人教版高二物理選修3-1第二章第六節(jié)2.6導(dǎo)體的電阻教案

22/11教學(xué)設(shè)計《導(dǎo)體的電阻》新課標物理選修3-1

第二章《恒定電流》第六節(jié)《導(dǎo)體的電阻》教學(xué)設(shè)計1、設(shè)計思想體驗科學(xué)探究過程、嘗試應(yīng)用科學(xué)的方法研究物理問題是新課程標準的重要內(nèi)容。新教材包含了很多教學(xué)探究的內(nèi)容,《導(dǎo)體的電阻》一節(jié)就給我們提供了很好機會和素材。設(shè)計開放的教學(xué)過程,激發(fā)學(xué)生的探究熱情,引導(dǎo)學(xué)生積極參與電阻定律的探究,在研究中培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力,是本節(jié)課教學(xué)成功的關(guān)鍵。本課利用魔術(shù)“吹氣亮燈”，激發(fā)學(xué)生的求知欲。讓學(xué)生猜想電阻到底由導(dǎo)體的哪些因素來決定？從而引出電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積和材料有什么關(guān)系?教材從兩條途徑進行了研究:一是實驗探究，二是理論推導(dǎo)。為了使學(xué)生自主探究過程中，能夠順利進行實驗探究,教學(xué)中采取提前滲透，重點點撥，在學(xué)生已完成的實驗探究結(jié)論的基礎(chǔ)上，教師進行補充完善的方法。本課重點在實驗探究，理論探究課后學(xué)生自主解決的策略，對教材的兩條途徑進行整合。通過實驗研究導(dǎo)體電阻與長度和橫截面積的關(guān)系，感受實驗的魅力；然后引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)得出電阻率與電阻的關(guān)系；進而引導(dǎo)學(xué)生得出電阻定律，作業(yè)根據(jù)串并聯(lián)電路的特點證明電阻與長度和橫截面積的關(guān)系，體驗邏輯思維的力量；解釋魔術(shù)呼應(yīng)引課，講解電阻受溫度的影響。本課能夠充分發(fā)揮學(xué)生數(shù)據(jù)處理、自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的能力,課堂上要鼓勵學(xué)生勇于發(fā)現(xiàn),追求真理,激發(fā)他們的創(chuàng)新活力。教者既是學(xué)生探究活動的組織者,又是學(xué)生探究活動的參與者和引導(dǎo)者。整個課堂教學(xué)按照“設(shè)問—猜想—探究—處理數(shù)據(jù)—歸納—反思”展開。2、教材分析電阻定律是新課標物理選修3-1的第二章《恒定電流》的第六節(jié)內(nèi)容。它是《恒定電流》這一章節(jié)的基本規(guī)律之一,它反映了導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積及電阻率的定量關(guān)系。由于在初中時學(xué)生只知道定性結(jié)論,故本節(jié)內(nèi)容屬于發(fā)展和提高的范疇,也是本章教學(xué)的重點內(nèi)容之一。本節(jié)內(nèi)容的課程標準是通過實驗探究決定導(dǎo)線電阻的因素,知道并理解電阻定律。本節(jié)課的教學(xué)重點：電阻定律的得出和理解。實驗的成功與否直接影響著對電阻定律的認識。本節(jié)課的教學(xué)難點：設(shè)計實驗探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體材料、長度和橫截面積的關(guān)系。新課程標準提倡自主學(xué)習(xí),合作探究,經(jīng)歷過程,體驗方法,而本節(jié)內(nèi)容為我們提供了一個很好的貫徹新課程理念的機會。在本節(jié)課中,要讓學(xué)生深刻體會研究一個物理量與多個物理量之間的關(guān)系的方法——控制變量法。在得到電阻定律之后,還要強調(diào)電阻率是表征導(dǎo)體本身材料性質(zhì)的物理量,但是和溫度有關(guān)?？傊?，本節(jié)教學(xué)要突出實驗探究與理論探究相結(jié)合的過程,讓學(xué)生參與從提出問題、分析問題到解決問題的全過程,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。3、教學(xué)目標知識與技能目標(1)知道電阻定律內(nèi)容,理解電阻率的物理意義；(2)能根據(jù)實驗要求及器材,設(shè)計實驗方案,正確連接電路,會使用電流表和電壓表；(3)學(xué)會根據(jù)探究目標整理和分析數(shù)據(jù),得出相應(yīng)的結(jié)論。過程與方法目標(1)熟悉科學(xué)探究的環(huán)節(jié),體驗電阻定律的實驗探究過程,理解研究物理問題的方法；(2)強化對探究過程的評價意識,養(yǎng)成對探究過程形成書面報告的習(xí)慣；(3)培養(yǎng)學(xué)生獲取、處理信息的能力和探究活動中主動合作、交流的能力。情感、態(tài)度與價值觀目標(1)使學(xué)生認識到探究活動是研究物理規(guī)律的科學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生主動探究的熱情；（2）強化學(xué)生的創(chuàng)新情感和意識,追求最佳方案的研究態(tài)度；（3）形成科學(xué)的世界觀,以科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神進行物理學(xué)習(xí)和研究；（4）體會與他人合作交流的意義,能主動對自己和他人的研究進行客觀的評價。4、器材、媒體準備學(xué)生自主實驗探究儀器（實驗器材：干電池2節(jié)、電鍵一個、滑動變阻器（最大阻值10。）1個、電壓表1個、電流表1個、被測電阻絲一根、刻度尺一根、導(dǎo)線若干）自制實驗儀器（實驗器材:學(xué)生電源、小燈泡、燈泡燈絲、電流表、電壓表、滑動變阻器、電池組、電鍵、導(dǎo)線若干、鎢銻合金、鎳鉻合金）、導(dǎo)案、學(xué)案。媒體:實物投影儀、PPT、攝像頭。5、教學(xué)過程魔術(shù)引入,提出問題教師：同學(xué)們，這節(jié)課上課之前我給大家表演一個魔術(shù)“吹氣亮燈”。接下來就是見證奇跡的時刻。（利用小燈泡和日光燈燈絲串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡燈絲微紅，向日光燈燈絲吹氣，可以觀察到小燈泡變得更亮）學(xué)生：（驚訝）老師你是怎么做到的？教師：我們講完這節(jié)課你們就知道我怎么做到的了。今天我們講“導(dǎo)體的電阻”（板書課題）（學(xué)生初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了影響導(dǎo)體電阻的幾個因素,在此基礎(chǔ)之上教師提問）教師:導(dǎo)體的電阻是其本身的一種性質(zhì),它是由哪些因素決定的呢?學(xué)生:導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)。教師:那么導(dǎo)體的電阻與上面的這些因素有怎樣具體的定量關(guān)系呢?（留1—2分鐘時間讓學(xué)生思考,學(xué)生也可以在小組內(nèi)部進行討論。）教師:我們請想好的同學(xué)來陳述一下自己所預(yù)測或猜想的導(dǎo)體的電阻與這幾個因素的可能關(guān)系是什么?學(xué)生甲（猜想1）:導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度成正比,與橫截面積成反比。溫度越高,電阻越大。學(xué)生乙（猜想2）:導(dǎo)體電阻可能與長度的二次方成正比,甚至是三次方的關(guān)系。學(xué)生丙（猜想3）:橫截面為圓形的導(dǎo)體的電阻可能與橫截面的直徑成正比。教師:其他同學(xué)還有什么補充意見的嗎?教師:看來大家的預(yù)測不盡相同,到底哪種猜想正確,還是有其它什么關(guān)系呢?我們?nèi)绾蝸砼袆e呢?學(xué)生:可以通過實驗來驗證我們的猜想是否正確。教師:在物理學(xué)中,研究物理規(guī)律通常有兩種途徑:一是通過實驗探究,另一種是通過邏輯推理來研究。我們先采用實驗探究的方法來驗證我們的猜想。如何去探究一個物理量和幾個物理量的關(guān)系呢?學(xué)生（齊答）:控制變量法。實驗探究,得出規(guī)律學(xué)生分組自主探究：根據(jù)教師提供的實驗器材，學(xué)生自主設(shè)計電路，探究R與L、S、材料、溫度等之間的關(guān)系。教師：指導(dǎo)并歸納總結(jié)學(xué)生的探究結(jié)果，并提出自制教學(xué)儀器以優(yōu)化方案，解決學(xué)生待處理的相關(guān)問題。（課前教師已經(jīng)測量好1號保險絲（a）、2號保險絲（b）和3號鎳鉻絲（c）的單位長度用刻度尺，直徑大小采用千分尺均多次測量求平均值的方法得到：解釋如何轉(zhuǎn)換變量教師：因為串聯(lián)電路的電流I相同，R與U成正比，所以我們轉(zhuǎn)換變量利用求解U與L,S之間的關(guān)系來確定R與L，S之間的關(guān)系；由于S與導(dǎo)體直徑D2成正比，所以轉(zhuǎn)而求解U與D2之間的關(guān)系。尋求R與L之間的關(guān)系（備用方案）教師:我們大家一起來用實驗探究剛才所提出的假設(shè)是否成立。學(xué)生（齊答）：好。教師：那請大家對照學(xué)案上的電路圖跟我一起看實物圖。這是我設(shè)計并制作的一個實驗裝置。四節(jié)干電池、開關(guān)、滑動變阻器、鎳鉻絲金屬3號電阻、鉛銻合金2號保險絲，鉛銻合金1號保險絲，電流表（量程0-0.6A），這些用電器都采用串聯(lián)方式連接；電壓表（量程0-3V和0-15V）并聯(lián)到相應(yīng)的電阻上用于測量電阻電壓。教師：首先我利用刻度尺和千分尺反復(fù)測量求平均值的方法，測得了導(dǎo)體電阻的單位長度為L=50.00cm和1號保險絲的直徑D1=0.662mm，2號保險絲的直徑D2=1.174mm，3號鎳鉻絲電阻的直徑D3=0.472mm。接下來我要請兩位同學(xué)上臺來協(xié)助我完成實驗。學(xué)生活動1：（代表上臺）安排一個學(xué)生操作實驗，另一個學(xué)生讀取數(shù)據(jù)。教師：我們先來研究導(dǎo)體電阻R與自身長度之間的關(guān)系。根據(jù)控制變量法我們保證電阻的材料和導(dǎo)體的橫截面積保持不變。我選用了鉛銻合金制成的1號保險絲。（協(xié)助學(xué)生完成實驗）（用PPT展示電路圖，與學(xué)生共同分析如何在該電路中做到對應(yīng)L與U的測量。）教師:我們先把電壓表的正負極分別接在丐與a0接線柱，把滑動變阻器阻值調(diào)制最大，閉合開關(guān)。調(diào)節(jié)滑動變阻器至適當位置，讀出電壓表讀數(shù)。學(xué)生活動2:在學(xué)案（表一）中記錄電壓表的讀數(shù)。（同理，用電壓表分別測量a2與a0，a3與a0，a4與a0，a5與a0之間的電壓，為控制溫度對電阻的影響，因在每次測量之后斷開開關(guān)。）尋求R與S之間的關(guān)系（備用方案）教師：我們接下來研究導(dǎo)體電阻R與橫截面積S之間的關(guān)系。根據(jù)控制變量法我們保證電阻的材料和導(dǎo)體的長度保持不變，改變導(dǎo)體橫截面積。我選用了鉛銻合金制成的2號保險絲。（協(xié)助學(xué)生完成實驗）學(xué)生活動3:（記錄表二的數(shù)據(jù)）（教師實驗測量與與b2之間的電壓值）尋求R與材料之間的關(guān)系教師：實驗最后我們測量不同材料，不同橫截面積，長度相同的鎳鉻合金3號電阻。學(xué)生活動4：（記錄表三的數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)處理得出R與L，S和材料之間的關(guān)系教師：請同學(xué)們按照學(xué)案的要求分析剛才得到的這三組數(shù)據(jù)。從表一開始，畫出U—L的圖像，并分析U，L的關(guān)系，從而得出R與L之間的關(guān)系，得出結(jié)論的同學(xué)請舉手示意。（走下講臺，指導(dǎo)并觀察學(xué)生）學(xué)生活動5：（計算處理表一的數(shù)據(jù)，并作圖）學(xué)生：U與L成正比，從而得出R與L成正比。（教師展示學(xué)生作圖結(jié)果，并鼓掌表示肯定）教師：這個同學(xué)表述的很好，那請大家繼續(xù)分析表二當中的數(shù)據(jù)，并把表一中2L所對應(yīng)的數(shù)值與之比較?？茨芊竦贸鲭娮鑂與橫截面積S之間的關(guān)系。做好的同學(xué)請舉手。我相信你們能做好。學(xué)生活動6：（計算處理表二的數(shù)據(jù)，并與表一做對比）學(xué)生：電壓U與S成反比，故R與S成反比。（教師對學(xué)生表示肯定）教師：這個同學(xué)也說的很好，即然R與L成正比，又與S成反比，那么RR=就應(yīng)該正比與L比S。也就是說，■,:那么常數(shù)K與什么物理量有關(guān)？請大家根據(jù)已測的數(shù)據(jù)計算1號保險絲，2號保險絲和3號鎳鉻合金電阻的k值。因_UL[DVUtiD工R二二k—S=71I3'江—為，K值計算時，n=3.14，L選1m,電壓、電流與L相對應(yīng)，所有物理量均采用國際單位。1、請第一大組的同學(xué)，計算表一“鉛銻合金”1號保險絲的常數(shù)K;2、請第二、三大組的同學(xué)，計算表二“鉛銻合金"2號保險絲的常數(shù)K；3、請第四大組的同學(xué)，計算表三“鎳鉻合金”3號電阻的常數(shù)K。學(xué)生活動7：（分組計算常數(shù)K）（教師巡視、指導(dǎo)學(xué)生進行，并收集數(shù)據(jù)進行整理）教師：請同學(xué)來試著分析一下這些數(shù)據(jù)能給我們什么樣的信息？學(xué)生：材料相同的電阻，K值基本相同；材料不同的電阻，K值不同；說明K值與電阻的材料有關(guān)。教師：這位同學(xué)分析的很好，我們把這個常數(shù)K叫做電阻率，一般用字母P表示。金屬電阻率由金屬導(dǎo)體的材料和溫度等因素共同決定。歸納總結(jié)總結(jié)電阻定律教師：導(dǎo)體的電阻R跟它的長度L成正比，跟它的橫截面積S成反比，還跟LH=p孱導(dǎo)體的材料有關(guān)系，這個規(guī)律就叫電阻定律。公式：：。解釋引課魔術(shù)教師：向電阻絲吹氣，加快了電阻絲的散熱而降溫，所以電路中的電流變大，小燈泡變得更亮了。這是溫度對電阻影響的體現(xiàn)。對于不同金屬導(dǎo)體隨溫度的變化不同我們可以對其加以利用，比如錳銅合金電阻率幾乎不收溫度的影響，常用來制作標準電阻；還有金屬電阻溫度計也是利用了電阻率的這一性質(zhì)而制成的。作業(yè).根據(jù)邏輯推理的方法，利用串并聯(lián)電路的特點，證明R與L,S之間的關(guān)系，.回答課本中的“思考與討論”。6、板書設(shè)計.電阻定律①內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長度成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。②數(shù)學(xué)表達:R二pL/S。.電阻率①物理意義:反映了材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。②金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而增大。7、教學(xué)反思本節(jié)課通過實驗探索、數(shù)據(jù)分析，得到了電阻定律，知道電阻率是反映材料導(dǎo)電性能優(yōu)劣的物理量，并由實驗感知電阻率與溫度有關(guān)。本節(jié)內(nèi)容從學(xué)生已有的知識出發(fā)，結(jié)合實驗探究和問題驅(qū)動的方式，展開對決定導(dǎo)體電阻的因素進行探討。注重學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，注重對物理科學(xué)思維方法的滲透，目的就是培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)，深入的理解物理概念和規(guī)律。附1：“學(xué)案”自主探究“電阻R與可能有關(guān)物理量之間的定量關(guān)系”一、提出問題：導(dǎo)體電阻（R）與那些物理量有關(guān)？它們存在什么樣的關(guān)系?二、猜想與假設(shè)：三、設(shè)計實驗探究方案：實驗器材：干電池2節(jié)、電鍵一個、滑動變阻器（最大阻值10Q）1個、電壓表1個、電流表1個、被測電阻絲一根、刻度尺一根、導(dǎo)線若干。實驗原理：電路設(shè)計：四、采集實驗數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)處理:五、實驗結(jié)論：六、反思與評價：四、采集實驗數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)處理:五、實驗結(jié)論：六、反思與評價：附2：《電阻定律》導(dǎo)案說明：（自制實驗儀器）1、R”串聯(lián)；相同,所以R:;U則可以通過研究口與L、￡之間的關(guān)系來尋求R與L$附2：《電阻定律》導(dǎo)案說明：（自制實驗儀器）1、R”串聯(lián)；相同,所以R:;U則可以通過研究口與L、￡之間的關(guān)系來尋求R與L$之間的關(guān)系S=ng），:SbR12、-探究實驗電路圖即研究U與S關(guān)系時，可以研究U與D二的關(guān)系j從而得到R與S的關(guān)系3、因為-丁----,K值計算時，口=3.14,L選1m,電壓、電流與L相對應(yīng)，所有物理量均采用國際單位。1、請第一大組的同學(xué)，計算表一“鉛銻合金”1號保險絲的