導體的電阻教學設計

1、1 教材分析 中國論文網 導體的電阻研究的是影響導體電阻的決定因素，它是電學的基本規(guī)律之一. 從部分電路的歐姆定律知道，可以用導體兩端的電壓與流過導體的電流的比值來表示導體的電阻大小，但導體兩端電壓、流過導體的電流等外界條件并不能決定導體的電阻大小；本節(jié)教材是研究導體的長度、橫截面積和材料等自身因素與電阻的決定關系.在初中，學生已經學習了導體材料、長度、橫截面積等自身因素與電阻的定性關系，之前學習的歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點又為本節(jié)的學習打下了基礎.本節(jié)教材內容以探究決定電阻的因素為載體，提供了實驗探究和理論推導兩種方案，充分體現(xiàn)了探究式學習在物理教學中的地位和作用.教學中

2、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.教學容量較大. 2 學情分析 學生在先前的學習中已經知道影響導體電阻的因素，但不知道它們的定量關系；并且學生已有了連接電路的經驗和知道可以通過控制變量法來研究多個物理量之間的關系.所以可以改演示實驗為學生實驗，通過學生自主探究和分組合作交流，來得出電阻與其影響因素的定量關系.可采取實驗探究重方法，理論探究重思維，課堂教學重過程.通過師生共同交流歸納結論來突出教學的重點；引導學生建立物理模型來化解學生進行理論分析的難點；充分運用學生已有知識來分解實驗探究的難點. 3 教學目標 3.1 知識與技能&

3、#160;（1）通過實驗探究和理論推導，得出導體電阻與決定因素的關系，并總結表達式. （2）能敘述電阻率的意義，了解電阻率和溫度的變化關系. 3.2 過程與方法 （1）會運用控制變量法設計實驗并熟練使用滑動電阻器、電流表、電壓表等常用電學實驗器材，培養(yǎng)實驗設計和實驗操作能力. （2）通過分析、處理實驗數(shù)據(jù)培養(yǎng)獲取知識的能力、邏輯思維能力和分析問題、解決問題的能力. 3.3 情感、態(tài)度與價值觀 （1）通過實驗探究，培養(yǎng)熱愛科學、探索未知的積極情感. （2）通過分組實驗，培養(yǎng)團結協(xié)作精神. （3）培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、學以

4、致用的思維品質. 4 教學重點和難點 重點：導體電阻的探究；難點：電阻率的理解. 5 教學過程 5.1 導入新課 5.1.1 看一看，猜一猜：一大一小的兩塊同材料、同厚度、表面為正方形的導體（圖1），哪一塊電阻大？ 大部分學生：大的那塊電阻大. 師：真是這樣嗎？或許是，但也未必.如想找到答案，還是先學好下面的知識吧！ 5.1.2 看一看，亮一亮：兩個25 W的白熾燈，其中有一個是燈絲斷后又搭接回去的，哪一個更亮？ 5.1.3 看一看，算一算：60 W與100 W的兩個白熾燈（圖2），哪一個電阻更大？

5、60;通過對上述的觀察和計算得出：導體的電阻與導體的長度和粗細有關，長度越長，橫截面積越小電阻越大. 5.1.4 看一看，想一想： 電線常用銅絲（圖3）制造，為什么不用更便宜的鐵絲？ 原因：同樣規(guī)格的導線，銅制的導電性能更好，電阻更小，說明導體的電阻還跟材料有關. 通過剛才的幾個實例，我們知道了導體的電阻與長度、橫截面積、材料有關 那么，導體的電阻與這些因素的定量關系如何呢？ 【設計意圖】通過第1引入課題，故意對學生的答案未做評判，賣了個關子，設了個懸念，可以激起學生尋找正確答案的強烈欲望；通過第2、3的一亮一算，既有視覺沖擊，又有腦

6、部刺激，能引起學生的學習興趣，提高課堂效率. 5.2 講授新課 5.2.1 研究課題 導體的電阻R與其長度L、橫截面積S、材料的定量關系 問：如何研究多個物理量之間關系？ 5.2.2 研究方法：控制變量法 （1）取材料、橫截面積S相同，電阻R與長度L的關系 （2）取材料、長度L相同，電阻R與橫截面積S的關系 （3）取長度L、橫截面積S相同，電阻R與材料的關系 5.2.3 實驗探究 導體的長度可以用刻度尺測量，那導體的橫截面積怎么測量呢？ 方法之一：可通過如圖4方法測出直徑，從而算出橫截

7、面積. 那么導體的電阻怎么測？ 答：可用伏安法 （1）實驗設計方案 實驗電路圖如圖5，我們要測量多根電阻絲的電阻，需每次都分別接入電路中去測量，測出電壓和電流值，算出電阻，然后進行比較. 這種設計方案要測出電阻，電壓表、電流表都需要讀數(shù)，既麻煩又費時，是否有既快捷又方便的實驗方案，可以得到電阻與長度、橫截面積、材料的關系呢？ 啟發(fā)思考并引導. （2）實驗設計方案優(yōu)化 如圖6，將各段導體串聯(lián)起來，流過它們的電流相等，因此，只需分別測出各段導體兩端的電壓，則電壓關系即可反映電阻關系（體現(xiàn)了轉化思想）.實驗過程就得到大大

8、的簡化. （3）實驗設計方案再優(yōu)化 考慮到后續(xù)測量（電阻率）的需要，我們可以在上電路中串聯(lián)一個電流表，同時讀出電流值，以備后用. 為了測量方便，老師特設計了一塊接線板，把a、b、c、d四段導體固定到了接線板上，每根導體兩端都有接線柱，導體的材料、長度、直徑如圖7所示. 【設計思路】 實驗設計方案從伏安法到優(yōu)化再優(yōu)化，解決了從需要比較較復雜的電阻到只需比較較簡單的電壓，大大簡化了操作和運算過程.串聯(lián)一個電流表，可以把課本中的探究導體電阻與長度、橫截面積的定量關系與測電阻率兩個實驗整合在一起，更加高效.學生會從中體會到，實驗設計方案要追求更科學、更簡單、更合

9、理；自制的接線板，可以使操作更方便；把演示實驗改為學生實驗，讓全體同學都參與到自主探究的過程中，體驗探究過程中的艱辛和快樂，通過自主探究得出的結論，學生會更有成就感，同時可以激發(fā)求知欲，使學習更有動力. 每組同學的實驗桌上，都給大家配齊了所需實驗器材，下面我們進行分組實驗. 教師巡視，并提醒：按電路圖正確連線；電表的正負接線柱和量程不要接錯；電壓表無需與接線板中接線柱接牢，只需兩端觸接就行；電表讀數(shù)需估讀一位. （4）實驗數(shù)據(jù) （5）數(shù)據(jù)分析 引導學生分析數(shù)據(jù)，由于通過各段導體的電流相等，所以，導體的電阻之比等于電壓之比.問：大家可以得出什么樣

10、的結論？ 電壓與導體的長度成正比，表明導線的電阻與導體的長度成正比. 電壓與導體的橫截面積成反比，表明導線的電阻與導體的橫截面積成反比. 電壓與導體的材料有關，表明導線的電阻與材料的性質有關. 5.2.4 理論探究 物理探究大多需要通過實驗，但是有時候也可以通過已有的定律、公式來進行理論推理探究，同學們想想看，能不能通過已經學習的知識來推導一下導體的電阻和長度、橫截面積的關系呢？ （1）推導導體電阻與長度的關系： 我們可以把一條長度為L，電阻為R的導體截分成n等份（圖8），利用串聯(lián)電路的知識，探究此時導體電阻與長度關系.&#

11、160;得出結論：在橫截面積、材料相同的條件下，導體的電阻與長度成正比. （2）推導導體電阻與橫截面積的關系： 我們可以把一條截面積S，電阻為R的導體切分成n等分（圖9）.利用并聯(lián)電路的知識探究此時導體電阻與橫截面積關系. 得出結論：在長度、材料相同的條件下，導體的電阻與橫截面積成反比. 5.2.5 導體的電阻 綜合實驗探究和理論分析可得出： 同種材料的導體，其電阻R與導體的長度L成正比，與導體的橫截面積S成反比. 演示實驗：把白熾燈的玻璃敲掉，按照圖10連接成電路.合上開關后，小燈泡正常發(fā)光，然后用打火機加熱白熾燈鎢絲，你

12、看到了什么現(xiàn)象？ 答：立即看見小燈泡變暗. 火焰離開鎢絲呢？小燈泡馬上恢復到原來的亮度. 此實驗說明：鎢絲的電阻率隨溫度的升高而變大. 從而可以得出：金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大. 小燈泡的伏安特性曲線怎么解釋，是不是所有的電阻率都隨溫度的升高需增大呢？見表4. 提問：同學們在表格中發(fā)現(xiàn)了什么？ 不同材料的電阻率是不同的，純金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大. 金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增加，有些材料的電阻率幾乎不受溫度的影響. 思考：導線為什么一般都用銅絲？電爐絲用什么材料好？電阻溫度計的工作原理是什么？ 最后，我們用導體電阻的決定式來算一算，剛開始引入新課時，讓大家猜的一大一小兩