【中學(xué)】《電阻定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、.電阻定律教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究決定導(dǎo)線電阻的因素，知道電阻定律。教材選擇與分析：教科版選修3-1，本模塊中的概念和規(guī)律是進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)，是高中物理核心內(nèi)容的一部分。本節(jié)課位于該模塊的電路部分的第二節(jié)，是在電場(chǎng)和歐姆定律后銜接的內(nèi)容，主要介紹導(dǎo)體電阻與其相關(guān)因素間的量化關(guān)系。學(xué)情分析：學(xué)生已經(jīng)具備的知識(shí)基礎(chǔ)有：1、知道導(dǎo)體電阻及相關(guān)因素；2、了解基本串并聯(lián)電路及其特點(diǎn)；3、知道什么是控制變量法及如何應(yīng)用。二、教學(xué)設(shè)計(jì)：課題電阻定律教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：1、進(jìn)一步了解電阻，知道電阻定律，并能用電阻定律進(jìn)行計(jì)算；2、理解電阻率的物理意義，知道電阻率與哪些因素

2、有關(guān)；3、通過(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作的能力。過(guò)程與方法：1、引導(dǎo)學(xué)生利用控制變量法探究電阻和相關(guān)因素的量化關(guān)系；2、學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、改良，體會(huì)由特殊到一般過(guò)程；3、通過(guò)觀察教師演示實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)電阻率和溫度之間的關(guān)系。情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、體會(huì)控制變量的科學(xué)探究方法和認(rèn)識(shí)科學(xué)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要性2、體驗(yàn)剝絲抽繭的探究過(guò)程教學(xué)重點(diǎn)引導(dǎo)并組織學(xué)生利用控制變量法探究電阻定律教學(xué)難點(diǎn)學(xué)生利用有限的實(shí)驗(yàn)資源，設(shè)計(jì)更便于操作的實(shí)驗(yàn)方案教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)為主、教師演示實(shí)驗(yàn)為輔教學(xué)器材完全相同的四根鎳鉻合金電阻絲、電源、安培表、電壓表、電建、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干；演示用自主教具教學(xué)過(guò)程

3、教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖展示兩個(gè)電阻器引課：這兩個(gè)電阻誰(shuí)的阻值大？思考并得出：什么都看不到怎么知道阻值的大小回溯電阻的相關(guān)因素，引出本節(jié)課的目的提出： 那我們需要知道導(dǎo)體的什么特征，才有可能判斷電阻的阻值根據(jù)初中的知識(shí)回答出：導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面積和材料（可能還有溫度）再次強(qiáng)化決定導(dǎo)體電阻的因素：長(zhǎng)度、截面積和材料提出：現(xiàn)在有三根電阻絲，我們可以直接看出來(lái)它們的長(zhǎng)度、截面積和不同材料，能直接說(shuō)出誰(shuí)的阻值大么？積極地討論，并的出三種可能的答案1、長(zhǎng)度最長(zhǎng)的；2、最細(xì)的3、還應(yīng)看材料引起學(xué)生的思考：三個(gè)因素是如何決定電阻的阻值的，要綜合考慮提出：導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面積和材料

4、到底是如何影響導(dǎo)體電阻的阻值的呢？它們之間有沒(méi)有公式進(jìn)行計(jì)算呢？這就是我們這節(jié)課要研究的問(wèn)題。思考進(jìn)入主題提出：要知道電阻和長(zhǎng)度、截面積和材料三個(gè)因素的關(guān)系，我們可以用什么方法？學(xué)生回答控制變量法1、在材料和截面積一定時(shí)，電阻和長(zhǎng)度之間的關(guān)系2、在長(zhǎng)度和材料一定時(shí)，電阻和截面積之間的關(guān)系3、在長(zhǎng)度和截面積一定時(shí)，電阻和材料之間的關(guān)系探究方法的引出，回顧并加深理解控制變量法實(shí)驗(yàn)設(shè)備的介紹：現(xiàn)在每桌同學(xué)的桌面上有四根材料、截面積、長(zhǎng)度完全相同的電阻絲，伏特表、安培表、滑動(dòng)變阻器和電源觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)備，分析實(shí)驗(yàn)設(shè)備、回憶伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)儀器，回顧電路的連接方式提出: 首先我們?cè)趯?dǎo)體的材料和截面

5、積一定時(shí)，研究電阻和長(zhǎng)度的關(guān)系.請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)桌面上的儀器思考用什么樣的實(shí)驗(yàn)方式？在學(xué)生討論的過(guò)程中，給予點(diǎn)評(píng)指出：該怎么處理數(shù)據(jù)呢？我們要有一個(gè)預(yù)期的結(jié)果。積極的討論并回答自己的實(shí)驗(yàn)思路：用刻度尺測(cè)量電阻絲的長(zhǎng)度，再用伏安法測(cè)出該長(zhǎng)度的電阻的阻值，進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)方案的探索從伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)入手提出：其它因素不變時(shí)，長(zhǎng)度越長(zhǎng)電阻越大，我們猜想一下電阻和長(zhǎng)度可能是什么關(guān)系？學(xué)生提出他們最熟悉的正比的關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生提出猜想進(jìn)而提出：什么是正比關(guān)系，不僅指變化趨勢(shì)相同，并且長(zhǎng)度如果是原來(lái)的兩倍，阻值也應(yīng)為原來(lái)的兩倍，它們改變的倍數(shù)關(guān)系也要相同。學(xué)生考慮從倍數(shù)關(guān)系改變長(zhǎng)度，思考改進(jìn)設(shè)計(jì)方案引導(dǎo)學(xué)生從量化的

6、角度考慮問(wèn)題，從倍數(shù)關(guān)系處理數(shù)據(jù)，符合現(xiàn)在學(xué)生的認(rèn)知水平。提出：根據(jù)這種思路，我們又可以怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？在學(xué)生討論中，利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：要如何改變長(zhǎng)度？畫(huà)圖：電路有什么特點(diǎn)？學(xué)生的討論過(guò)程：（解決幾個(gè)問(wèn)題）1、導(dǎo)線的長(zhǎng)度會(huì)由小變大，如果整數(shù)倍增加，正比關(guān)系更容易建立；2、是在一根電阻絲上改變長(zhǎng)度好，還是有更大的范圍，如果想要范圍大，就需要串聯(lián)電阻絲，電阻絲的最大長(zhǎng)度就是四個(gè)全部串聯(lián)；3、當(dāng)把四根電阻絲全部串聯(lián)聯(lián)入電路時(shí)，想要伏安法測(cè)電阻只有改變伏特表的接點(diǎn)就可以了；4、想要簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)，電阻長(zhǎng)度的改變是5、理想伏特表接入點(diǎn)的改變不會(huì)影響整個(gè)回路的電流即I可以保持恒定，那么根據(jù)歐姆定律，R就與U成正比。突

7、破難點(diǎn)的過(guò)程思維的進(jìn)行是循序漸進(jìn)的，從比例關(guān)系入手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)再次用控制變量法提高探究實(shí)驗(yàn)的效率提出：這種利用比例關(guān)系得結(jié)論的實(shí)驗(yàn)方法看似特殊，但物理規(guī)律總要經(jīng)歷由從特殊到一般的過(guò)程，這也與我們目前的實(shí)驗(yàn)條件相符合的。AVRRRRabcde學(xué)生總結(jié)并提出實(shí)驗(yàn)方案：如果四根完全相同的電阻絲串聯(lián)，接入如圖所示的電路，就像四根完全相同的電阻串聯(lián)，回路電流不變，伏特表分別依次跨接在ab、ac、ad、ae兩端，電阻的長(zhǎng)度依次由 ，如果在誤差允許的范圍內(nèi)，電壓比為1:2:3:4，電阻比為1:2:3:4，就能夠說(shuō)明體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性，是探究實(shí)驗(yàn)的主體探究小結(jié)：我們利用特殊的方法得到了，科學(xué)家經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)也同樣表

8、明。全體學(xué)生根據(jù)提出的方案進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，一名同學(xué)上來(lái)公布他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。鍛煉動(dòng)手能力，體驗(yàn)科學(xué)探究的意義提出：第一個(gè)實(shí)驗(yàn)給我們提出一種思路，在有限的時(shí)間里我們可以通過(guò)特殊的方法得到結(jié)論。大家思考一下我們剛才實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)特殊性，看應(yīng)該用什么方法來(lái)研究R與S的關(guān)系呢？分析：第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)特點(diǎn)1、回路電流是個(gè)相對(duì)不變的，電壓的關(guān)系即為電阻的關(guān)系；2、串聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)體長(zhǎng)度的增加。思考：在長(zhǎng)度和材料不變時(shí)，研究R與S的關(guān)系時(shí)，是否可以1、通過(guò)并聯(lián)來(lái)增加截面積；2、也保持回路的電流不變，電壓關(guān)系即為電阻關(guān)系電路圖的設(shè)計(jì)：1、由于電阻絲全部并聯(lián)，伏特表的接點(diǎn)就不用發(fā)生變化了；2、改變面積就要每次減到一

9、根并聯(lián)，安培表的示數(shù)一定會(huì)改變的，怎么才能不變，連接一個(gè)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)。VARX實(shí)驗(yàn)電路圖：實(shí)驗(yàn)方案：第一步：按照電路，先把四個(gè)完全相同的電阻絲全部并聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記住安培表的指針位置，記錄伏特表的讀數(shù)。第二步：依次減少并聯(lián)的根數(shù)由，每次改變都要調(diào)整滑動(dòng)變阻器， 保持安培表指針的位置不變，分別記錄每次伏特表的示數(shù)。第三步：根據(jù)伏特表的示數(shù)關(guān)系得出當(dāng)截面積遞減時(shí)電阻的變化規(guī)律鍛煉知識(shí)的遷移和推演能力提出：經(jīng)過(guò)對(duì)比例數(shù)據(jù)得研究我們此次實(shí)驗(yàn)得到了的結(jié)論，大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)同樣得出了該結(jié)論即活動(dòng)：學(xué)生按實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由一名學(xué)生總結(jié)結(jié)論培養(yǎng)動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)得處理能力、總結(jié)能力板書(shū)：1、電阻定律 提出

10、：由該式，L和S相同的導(dǎo)體K也不相同，顯然比例常數(shù)K是與導(dǎo)體材料有關(guān)的物理量，我們將K稱(chēng)為電阻率用符號(hào)來(lái)表示。板書(shū)： 電阻率2、電阻率提出：我們把公式繼續(xù)推導(dǎo)： 它的單位是，在數(shù)值上等于用這種材料制成長(zhǎng)、橫截面積為的導(dǎo)體的電阻。板書(shū)：?jiǎn)挝唬杭由睿猴@然電阻率是定長(zhǎng)度、定面積的電阻，所以它只是表征導(dǎo)體材料導(dǎo)電性質(zhì)的物理量認(rèn)識(shí)新知識(shí)知道電阻定律認(rèn)識(shí)電阻率正確認(rèn)識(shí)公式及物理量提出：導(dǎo)體為什么能夠?qū)﹄娏鞯耐ㄟ^(guò)有阻礙作用呢？我們以金屬導(dǎo)體為例探索一下。（引出電阻的微觀猜想）利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)思考：提出：金屬導(dǎo)體內(nèi)部大量自由電子在外加電場(chǎng)的作用下，定向移動(dòng)形成電流，那除了自由電子以外的其它粒子還在做什么運(yùn)動(dòng)？提出

11、：其它粒子的無(wú)故則熱運(yùn)動(dòng)會(huì)與發(fā)生定向移動(dòng)的自由電子發(fā)生碰撞。提出：碰撞會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？提出：如果碰撞的頻繁呢？提出：碰撞的頻繁程度會(huì)與什么因素有關(guān)呢？ 的電阻率，而且這個(gè)實(shí)驗(yàn)加熱后I減小說(shuō)明電阻率怎么變化了？板書(shū)：電阻率與材料和溫度有關(guān)總結(jié)：經(jīng)過(guò)大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,金屬導(dǎo)體的電阻率會(huì)隨著溫度的升高而增大，會(huì)隨著溫度的降低而減小。提出：熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度在宏觀上有何表現(xiàn)的？提出：溫度會(huì)影響導(dǎo)體的電阻?實(shí)驗(yàn)演示：加熱導(dǎo)體的電阻發(fā)生改變提出：顯然溫度的改變的確影響了不變長(zhǎng)度、截面積和材料的導(dǎo)體7回憶電流的產(chǎn)生過(guò)程，電流的定義式聯(lián)系初中學(xué)過(guò)的熱運(yùn)動(dòng)的知識(shí)理解定向運(yùn)動(dòng)和無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)間矛盾回答問(wèn)題：破壞自由

12、電子的定向運(yùn)動(dòng)自由電子定向運(yùn)動(dòng)緩慢單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面積的電量就會(huì)減少I(mǎi)就會(huì)減少宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙其它粒子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度溫度觀察實(shí)驗(yàn)回答問(wèn)題：電阻率增大了獲取新經(jīng)驗(yàn)從舊知識(shí)中獲取新的猜想和經(jīng)驗(yàn)課堂總結(jié)：這節(jié)課我們知道了導(dǎo)體長(zhǎng)度、截面積和材料和電阻阻值間的定量關(guān)系，知道了表征導(dǎo)體材料導(dǎo)電性質(zhì)的物理量電阻率及金屬導(dǎo)體的電阻率和溫度的關(guān)系。思考，導(dǎo)體的電阻可以在某種條件下變?yōu)榱銌幔刻岢觯赫?qǐng)同學(xué)們課后自己閱讀超導(dǎo)現(xiàn)象。回顧本節(jié)課的要點(diǎn)，根據(jù)老師的提問(wèn)引起新的思考。課程的結(jié)束也是新的開(kāi)始，在獲得新知后應(yīng)拓展認(rèn)識(shí)的視野板書(shū)設(shè)計(jì)電阻定律1、電阻定律 電阻率2、電阻率 單位：物理意義：某種材料制成導(dǎo)體長(zhǎng)、橫截面積為的導(dǎo)體的電阻電阻率與材料和溫度有關(guān)教學(xué)反思本節(jié)課的設(shè)計(jì)上一直力求在三個(gè)方面有所嘗試：首先，學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的主要目的究竟是什么，它是引導(dǎo)學(xué)生思維發(fā)展的、遞進(jìn)的、建構(gòu)的一種途徑和方法,同時(shí)它必須是可控的。可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇，流程的探索，引導(dǎo)學(xué)生向著可預(yù)期的方向思考，這既可以發(fā)展學(xué)生的思維，也可以提高課堂效率。其次，物理規(guī)律的探究過(guò)程可以在有限的條件下由特殊到一般，滲透這樣的思維方式