

【教学重点】

电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。

【教学难点】

利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。

【教学方法】

探究、实验、讲授、讨论、练习

【教学仪器】

实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、白炽灯灯丝、固定电阻、酒精灯、小灯泡等

【教学过程】

流程

教学内容

活动

实验引入

提出问题

猜想与假设

制定计划

设计实验

进行实验收集证据

数据分析

评估论证

知识总结

规律应用

课堂总结

作业布置

板书：

第六节导体的电阻

一、实验引入：

观察实验

1、引导学生仔细观察：

在调节滑动变阻器连入电路的长度时，电表示数的变化。

2、让学生读数并计算

3、引导学生分析

（学生分析）导体的电阻R与加在导体两端的电压U和电流I没关系。

提出问题：

（教师引导）电阻是导体本身的一种性质，那它与导体的哪些因素有关呢？

学生分析连入电路的滑线变阻器长度变长后，电表示数变化的原因。

发现连入电路的滑线变阻器长度变长后，其电阻变大了，得到导体的电阻与其长度有关。

（教师图片展示引导学生回忆：

）

导体的电阻与导体长度、横截面积和导体的材料有关。

（初中曾经学习过。

）

引出新课内容：

二、新课教学

本节课在初中定性分析的基础上研究导体的电阻与导体长度、横截面积和导体的材料的定量关系。

（一）大胆猜测

导体的电阻R与导体长度L,横截面积S以及材料是怎样的定量关系。

请学生猜测。

用实验探究验证猜测是否正确。

（二）制定计划、设计实验

教师介绍准备工作：

1、明确目的：

探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的定量关系。

2、实验原理

（1）电阻、长度、横截面积的测量、测定方法：

横截面积：

绕制线圈利用平均值算直径。

或利用游标卡尺、螺旋测微器测量直径。

长度：

直尺直接测量。

电阻：

伏安法。

（2）电路选择

3、

实验方法：

（学生讨论）控制变量法

（1）导体的材料、横截面积相同，研究导体的电阻与长度的关系。

（2）导体的材料、长度相同，研究导体的电阻与横截面积的关系。

（3）导体的横截面积、长度相同，研究导体的电阻与材料的关系。

4、设计方案：

教师介绍实验器材。

教师引导学生设计电路和测量探究方案:

（三）进行实验、收集证据

教师巡视指导学生实验。

请两组先做成功的小组提供数据。

（四）数据分析

结论：

（学生分析提供）

导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，还与导体材料有关。

板书：

实验结论：

（五）评估论证（教师引导分析论证：

）

实验只用了两组对比，如长度不同L与2L，横截面积不同S与2S，3倍4倍等是否具有普适性，物理学家常常是在大量的实验数据基础上才能总结物理规律，这个实验，同学们可以在实验课中再去具体探究。

接下来我们换一种方式，用理论逻辑推导来探究验证上述结论。

板书：

二、理论探究

1、分析导体电阻与它的长度的关系。

2、分析导体电阻与它的横截面积的关系。

教师引导提示：

可以处理为相同的一些导体相串联或并联。

学生理论推导。

教师引导分析：

我们能不能把两个关系式合成一个？

板书：

教师引导分析：

我们能不能把关系式写成等式，设一个比例系数比如

，

板书：

三、电阻定律

1、内容：

导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。

2、表达式：

教师引导分析：

公式中反应出导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，那么这个比例系数是否就是反映导体与材料的关系呢？

我们能否利用刚才实验中的数据计算出这个比例系数。

我们把公式变形得到比例系数

学生分组计算，请学生提供结果并分析：

（已知l和S的大小）

不同材料的

不同，相同材料的

几乎相同。

教师引导分析：

观察公式，取S、L均等于1，发现

在数值上等于R的数值。

且R越大

越大，R越小

越小。

电阻R是导体对电流的阻碍大小，那么

是反映材料导电性能。

我们把这个比例系数

就命名为导体材料的电阻率。

教师板书：

四、电阻率

公式：

教师板书：

1、物理意义：

电阻率是反映材料导电性能的物理量。

教师引导分析：

2、标量:

大小

3、单位：

欧·米（Ω·m），

五、应用

1、思考与讨论：

（课本P58页）

材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，边长不同．如图通过电流，这样的导体电阻有什么关系？

你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义？

（学生分析：

）设导体边长为l，厚度为h，

则导体的电阻R＝ρ

＝ρ

＝

，

材料确定，导体的电阻R与其厚度成反比，与表面边长无关。

引导学生分析：

电子元件的微型化。

电子元件微型化后的散热问题。

2、教材资料分析：

观察总结

你能从课本表2.6-1中看出哪些信息：

学生观察总结：

（1）、不同材料的导体电阻率不同；

（2）、纯金属的电阻率较小；

（3）、合金的电阻率较大；

（4）、表中各材料的电阻率都是在20℃时的值，不同温度可能不一样。

教师引导分析：

电阻率与温度的关系

演示实验：

将日光灯灯丝（额定功率为40W）与小灯泡串联，用电流表测电路电流，观察用酒精灯加热灯丝前后，电流表示数的变化情况。

（也可用电压表直接测灯丝两端的电压）

学生总结：

当温度升高时，电压表的示数变大，表明金属灯丝的电阻增大，通过公式可以得出：

金属的电阻率增大。

教师提供不同温度下几种材料的电阻率：

学生分析：

金属的电阻率随着温度的升高而增大。

3、电阻率应用：

学生思考：

（1）制造输电电缆和线绕电阻时，怎样选择材料的电阻率？

制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来做.制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。

（2）锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，怎样利用它们的这种性质？

利用它们的

这种性质，常用来制作标准电阻。

教师：

介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。

如图2.6-5所示。

4、说一说：

（课本P59页）

学生阅读，引导学生用电阻定律分析：

讲话中主要体现的物理原理就是电阻定律的内容，使用再生铜或含杂质很多的铜，导体的电阻率增大，截面积缩小，使电阻增大，载流量不够．绝缘层用再生塑料制作电线外皮，绝缘性能差，容易老化，安全性差.

三、课堂总结、点评

学生总结：

通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：

1、电阻定律

导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。

R=ρ

2、电阻率

电阻率是反映材料导电性能的物理量.

材料的电阻率随温度的变化而改变；金属材料的电阻率随温度的升高而变大。

电阻率ρ在数值上等于单位长度单位横截面积导体的电阻，电阻率ρ的单位为Ω·m。

本节课我们还学到了以下内容：

1、实验探究和理论探究是物理学研究的常用方法。

2、控制变量法是研究多变量的常用方法。

四、练习作业

1.关于电阻和电阻率，下列说法中正确的是（　　）

A．由R＝U/I可知，电阻与电压、电流都有关系

B．由ρ＝

可知，ρ与R、S成正比，ρ与l成反比

C．材料的电阻率都随温度的升高而增大

D．对某一确定的导体，当温度升高时，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大

答案：

D

（补充比较R＝

与R＝ρ

的区别与联系）

2.两根完全相同的金属裸导线，如果把一根导线对折起来当一条导线（R1）使用，把另一根均匀地拉伸到原来长度的2倍（R2）使用，假如它们的密度和电阻率不发生变化，则第一条电阻R1与第二条电阻R2的比值为（　　）

A．1∶4　　B．1∶8　　

C．1∶16　　D．1∶32

答案：

C（电阻定律的应用）

3、在相距40km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10V，电流表的示数为40m

A，求发生短路处距A处有多远？

如下图所示.

答案：

x=12.5km（欧姆定律与电阻定律的应用）

4、一只“220V　100W”的灯泡工作时电阻为484Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是（　　）

A．小于484Ω　　　　　　　B．大于484Ω

C．等于484ΩD．无法确定

答案：

A正确（电阻率的应用）

5、如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d。

管两端有导电金属箍M、N。

现把它接入电路中，测得它两端电压为U，通过它的电流为I。

则金属膜的电阻为__________，镀膜材料的电阻率ρ=__________。

答案：

（电阻定律的应用）

【板书设计】

第六节导体的电阻

1、实验探究（控制变量法）

导体的电阻R与l、S和材料的关系

1、材料、S一定，R与l的关系

2、材料、l一定，R与S的关系

3、l、S一定，R与材料的关系

二、理论探究（论证）

串联：

并联：

3、电阻定律

1、内容

导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。

2、公式R=ρ

（决定式）

3、适用条件

四、电阻率

1、物理意义：

电阻率是反映材料导电性能的物理量。

2、标量大小：

数值上等于长为1m、横截面积为1m2的导体的电阻。

单位：

Ω·m。

3、电阻率与温度有关金属的电阻率随着温度的升高而增大。

4、应用

教师实验

学生观察

、

分析

教师引导

学生回忆

猜测

教师介绍

学生思考

交流

教师引导

学生交流

学生合作实验

学生分析

教师引导

学生论证

教师引导分析

学生分组计算

教师引导分析

学生思考

分析

学生观察分析交流

教师演示

学生观察分析

学生思考交流

学生总结交流

教师总结