資源簡介

16.3 電阻
【學(xué)情分析】
學(xué)生已學(xué)過部分電學(xué)知識，能夠了解生活中一些常見的現(xiàn)象，也掌握了一些研究物理的方法，本節(jié)主要研究電阻大小與材料種類、長度、橫截面積、溫度的關(guān)系，通過演示和探究實驗引導(dǎo)學(xué)生進行探究，學(xué)生也比較難掌握相關(guān)知識點，特別是對于“電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性”的理解。這就要求教師在教學(xué)中選擇學(xué)生熟悉的生活事例、科技發(fā)展事例，幫助學(xué)生建立易于觀察的模型，通過各種方法(如類比法)幫助學(xué)生理解“電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性”。通過學(xué)生活動的參與，提高學(xué)生動手能力，使學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，為他們今后繼續(xù)教育或終身教育打下基礎(chǔ)。
【教學(xué)目標】
1.物理觀念
（1）認識電阻的概念、符號、單位，會進行電阻單位換算。
（2）知道電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性。
（3）了解影響電阻大小的因素。
2.科學(xué)思維
體驗利用控制變量法探究影響電阻大小因素過程，熟練掌握控制變量法。
3.科學(xué)探究
通過實驗探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
培養(yǎng)學(xué)生探索自然的內(nèi)在動力，嚴謹認真、實事求是、持之以恒的品質(zhì)，熱愛自然、遵守科學(xué)倫理的自覺行為。
【重點難點】
重點：影響電阻大小的因素.
難點：電阻的概念.
【新課導(dǎo)入】
教師出示預(yù)先準備的各式各樣的電線：這是什么東西？
生：電線、導(dǎo)線、電纜線、電話線、閉路線。
師：請大家從導(dǎo)線的截面觀察，這些導(dǎo)線有什么不同或相同的地方？
生：電線芯是金屬，外面都包了一層橡膠或塑料。
師：電線芯是用容易導(dǎo)電的金屬來做的，容易導(dǎo)電，是導(dǎo)體，電線芯的外面包了一層橡膠或塑料，是不容易導(dǎo)電的物體，叫絕緣體。
師：現(xiàn)在剝開導(dǎo)線的絕緣外皮，看一下導(dǎo)線的芯到底是用什么材料做成的。
生：是用銅做的。
師：大家見過用鋼、鐵做芯的導(dǎo)線嗎？
生：好像沒有。
師：常用的導(dǎo)線通常是用銅或鋁做的，特別重要的用電設(shè)備的導(dǎo)線還要用昂貴的銀來做。我們已經(jīng)知道，鋼、鐵也是導(dǎo)體，又多又便宜，那么為什么不用鋼鐵來做導(dǎo)線呢？
【新課講解】
一、電阻
1.電阻的定義
提出問題：為什么銅導(dǎo)線與鎳鉻導(dǎo)線的用途不同呢？同是導(dǎo)體為什么它們導(dǎo)電的能力又有不同呢？（下面進行實驗探究）
演示實驗：教師演示教材P63頁《演示》中圖16.3-1所示實驗，把鎳鉻合金絲和銅絲分別接入電路，觀察一下燈泡的亮度有什么不同？
步驟：①先將鎳鉻合金絲接入電路，合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度.
②將鎳鉻合金絲換成長短、粗細相同的銅絲，合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度.
現(xiàn)象：接銅絲時燈泡亮，接鎳鉻合金絲時燈泡暗.
分析：實驗中用的是相同的電池，也就是說電壓相同，為什么兩條導(dǎo)線中的電流不同呢？
原來，導(dǎo)體能導(dǎo)電，但同時對電流又有阻礙作用；相同電壓下，導(dǎo)線中電流不同，說明兩條導(dǎo)線對電流的阻礙作用不同.在物理學(xué)中用“電阻”這個物理量來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小.
板書：電阻是導(dǎo)體對電流的一種阻礙作用.
2.電阻的單位及其換算
板書：（1）電阻的符號：R；電路圖中的符號是.
（2）電阻的單位：歐姆，簡稱歐，符號是Ω.
常用單位：千歐（kΩ），兆歐（MΩ）.
1kΩ = 103Ω；1MΩ = 106Ω.
幾種常見的電阻值：手電筒的小燈泡燈絲電阻為幾歐到十幾歐；日常用的白熾燈燈絲電阻為幾百歐到幾千歐.實驗室用的約1m長的銅導(dǎo)線電阻小于百分之幾歐，通常可以略去不計.
課堂演練
完成本課時對應(yīng)課堂練習(xí).
二、影響電阻大小的因素
提出問題：決定導(dǎo)體電阻大小的因素有哪些呢？
[師] 請同學(xué)們看教材P64頁《實驗》——“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”，你能猜測出影響電阻大小的因素嗎？
進行猜想：電阻的大小可能與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料、溫度有關(guān).
設(shè)計實驗：應(yīng)該采用控制變量的方法進行研究.
演示實驗1：長度、橫截面積一定，探究電阻R與材料ρ的關(guān)系（可參考前面的演示實驗）；
分析總結(jié)：前面的演示實驗中，銅絲和鎳鉻合金絲是用不同材料制成的，雖然它們的長短、粗細相同，但是對電流的阻礙作用不同，這說明電阻的大小跟導(dǎo)體的材料有關(guān).
演示實驗2：材料、橫截面積一定時，探究電阻R與長度l的關(guān)系；
給電路接入兩根鎳鉻合金絲，使它們的粗細相同、長度不同，重復(fù)前面的實驗.
結(jié)論：導(dǎo)體的電阻跟它的長度有關(guān)系，導(dǎo)體越長，電阻越大.
演示實驗3：材料、長度一定，探究電阻R與橫截面積S的關(guān)系；
仍然給電路接入兩根鎳鉻合金絲，使它們的長度相同、粗細不同，重復(fù)前面的實驗.
結(jié)論：導(dǎo)體的電阻跟它的橫截面積有關(guān)系，導(dǎo)體橫截面積越小，電阻越大.
演示實驗4：材料、長度、橫截面積一定，探究電阻R與溫度t的關(guān)系.
給電路接入一個日光燈鎢絲，如圖所示，閉合開關(guān)，觀察電流表的偏轉(zhuǎn)，再用酒精燈加熱鎢絲，觀察比較電流表的偏轉(zhuǎn).
結(jié)論：導(dǎo)體的電阻跟它的溫度有關(guān)系，大多數(shù)導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大.
板書：導(dǎo)體越長，電阻越大；橫截面積越大，電阻越小；電阻與材料有關(guān)、與溫度有關(guān).
電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與其本身的因素有關(guān)，不隨其兩端電壓、通過電流的變化而變化.
說明：（1）電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，一個導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積確定時，它的電阻是一定的，不管這個導(dǎo)體是否連入電路，是否有電流通過，也不管它兩端的電壓是否改變，導(dǎo)體對電流的阻礙作用總是客觀存在的.無電流通過時，它的這種阻礙作用僅僅是沒有體現(xiàn)出來而已.也就是說導(dǎo)體電阻的大小并不隨著它兩端電壓的高低、通過電流的強弱而變化.
（2）導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積的關(guān)系可用R = ρ
來表示，其中R為電阻，l為導(dǎo)體的長度，S為導(dǎo)體的橫截面積，ρ為電阻率（由導(dǎo)體材料決定）.
（3）導(dǎo)體的電阻還跟導(dǎo)體的溫度有關(guān).部分導(dǎo)體，溫度越高，電阻越大；部分導(dǎo)體，溫度越高，電阻越小.但是初中階段，如果不加說明，溫度變化對電阻值的影響不計.
（4）控制變量法：物理學(xué)中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的辦法，把多個因素的問題變成多個單因素的問題，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法.
課堂演練
完成本課時對應(yīng)課堂練習(xí).
教師請學(xué)生閱讀教材P66頁《科學(xué)世界》，了解半導(dǎo)體及超導(dǎo)現(xiàn)象，半導(dǎo)體與超導(dǎo)體的應(yīng)用.
（1）半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于金屬和非金屬之間的導(dǎo)體叫做半導(dǎo)體.半導(dǎo)體的電阻比導(dǎo)體大，但比絕緣體小得多，常見物質(zhì)：鍺、硅、砷化鎵等.通常用半導(dǎo)體材料可以制作二極管和三極管.它被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備.
（2）超導(dǎo)現(xiàn)象：某些物質(zhì)在很低的溫度時，電阻就變成了零，這就是超導(dǎo)現(xiàn)象.能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體.物質(zhì)電阻變?yōu)榱愕臏囟确Q為臨界溫度.當(dāng)外界溫度低于該物質(zhì)的臨界溫度時，該物質(zhì)具有超導(dǎo)性.如鋁在1.39K（-271.76℃）以下電阻就變成了零.
超導(dǎo)現(xiàn)象應(yīng)用于實際的好處是：①在電廠發(fā)電、輸送電能、儲存電能方面可以大大降低由于電阻引起的電能損耗；
②制造電子元件時不必考慮散熱問題，可以大大縮小元件尺寸，實現(xiàn)電子設(shè)備的微型化.
超導(dǎo)現(xiàn)象的具體應(yīng)用有：制造超導(dǎo)電機、超導(dǎo)電纜，利用超導(dǎo)體可制造磁懸浮列車、發(fā)電機、電動機等.目前，超導(dǎo)體還沒有廣泛應(yīng)用于實際的原因是還沒有發(fā)現(xiàn)常溫下的超導(dǎo)材料.
【課堂小結(jié)】
引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)本課內(nèi)容：
1．物理學(xué)中用電阻來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
2．電阻的符號是R，單位是歐姆(Ω)，電阻在電路圖中的符號是“”。
3．導(dǎo)體電阻大小的影響因素：導(dǎo)體的材料、導(dǎo)體的長度、導(dǎo)體的橫截面積。
【教學(xué)反思】
1.這節(jié)課主要講電阻的概念、單位及決定電阻大小的因素，另外這節(jié)的實驗也有很多物理方法（如控制變量法、比較法）滲透其中，若實驗器材充分，可以把該演示實驗變成學(xué)生實驗，進一步鍛煉學(xué)生的動手能力，同時也擴大了學(xué)生的知識面.
2.關(guān)于電阻是導(dǎo)體的一種屬性的論斷學(xué)生不好理解，有的還懷疑，這個問題現(xiàn)在提出來，待到得出歐姆定律后，再解釋就會透徹了.
3.光敏電阻和熱敏電阻如果能結(jié)合實際的物品展示給學(xué)生就更好了，它在許多自動化控制方面有著不可替代的作用，讓學(xué)生接觸一下高科技的東西對他們興趣的提高是有很大幫助的.

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