人教版高中物理必修3第2节导体的电阻教案.docx

人教版高中物理必修 3 导体的电阻教学设计课题导体的电阻单元11学科物理年级高二 本节课所承受的教材是人教版高中物理必修3 第 11 章第 2 节的内容，本节教材内容以探究打算电阻的因素为载体，既要争论电阻与其影响因素的定量关系，更重的是突出探究过教材程，因此，要求教师既要让学生有充分体验探究过程的时间，又要考虑让学生把握必要的知分析识与方法。教学中可以实行试验探究重方法，理论探究重思维的策略，通过试验探究影响导体电阻的因素，再进一步通过规律的推理得到电阻定律，让学生体验规律思维的力气。一、教学目标1.经受打算导体电阻的因素的探究过程，体验运用掌握变量争论物理问题的思维方法。体会试验探究和规律推理都是重要的科学争论方法。教2.深化对电阻的生疏，了解导体的电阻规律，能用电阻的计算公式进展有关计算。3. 理解电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系。学 目二、核心素养标 与物理观念：让学生体会科学探究与规律思维相结合的物理观念，体验规律思维的力气。核 心素养科学思维：培育学生掌握变量，利用试验抽象概括出物理规律的力量。科学探究：用掌握变量法，探究导体电阻的打算因素科学态度与责任：通过电阻温度计的教学，培育学生理论联系实际、学以致用的思维品质。重点理解电阻定律以及利用电阻定律进展有关的分析和计算。难点利用试验，抽象概括出电阻定律教学过程教学环节导入课教师活动我们知道电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小打算导体的长度、横截面积和材料。出示图片:电线同种材料制成的导体，长度越短，横截面积越大，电阻越小。如图，为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得()一点答案:粗那么，它们之间的定量关系是怎样的呢？学生活动学生观看图片并填空设计意图为本节学问做铺垫，并引出本节课题讲授课 一、电阻思考争论:如下图为金属导体 A、B 两端的电压随导体中的电流的变化状况的 U-I 图像，从图中你获得哪些信息？观 U-I 图像察说出你获得熬炼学生的观看总结力量同一个金属导体的 U-I 图像是一条过原点的直线；同一个导体，电压跟电流之比都是一个常量；图像的倾斜程度不同，说明不同导体的 R 值不同。1. 电阻（1） 定义：在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。（2） 公式：（3） 在导体的 U-I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小，在同一个U-I 图像中斜率越大电阻越大。二、影响导体电阻的因素导体的电阻到底与导体的长度、横截面积、材料之间有怎样的定量关系呢？下面我们通过试验 来争论。试验：争论影响导体电阻的因素1、试验目的探究电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的定量关系。2. 试验原理依据串联电路导体两端的电压与它们的电阻 成正比，因此，用电压表分别测量 a、b、c、d 两的信息端的电压，就能知道它们的电阻之比。这样就可以得出长度、横截面积和材料这三个因素与导体电阻的关系。3. 试验器材学生了解试验目的、原理、器材、电路并说出试验步熬炼学生的总结力量和动手操作力量开关、电源、电压表或多用电表、导线、 骤，最终进展滑动变阻器、直径为 0.35mm 和 0.25mm 的镍铬丝、 操作直径为 0.35mm 的铁铬丝。4. 试验电路影响导体电阻的因素如图，b 与 a 长度不同；c 与 a，横截面积不同；d 与 a，材料不同；在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d 跟 a 相比，分别只有一个因素不同。5. 争论方法承受掌握变量法。（1） 导体电阻与长度的关系 b 与 a，长度不同，横截面积、材料一样。比较 a、b 的电阻之比与它们的长度之比。（2） 导体电阻与横截面积的关系 c 与 a，横截面积不同，长度、材料一样。比较 a、c 的电阻之比与它们的横截面积之比。（3） 导体电阻与材料的关系 d 与 a，材料不同，长度、横截面积一样。比较 a、d 的电阻是否相等。6. 试验步骤（1） 依据电路图连接电路，把直径为0.35mm和 0.25mm 的镍铬丝、直径为 0.35mm 的铁铬丝串联到电路中。（2） 闭合开关后，测出直径为0.35mm，长度为 20mm 和 10mm 的镍铬丝的电压值；再测出直径为 0.35mm，长度为 20mm 铁铬丝的电压值和直径为 0.25mm，长度为 20mm，的镍铬丝的电压值。（3） 转变滑动变阻器滑片的位置，重复上面的步骤，并把测得的数据填入表中。出示: 影响导体电阻的因素试验视频7. 数据处理序号材料长度/mm直径/mm直径的平方/mm2电压/Va镍铬合金200.350.12250.68b镍铬合金100.350.12250.35c镍铬合金200.250.06251.31d铁铬合金200.350.12251.03依据表格内的数据请你计算长度之比、面积之比与电压之比的关系，并说出你觉察什么规律？由表中数据可知：a、b 导体的长度之比为学生观看视频影响导体电阻的因素试验视频并记录数据学观看数据并为自己顺当完成试验打下根底熬炼学生处理数2:1，电压之比为 1.94:1。a、c 导体的面积之比为 1.96:1，电压之比为1:1.93。a、c 导体材料不同，电阻也不同。计算找出规律 据力量和总结概括力量即：在误差允许范围内：La：L =U ：U =R ：babaRbaSa：Sb=Ua：Ub=R ：Rb8. 试验结论由上述数据可得，在误差允许范围内，导体电阻大小与长度成正比，与面积成反比，并与导体的材料有关。三、导体的电阻率1. 电阻定律：（1） 内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度 L 成正比，与它的横截面积 S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。（2） 表达式：记忆电阻定律 熬炼学生的理解2. 电阻率（1） 是个与材料本身有关的物理量，它直接反映了材料导电性的好坏， 我们把它叫做材料的电阻率。在长度、横截面积肯定的条件下， 越大， 导体的电阻越大。（2） 表达式：以及其表达 式，理解电阻率记忆力量（3） 单位：欧·米·m)（4） 物理意义：反映材料导电性能的物理量， 越大，导电性能越差。3. 几种导体材料在 20 时的电阻率。材 /材料料·m /·m1.6×10银-81.7×10铜-8铁1.0×10 -7锰铜合金4.4×10 -72.9×10铝-85.3×10钨-8镍铜合金5.0×10 -7镍铬合金1.0×10 -6学生观看表 格，总结从表格中获得的信息熬炼学生的观看力量你能从表中看出哪些信息？（1） 纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。电阻率小用作导电材料，电阻率大的用作绝缘材料（2） 不同材料的导体电阻率不同。思考争论：表格在列出几种材料的电阻率时， 标注了温度是 20 ºC，这可能说明白什么？标题有 20的限制，这可能说明白各种材料的电阻率都随温度而变化。演示试验：电阻率与温度的关系试验器材：灯泡的灯丝、小灯泡、酒精灯、两节干电池、导线、开关出示图片：电阻率与温度的关系试验过程：如图，将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热。通过上面的演示试验说出你观看到的现象，这说明白什么问题？现象：用酒精灯给灯丝加热，灯丝的温度上升， 观看到此时小灯泡变暗。学生观看电阻率与温度的关熬炼学生的观看这说明温度上升，电路中电阻变大，依据系的演示试验理解力量可知灯丝的温度上升电阻率变大了即：金属的电阻随温度的上升而增大，或金属的电阻率随温度的上升而增大。4. 电阻率大小不同，与温度的关系也不同，所以用途也不同。（1） 导线答复以下问题有些金属材料如纯金属电阻率较小，可以用来制作导线。（2） 电阻丝有些金属材料如合金材料电阻率较大，可以用来制作电阻丝等。（3） 还有一些合金材料电阻率随温度变化很小，可用于制作标准电阻。5. 超导现象、超导体和转变温度当温度降低时，导体的电阻率将会减小。出示图片：锰铜合金和镍铜合金例如：锰铜合金和镍铜合金制作的标准电阻的电阻率几乎不受温度变化的影响。（4） 电阻温度计电阻率随温度变化较大的材料，可以用来制作电阻温度计，电阻温度计连接在电路里，温度越高， 导体电阻越大，电路里的电流就越小，可以用电流表的示数来表示相应的温度。工作原理：电阻温度计是利用金属的电阻随温度变化而制成的。主要构造：指示仪表、连接导线、热电阻铂。周密的电阻温度计是用铂做的。铂丝的电阻随温度的变化状况，测出铂丝的电阻就可以知道温度。5. 超导现象、超导体和转变温度（1） 科学家们觉察一些金属在温度特别低时电阻可以降到 0，这种现象叫作超导现象。（2） 能够发生超导现象的物质称为超导体。1987 年，华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇钡铜氧系材料，超导转变温度提高到 90 K 183.15 （3） 转变温度：材料由正常状态转变为超导学生阅读课文了解电阻温度计熬炼学生的自主学习力量状态的温度，叫做超导材料的转变温度 拓展学习 伏安特性曲线在实际应用中，常用横坐标表示电压 U，纵坐标表示电流 I，这样画出的 I-U 图像叫作导体的伏安特性曲线。学生阅读课文 了解什么是伏安特性曲线导体 A、B 的伏安特性曲线对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的，它的伏安特性曲线是一条过原点的直线，也就是电流 I 与电压 U 成正比。具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件。试验说明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体如日光灯管、霓虹灯管中的气体和半导体元件并不适用。在这些状况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫作非线性元 件。某晶体二极管的伏安特性曲线课堂练习1.一根铜导线的电阻为R，要使连人电路中的导线电阻变小，可承受的措施是 ()A对折这根导线后连人电路 B将导线拉长后连入电路 C增大导线两端的电压或减小通过导线的电流强度D用长度、横截面积一样的铝导线代替铜导线接入电路中答案:A 2关于金属导体的电阻率，以下说法中正确的是 ()A. 电阻率与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流强度成反比B. 电阻率与导体的电阻成正比，与导体两端的电压无关C. 电阻率与导体的长度和横截面积无关D在温度不变的状况下，电阻率仅与导体的材料有关答案：CD3.一根阻值为R 的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在以下哪些状况下其电阻值仍为R ( )A. 当L 不变、S 增大一倍时B. 当S 不变、L 增大一倍时C. 当L 和 S 都缩为原来的 1/2 时D. 当L 和横截面的半径都增大一倍时答案：C拓展提高1. 在截面积为S 的粗细均匀铜导线中流过恒定电流 I，铜的电阻率为 ，电子电量为e，则电子在铜导体中运行时受到电场力作用为 ()A0BI e/S CIS/ eDIe/ s答案：B学生练习稳固本节学问2. 两个用同种材料制成的均匀导体A、B，其质量一样，当它们接入电压一样的电路时，其电流之比 IAIB14，则横截面积之比SASB 为()A12 B21 C14 D41 答案：A3. 直径 0.3 mm 的细铅丝通过 1.8 A 的电流被熔断，直径 0.6 mm 的粗铅丝通过 5 A 的电流被熔断， 假设由长度一样的 20 根细铅丝和一根粗铅丝并联成电路中的保险丝，则通过多大电流时，电路断开 ()A5 AB30 AC36 AD55 A答案：B课堂小结1.电阻定律内容：同种材料的导体,其电阻 R 与 梳理自己本节 依据学生表述，它的长度L 成正比，与它的横截面积 S 成反比；导体电阻与构成它的材料有关.2. 比例常数跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量， 称为导体的电阻率。3. 电阻率的物理意义：反映了材料导电性能。4. 电阻率的单位是: ·m5. 导体的电阻率与导体的材料和温度等因素有关。板书一、电阻1.所学学问进展沟通查漏补缺，并有针对性地进展讲解补充。斜率反映了导体电阻的大小，在同一个U-I 图像中斜率越大电阻越大。二、影响导体电阻的因素在误差允许范围内，导体电阻大小与长度成正比，与面积成反比，并与导体的材料有关。三、导体的电阻率1. 电阻定律内容：同种材料的导体,其电阻 R 与它的长度L 成正比，与它的横截面积 S 成反比；导体电阻与构成它的材料有关.2. 比例常数跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量， 称为导体的电阻率。3. 电阻率的物理意义：反映了材料导电性能。4. 电阻率的单位是: m5. 导体的电阻率与导体的材料和温度等因素有关。