【教案】导体电阻 教学设计高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

教学设计课题名称：导体的电阻教材：人教版高中物理必修3第十一章第2节教学时量：2课时一、教材分析1.高中物理课程标准（2017版）要求通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。2.本节内容在物理知识体系中的地位本节内容是对学生在初中所学的关于电阻知识的发展和提高，注重于探究，学生首先在伏安法测电阻实验中，通过数据处理定义电阻，并学习画出导体的U-I图像，为之后学习伏安特性曲线以及闭合电路欧姆定律中的图像问题打下基础，接着通过控制变量法设计探究影响导体电阻因素的实验，有效的培养学生科学探究能力，并增加了“电阻率与温度的关系”，让学生对电阻定律的认知更加全面。3.教材内容与体系安排本节课教材从从生活中提出问题，让学生思考输电线为什么要做的粗一点，将生活与物理相结合，从而引出课堂内容。首先通过导体A、B的U-I图像是正比例图像，给出电阻的定义；其次，通过设计实验研究电阻与长度、横截面积及材料的定量关系，同时定义新的物理量电阻率，接着通过演示实验探究电阻率跟温度的关系，同时引出超导现象，最后在拓展学习部分进一步说明了满足伏安特性曲线的元件为线性元件。课程内容安排层层深入，但是问题的引入学生在生活中并不常见，输电线的粗细只能猜想出与导体的粗细长度有关，在授课过程中还可以多举一些例子，可以与上节课的内容相结合引出课题。二、学情分析1.知识层面（1）学生在初中时已经学习了欧姆定律，但是学生基础薄弱，需要教师在课堂上进行复习回顾；（2）学生在初中已经学习过电路俩，能够自主设计电路图连接实物图，并通过电压表电流表读出实验数据，但读数电路连接方法、电表读数原则还需要教师在课堂上强调回顾，（3）知道如何用伏安法测量导体的电阻，但是对电阻没有一个明确的定义；（4）能用数学方法分析U-I图像，但本节课电阻率的引入是需要教师去重点突破的。2.思维层面学生能够独立处理实验数据，但是不能很快想到用图像法来处理数据，需要教师引导作图，并进一步分析图像中的物理含义，学生对欧姆定律和电阻的定义的区别会存在误区。设计影响导体电阻因素的实验，学生能够提出控制变量法来设计实验，分类进行探究，课本上的创新则不能很快想到，需要教师进一步引导思考。学生能从实际生活中提出导体电阻与横截面积、长短、材料有关，但是其与温度的关系还需要教师进一步引导突破。在分析伏安特性曲线时学生不能够很好的将数学知识与物理知识来联系起来，需要教师去突破重难点，3.能力层面（1）学生能够用物理仿真实验室设计实验电路图，连接实物图，并在家独立完成作业，但是连接实物图的注意事项需要老师在课堂上进一步强调；（2）不能很好的将数学知识应用到物理中来；（3）能够设计简单原理的物理实验，但是对实验进一步的创新能力薄弱。三、教学目标1.物理观念（1）通过实验描绘电阻的U-I图像，根据斜率得出电阻定律（2）通过实验探究影响导体电阻的因素，知道导体电阻与导体长度、横截面积及材料的关系2.科学思维（1）会用电阻的定义式进行计算，会用U-I图像的斜率定性比较导体的电阻；（2）会用电阻的决定式进行计算，理解电阻率的概念，掌握金属导体、合金的电阻率随温度的变化规律及其应用。3.科学探究（1）培养利用数学方法解决物理问题的能力；（2）提升利用控制变量法研究物理问题的能力。4.科学态度与责任（1）在设计实验和进行实验时培养学生严谨的科学态度；（2）培养学生交流合作的能力；（3）从生活中走进物理，又从物理走进生活，让学生体会到物理与生活之间时息息相关的，激发学生学习物理的兴趣。四、教学重难点1.教学难点：欧姆定律与电阻的定义的区别、探究影响导体电阻的因素实验创新、电阻率、U-I图、伏安特性曲线；2.教学重点：电阻的定义式、电阻的决定式、伏安特性曲线、实验探究影响导体电阻的因素、电阻率的引入。五、教法学法教法：探究式教学、仿真实验教学学法：交流思考法六、教学用具仿真物理实验室、ppt七、教学流程图八、教学过程教学环节与教学内容教师活动学生活动设计意图创设情境导入新课1.高压输电线【提问】1.导体的中产生电流的条件是什么？2.导体两端的电流电压之间有什么关系呢？【思考回答】从生活实际中发现并提出问题，让学生能够更加具体形象的理解物理知识，提高学习物理的兴趣。实验演示数据处理1.展示学生作业（已经连好的电路图）强调实验注意事项，通过实验落实相关知识点。【引导提问】1.滑动变阻器有几个接口？我们应该怎样去接呢？2.电流表、电压表的量程应该如何选取？可以采用什么方法3.我们该如何去读数？【思考回答】【引导总结】1.滑动变阻器有四个接口，接线原则是一上一下2.实验时应先用大量程，可用试触法3.读数：先确定好仪器的量程，算出最小刻度，总结读数原则“有效数字为1估读到下一位，其他读到本位”。通过展示学生的优秀作业，给与学生肯定。通过仿真物理实验来引导学生学习实验中的注意事项2.进行实验，记录数据图像法：【数据处理】提问：1.仅仅用表格记录数据，观察不够直观，我们还可以怎样来分析数据呢？2同学们画出图像后发现了什么？【思考交流】回答：可以通过建立U-I坐标轴，描点画图【发现规律】1.通过导体的电流电压成正比；2.对同一导体电压和电流的比值一定；对不同导体电压和电流的比值不相同。学生自主记录处理书记，体会用图像法处理数据的好处，学生通过图像来发现规律，体现以学生为主体的教学理念。归纳总结构建新知1.电阻的定义【图像分析】提问：1.U-I图像有什么特点？2.两条图像的斜率代表什么？3.相同电压下，斜率大的导体通过的电流小，这说明了什么？【观察回答】回答:1.图像是一条过原点的直线2.斜率代表导体的电阻3.说明电阻越大，导体对电流的阻碍越大通过图像分析，将数学与物理相结合，学生交流思考总结归纳知识点，在教师的引导下构建新知深入探究难点突破1.比较：欧姆定律和电阻的定义【引导提问】1.通过电阻的定义，我们能说导体的电阻与电压成正比，与电流成反比吗？2.在欧姆定律中电流和电阻有什么样的关系呢？【总结归纳】我们通过比值法定义电阻，得到电阻的定义式，其与定义它的物理量无关【拓展提问】还有那些物理量是通过比值定义法的得到的？【思考回答】1.不能，导体的电阻由导体本身决定；2.电流与电压成正比，与电阻成反比。虽然电阻的定义式能够通过欧姆定律用数学方法换算得到，但是其中代表的物理意义确实不同的，教师需要引导学生体会物理与数学的不同之处，启发学生的思维没突破难点。2.伏安特性曲线（1）线性元件（2）非线性元件【启发引导】实验探究中我们能够直接控制的变量是电源，因此我们常以U为横坐标，I为纵坐标画出图像，我们将这样的图像称为伏安特性曲线，具有伏安特性的元件称为线性元件。提问：1.I-U图像的斜率代表了什么？2.有没有不满足伏安特性的元件？【课本阅读】理解伏安特性曲线【思考回答】1.I-U图像的斜率代表电阻的倒数；2.不满足伏安特性的元件为非线性元件。引导学生转化思维，从U-I图的基础上自然过度到伏安特性曲线，并没有按照课本安排的思路，更加符合学生的理解，并且能够让学生将所学的知识及时巩固。探究影响导体电阻的因素1.提出猜想2.实验方法：控制变量法3.实验原理：伏安法测电阻【引导启发】提问1.为什么滑动变阻器的划片能改变它接入电路的阻值？2.为什么高压电线很粗呢？3.为什么常用铜导线而不用银导线呢？4.实验的方法以及原理是什么?【思考交流 提出猜想】1.导体的电阻可能与导体的长度、横截面积和材料有关；2.实验方法为控制变量法，实验原理为伏安法测电阻。通过学生熟悉的物理知识引导学生提出猜想，能够让学生联系生活加深学生对知识点的理解。4.设计实验，创新实验5.得出结论例题设置 巩固新知6.电阻率的引入【启发思维 创新实验】实验原理：a、b、c、d串联接入电路，通过它们的电流相同，电压与导体的电阻成正比，因此测量的电阻之比就转化为相应的电压之比。【引导总结 构建新知】导体电阻率：1意义：反映材料导电性能好坏的物理量。2定义式：=RSl3单位：欧·米（·m）【思考创新 实验探究】1.数据处理：根据测得多组数据分别分析电阻和长度、横截面积、材料的关系2.实验结论：同种材料的导体，电阻与它的长度成正比，横截面积成反比；还与导体的材料有关在学生提出常规的实验方法时，引导学生对实验方法进行创新设计，学生在创新设计中体会物理实验设计的巧妙，体会实验的乐趣。探究电阻率与温度的关系1.对比：几种不同的导体材料在20ºC的电阻率：2.演示实验【启发引导】1.引导学生比较不同材料的电阻率；2.引导学生发现温度会影响导体的电阻率，并提出猜想。【演示实验】【观察思考】1.在同一温度下，纯金属的电阻率更小，合金的电阻率更大2.提出猜想：电阻率随温度的升高而增大【观察实验 总结结论】1.实验现象：随着电阻丝的温度升高，小灯泡越来越暗2.实验结论：电阻率随温度的升高而增加在有限的条件下，尽量用演示视频让学生去观察实验现象，让学生能够较好的表达出实验现象，最后在教师的引导下得出实验结论拓展延伸1.金属电阻率随温度变化的相关应用（1）标准电阻（2）电阻温度计（3）热敏电阻，光敏电阻，半导体的电阻率随温度的升高而减小（4）超导体：某些材料当温度降低到一定温度时，电阻率为零。【启发提问】1.同学们能根据金属电阻率随温度变化这一性质来在我们生活中进行发明创作吗？2.如果我的温度降到很低，导体的电阻率会趋向于0吗？若电阻趋于对我们的生产生活有什么帮助【交流讨论】引导学生将物理知识与生活联系起来，以发明创造的方式激发学生学习的兴趣，感受物理与我们的生产生活息息相关。九、板书设计十、课前反思1.巧妙利用仿真物理实验，在有限的条件下，学生能够更加深入的体会到物理实验的乐趣，掌握物理实验中的相关注意事项；2.没有选择完全按照课本的思路顺序，通过参考资料重新设计了各个教学环节的思路，每一个重难点的突破以及课堂的衔接都较为符合学生的思考方式，并且设计了相应的习题进行及时的巩固；3.课堂主要提问的方式进行，通过设计提问来引导学生去思考每一个知识点，可以有效加深学生对知识点的理解。学科网（北京）股份有限公司