資源簡介

11.2 導體的電阻----大單元分課時教學設計
課 題 人教版高中物理·必修·第三冊 第十一章 電流及其應用 第2節 導體的電阻
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 1.知道導體的電阻，了解影響電阻的因素；知道電阻率，了解電阻率的特點。 2.通過實驗，探究并了解金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關系。 教材分析： 本節教材內容以探究決定電阻的因素為載體，既要研究電阻與其影響因素的定量關系，更重要的是突出探究過程，因此，要求教師既要讓學生有充分體驗探究過程的時間，又要考慮讓學生掌握必要的知識與方法。教學中可以采取實驗探究重方法，理論探究重思維的策略，通過實驗探究影響導體電阻的因素，再進一步通過邏輯的推理得到電阻定律，讓學生體驗邏輯思維的力量。
學情分析 知識儲備：學生已經在初中學習了電阻的概念，對電阻概念熟悉。 能力基礎：學生學習了很多用比值定義法定義的物理量，這有助于學生理解電阻的定義?？刂谱兞糠ㄊ且环N重要的科學研究方法，在研究電阻與長度、導體橫截面積和材料因素時需要用到該方法。 思維能力：學生雖能把握實驗設計的基本思想，但具體實驗方案設計能力發展不足，要注意引導學生設計實驗方案，比較實驗方案的優點和缺點。
核心素養 物理觀念：讓學生體會科學探究與邏輯思維相結合的物理觀念，體驗邏輯思維的力量。 科學思維：培養學生控制變量，利用實驗抽象概括出物理規律的能力。 科學探究：用控制變量法，探究導體電阻的決定因素。 科學態度與責任：通過電阻溫度計的教學，培養學生理論聯系實際、學以致用的思維品質。
教學準備 多媒體課件 導學案
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：導入新課 活動一：展示學習目標
1.經歷決定導體電阻的因素的探究過程，體驗運用控制變量研究物理問題的思維方法。體會實驗探究和邏輯推理都是重要的科學研究方法。 2.深化對電阻的認識，了解導體的電阻規律，能用電阻的計算公式進行有關計算。 3.理解電阻率的物理意義，并了解電阻率與溫度的關系。 讓學生明確學習目標，做到有的放矢； 課后根據目標，學生自我評價得失情況。
活動二：問題導入
我們知道電阻是導體本身的一種性質，導體電阻的大小決定導體的長度、橫截面積和材料。 出示圖片：電線 同種材料制成的導體，長度越短，橫截面積越大，電阻越小。如圖，為了減小輸電線上電能的損耗，人們盡量把輸電線做得( )一點。 答案:粗 那么，它們之間的定量關系是怎樣的呢？ 1、PPT展示問題，引導學生思考。 2、板書：11.2導體的電阻 思考問題并嘗試回答問題。 評價學生回答情況。 評價學生是否有對新課題的求知欲望。
環節二：新課教學 活動一：電阻
電阻 1.電阻 （1）定義：在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小，導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。 （2）公式： （3）在導體的 U-I圖像中，斜率反映了導體電阻的大小，在同一個U-I圖像中斜率越大電阻越大。 1、讓學生閱讀課本完成相關概念的學案填空。 2、思考討論: 如圖所示為金屬導體 A、B兩端的電壓隨導體中的電流的變化情況的 U-I 圖像，從圖中你獲得哪些信息？ ①同一個金屬導體的 U-I 圖像是一條過原點的直線；②同一個導體，電壓跟電流之比都是一個常量；③圖像的傾斜程度不同，表明不同導體的 R 值不同。 1、閱讀課本并回答問題。 2、觀察PPT展示的圖片資料。 1、對學生的閱讀情況和回答問題的情況進行評價。 2、對學生思考問題和回答問題的情況進行評價。
活動二：影響導體電阻的因素
實驗：研究影響導體電阻的因素 1、實驗目的 探究電阻與導體的長度、橫截面積、材料之間的定量關系。 2.實驗原理 根據串聯電路導體兩端的電壓與它們的電阻成正比，因此，用電壓表分別測量 a、b、c、d 兩端的電壓，就能知道它們的電阻之比。這樣就可以得出長度、橫截面積和材料這三個因素與導體電阻的關系。 3.實驗器材 開關、電源、電壓表（或多用電表）、導線、滑動變阻器、直徑為0.35mm和0.25mm的鎳鉻絲、直徑為0.35mm的鐵鉻絲。 4.實驗電路 影響導體電阻的因素 如圖，b 與 a長度不同；c 與 a，橫截面積不同；d 與 a，材料不同；在長度、橫截面積和材料三個因素中，b、c、d 跟 a相比，分別只有一個因素不同。 5.研究方法采用控制變量法。 （1）導體電阻與長度的關系 b 與 a，長度不同，橫截面積、材料相同。比較 a、b 的電阻之比與它們的長度之比。 （2）導體電阻與橫截面積的關系 c 與 a，橫截面積不同，長度、材料相同。比較 a、c 的電阻之比與它們的橫截面積之比。 （3）導體電阻與材料的關系 d 與 a，材料不同，長度、橫截面積相同。比較 a、d 的電阻是否相等。 6.實驗步驟 （1）按照電路圖連接電路，把直徑為0.35mm和0.25mm的鎳鉻絲、直徑為0.35mm的鐵鉻絲串聯到電路中。 （2）閉合開關后，測出直徑為0.35mm，長度為20mm和10mm的鎳鉻絲的電壓值；再測出直徑為0.35mm，長度為20mm鐵鉻絲的電壓值和直徑為0.25mm，長度為20mm，的鎳鉻絲的電壓值。 （3）改變滑動變阻器滑片的位置，重復上面的步驟，并把測得的數據填入表中。 7.數據處理 根據表格內的數據請你計算長度之比、面積之比與電壓之比的關系，并說出你發現什么規律？ 由表中數據可知：①a、b導體的長度之比為2:1，電壓之比為1.94:1。 ②a、c導體的面積之比為1.96:1，電壓之比為1:1.93。 ③a、c導體材料不同，電阻也不同。 即：在誤差允許范圍內：La：Lb=Ua：Ub=Ra：Rb Sa：Sb=Ua：Ub=Ra：Rb 8.實驗結論 由上述數據可得，在誤差允許范圍內，導體電阻大小與長度成正比，與面積成反比，并與導體的材料有關。 1、教師為學生講解實驗，并播放實驗視頻； 2、讓學生觀察實驗現象并作出解釋。 3、對學生的解釋作出必要的引導和更正。 1、學生了解實驗目的、原理、器材、電路并說出實驗步驟，最后進行操作； 2、學生觀看視頻影響導體電阻的因素實驗視頻并記錄數據； 3、學觀察數據并計算找出規律。 評價學生觀察和表述實驗現象的能力。 評價學生對實驗現象作出解釋。
活動三：導體的電阻率
導體的電阻率 1. 電阻定律： （1）內容：同種材料的導體，其電阻 R 與它的長度 L 成正比，與它的橫截面積 S 成反比；導體電阻還與構成它的材料有關。 （2）表達式： 2.電阻率 （1）ρ是個與材料本身有關的物理量，它直接反映了材料導電性的好壞， 我們把它叫做材料的電阻率。 在長度、橫截面積一定的條件下， ρ 越大，導體的電阻越大。 （2）表達式： （3）單位：歐·米（Ω·m) （4）物理意義：反映材料導電性能的物理量，ρ 越大，導電性能越差。 3.幾種導體材料在 20 ℃ 時的電阻率。 你能從表中看出哪些信息？ （1）純金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大。電阻率小用作導電材料，電阻率大的用作絕緣材料。 （2）不同材料的導體電阻率不同。 思考討論：表格在列出幾種材料的電阻率時，標注了溫度是20 C，這可能說明了什么？ 標題有20℃的限制，這可能說明了各種材料的電阻率都隨溫度而變化。 演示實驗：電阻率與溫度的關系 實驗器材：燈泡的燈絲、小燈泡、酒精燈、兩節干電池、導線、開關 出示圖片：電阻率與溫度的關系 實驗過程：如圖，將燈泡的燈絲與小燈泡串聯接入電路，使小燈泡發光。用酒精燈給燈絲加熱。 通過上面的演示實驗說出你觀察到的現象，這說明了什么問題？ 現象：用酒精燈給燈絲加熱，燈絲的溫度升高，觀察到此時小燈泡變暗。 這說明溫度升高，電路中電阻變大，根據可知燈絲的溫度升高電阻率變大了即：金屬的電阻隨溫度的升高而增大，或金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。 4. 電阻率大小不同，與溫度的關系也不同，所以用途也不同。 （1）導線 有些金屬材料（如純金屬）電阻率較小，可以用來制作導線。 （2）電阻絲 有些金屬材料（如合金材料）電阻率較大，可以用來制作電阻絲等。 （3）還有一些合金材料電阻率隨溫度變化很小，可用于制作標準電阻。5. 超導現象、超導體和轉變溫度當溫度降低時，導體的電阻率將會減小。 出示圖片：錳銅合金和鎳銅合金 例如：錳銅合金和鎳銅合金制作的標準電阻的電阻率幾乎不受溫度變化的影響。 （4）電阻溫度計 電阻率隨溫度變化較大的材料，可以用來制作電阻溫度計，電阻溫度計連接在電路里，溫度越高，導體電阻越大，電路里的電流就越小，可以用電流表的示數來表示相應的溫度。 ①工作原理：電阻溫度計是利用金屬的電阻隨溫度變化而制成的。 ②主要構造：指示儀表、連接導線、熱電阻（鉑）。 精密的電阻溫度計是用鉑做的。已知鉑絲的電阻隨溫度的變化情況，測出鉑絲的電阻就可以知道溫度。 5. 超導現象、超導體和轉變溫度 （1）科學家們發現一些金屬在溫度特別低時電阻可以降到0，這種現象叫作超導現象。 （2）能夠發生超導現象的物質稱為超導體。 1987年，華裔美國籍科學家朱經武以及中國科學家趙忠賢相繼研制出釔—鋇—銅—氧系材料，超導轉變溫度提高到90 K （ － 183.15 ℃） （3）轉變溫度：材料由正常狀態轉變為超導狀態的溫度，叫做超導材料的轉變溫度． 引導學生閱讀課本回答電阻定律的內容。 播放演示實驗視頻，讓學生觀察電阻率與溫度的關系的演示實驗回答問題。 引導學生閱讀課文了解電阻溫度計。 1、閱讀課本并回答問題。 2、觀察電阻率與溫度的關系的演示實驗回答問題。 對學生閱讀課本的情況和回答問題的情況做出評價。 2、評價學生觀察和表述實驗現象的能力。 3、評價學生對實驗現象作出解釋。
活動四：拓展學習 伏安特性曲線
在實際應用中，常用橫坐標表示電壓 U，縱坐標表示電流 I，這樣畫出的 I-U 圖像叫作導體的伏安特性曲線。 導體 A、B 的伏安特性曲線 對于金屬導體，在溫度沒有顯著變化時，電阻幾乎是不變的，它的伏安特性曲線是一條過原點的直線，也就是電流 I 與電壓 U 成正比。具有這種伏安特性的電學元件叫作線性元件。 實驗表明，除金屬外，歐姆定律對電解質溶液也適用，但對氣態導體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導體元件并不適用。在這些情況下電流與電壓不成正比，這類電學元件叫作非線性元件。 某晶體二極管的伏安特性曲線 1、讓學生閱讀課本完成相關內容。 1、閱讀課本并回答問題。 1、對學生的閱讀情況和回答問題的情況進行評價。
環節三：例題講解
1.一根銅導線的電阻為R，要使連人電路中的導線電阻變小，可采用的措施是 ( ) A．對折這根導線后連人電路 B．將導線拉長后連入電路 C．增大導線兩端的電壓或減小通過導線的電流強度 D．用長度、橫截面積相同的鋁導線代替銅導線接入電路中 答案:A 2．關于金屬導體的電阻率，下列說法中正確的是 ( ) A．電阻率與導體兩端的電壓成正比，與通過導體的電流強度成反比 B．電阻率與導體的電阻成正比，與導體兩端的電壓無關 C．電阻率與導體的長度和橫截面積無關 D．在溫度不變的情況下，電阻率僅與導體的材料有關 答案：CD 3.一根阻值為R的均勻電阻絲，長為L，橫截面積為S，設溫度不變，在下列哪些情況下其電阻值仍為R (　　) A．當L不變、S增大一倍時 B．當S不變、L增大一倍時 C．當L和S都縮為原來的1/2時 D．當L和橫截面的半徑都增大一倍時 答案：C 1、多媒體展示例題 2、讓學生自己先思考并用草稿紙寫出解題過程，巡視學生練習情況，抽兩位同學到展示自己的答案。 3、教師講解 1、在草稿紙上完成展示的練習。 2、認真聽老師講解練習。 1、評價學生的練習情況。 2、評價學生聽講解練習的情況。
環節四：課堂小結
1.電阻定律內容：同種材料的導體,其電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比；導體電阻與構成它的材料有關. 2.比例常數ρ跟導體的材料有關，是一個反映材料導電性能的物理量， 稱為導體的電阻率。 3.電阻率的物理意義：反映了材料導電性能。 4.電阻率的單位是: Ω·m 5.導體的電阻率與導體的材料和溫度等因素有關。 引導學生小結，根據學生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。 小組討論，發言總結本節課得失 1、評價學生的討論情況和發言情況。2、評價學生對本節課的掌握情況
環節五：作業設計
課后練習 第1、2、3、4、5題 指導學生完成練習，批改練習。 按要求完成練習。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
環節六：主板書設計
§11.2導體的電阻 一、電阻 1. 斜率反映了導體電阻的大小，在同一個U-I圖像中斜率越大電阻越大。 二、影響導體電阻的因素 在誤差允許范圍內，導體電阻大小與長度成正比，與面積成反比，并與導體的材料有關。 三、導體的電阻率 1.電阻定律內容：同種材料的導體,其電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比；導體電阻與構成它的材料有關. 2.比例常數ρ跟導體的材料有關，是一個反映材料導電性能的物理量， 稱為導體的電阻率。 3.電阻率的物理意義：反映了材料導電性能。 4.電阻率的單位是: Ω m 5.導體的電阻率與導體的材料和溫度等因素有關。
教學反思

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