11.2 導(dǎo)體的電阻（教學(xué)設(shè)計(jì)）- 【上好課】高二物理同步備課系列（人教版2019必修第三冊(cè)）

第2節(jié)導(dǎo)體的電阻教學(xué)設(shè)計(jì)備課人學(xué)科物理課題導(dǎo)體的電阻教學(xué)內(nèi)容分析在上一節(jié)對(duì)電流有了新的生疏的基礎(chǔ)上，本節(jié)要引導(dǎo)同學(xué)對(duì)電阻概念進(jìn)行更深化的探討。從電阻的定義，到對(duì)歐姆定律的理解，對(duì)影響導(dǎo)體電阻大小的因素的定量分析，對(duì)電阻率的介紹，再到由此引出的線性元件和非線性元件、導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的區(qū)分，這些內(nèi)容為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。學(xué)情分析同學(xué)在學(xué)校階段已經(jīng)對(duì)電阻的基礎(chǔ)學(xué)問有肯定的了解，但對(duì)阻礙作用的生疏并不深刻，對(duì)影響電阻大小的因素只限于定性的了解。本節(jié)課的教學(xué)要讓同學(xué)通過探究試驗(yàn)定量生疏影響電阻大小的因素，進(jìn)而了解電阻定律，并由此對(duì)電阻率有肯定的了解。同時(shí)，本節(jié)的試驗(yàn)讓同學(xué)在原有的基礎(chǔ)上對(duì)探究試驗(yàn)的方法進(jìn)行了練習(xí)，培育了同學(xué)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和刻苦探究的科學(xué)精神。教學(xué)目標(biāo)1.體會(huì)物理概念及規(guī)律的建立過程，理解電阻的定義。2.通過試驗(yàn)探究，了解金屬導(dǎo)體的電阻與材料、長(zhǎng)度和橫截面積的定量關(guān)系，體會(huì)物理學(xué)中把握變量的爭(zhēng)辯方法。3.引導(dǎo)同學(xué)觀看試驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析思考，了解電阻率的物理意義及其與溫度的關(guān)系。通過查找資料、溝通爭(zhēng)辯，初步了解超導(dǎo)現(xiàn)象及其應(yīng)用。4.設(shè)計(jì)試驗(yàn)探究影響導(dǎo)體電阻的因素，同時(shí)學(xué)習(xí)電流表的內(nèi)外接、滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法對(duì)電路的影響。5.能由伏安特性曲線分析不同導(dǎo)體的導(dǎo)電性能的區(qū)分，體會(huì)電阻率在科技、生活中的應(yīng)用。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：電阻的定義及電阻的打算因素。教學(xué)難點(diǎn)：電阻的定義及電阻的打算因素。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)同學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入【提問】在導(dǎo)體的兩端加上電壓，導(dǎo)體中會(huì)有電流。不同的導(dǎo)體，因它們的材料、長(zhǎng)度、橫截面積等不同，會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生不同的阻礙作用。我們能不能求出導(dǎo)體對(duì)物體阻礙作用的大小呢？在學(xué)校物理學(xué)問的基礎(chǔ)上思考。在以往物理學(xué)問的基礎(chǔ)上提出問題，引發(fā)同學(xué)思考。環(huán)節(jié)一試驗(yàn)探究【提問】導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓有何關(guān)系？怎樣設(shè)計(jì)電路進(jìn)行探究？【敘述】介紹分壓電路。測(cè)量電路：測(cè)導(dǎo)體B的電流、電壓。把握電路：(分壓電路)可以供應(yīng)從零開頭連續(xù)變化的電壓?！纠繉?duì)比分壓電路電路圖連接實(shí)物。指導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行試驗(yàn)操作?！咎釂枴吭鯓犹幚頂?shù)據(jù)？【提問】能得出怎樣的結(jié)論？這肯定值被稱為電阻?！緮⑹觥侩娮璺从硨?dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，是導(dǎo)體兩端的電壓U與通過導(dǎo)體的電流I的比值。定義式為：R留意：R只與導(dǎo)體本身性質(zhì)有關(guān)。單位：國(guó)際單位：歐姆（Ω）換算關(guān)系：1kΩ＝103Ω，1MΩ＝106Ω【播放視頻】探究電流與電壓的關(guān)系。思考探究方法。觀看電路圖，思考電路的工作過程、測(cè)量原理。進(jìn)行連線練習(xí)。連接電路，進(jìn)行試驗(yàn)操作并記錄數(shù)據(jù)。做U-I圖。分析圖像并作答：①U-I圖像是一條過原點(diǎn)的直線；②同一導(dǎo)體，UI對(duì)學(xué)校所學(xué)物理學(xué)問進(jìn)行復(fù)習(xí)。觀看視頻，關(guān)注試驗(yàn)中的細(xì)節(jié)問題。提出問題，引導(dǎo)同學(xué)設(shè)計(jì)試驗(yàn)。介紹分壓電路，一方面使同學(xué)了解到滑動(dòng)變阻器的另一種使用方法，另一方面也為后續(xù)的進(jìn)一步試驗(yàn)做預(yù)備。先進(jìn)行連線聯(lián)系，再實(shí)際操作，加強(qiáng)同學(xué)的識(shí)圖、試驗(yàn)力量。實(shí)際動(dòng)手試驗(yàn)，練習(xí)同學(xué)的實(shí)操力量，和各種元件的操作、讀數(shù)力量。練習(xí)用圖像法處理、分析數(shù)據(jù)。通過試驗(yàn)，結(jié)合學(xué)校的電學(xué)學(xué)問，復(fù)習(xí)電阻的定義、定義式、單位、換算。通過視頻再次強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)操作中的細(xì)節(jié)要求。環(huán)節(jié)二歐姆定律【提問】學(xué)校所學(xué)的歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式、適用條件是什么？留意區(qū)分關(guān)于電流的另外兩個(gè)公式：定義式：I打算式：I【敘述】對(duì)歐姆定律的理解：①歐姆定律是一個(gè)試驗(yàn)定律，是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，定律中的電壓U、電流I必需是相對(duì)于同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路而言的。②應(yīng)用公式時(shí)，應(yīng)留意公式中的三個(gè)物理量I、U、R是對(duì)應(yīng)于同一純電阻電路中同一時(shí)刻的值。③對(duì)R=UI，R不變時(shí)，U與I【提問】以下圖像的斜率有何含義？I-U圖被稱為導(dǎo)體的伏安特性曲線?！咎釂枴可鲜鰣D像可以是曲線嗎？若是曲線又反映了什么特點(diǎn)？【敘述】符合歐姆定律的導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。不符合歐姆定律的導(dǎo)體和器件，電流和電壓不成正比，伏安特性曲線不是直線，這種電學(xué)元件叫做非線性元件?！咎釂枴坑缮鲜鲈囼?yàn)表明白什么？→R=復(fù)習(xí)并回答：內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。表達(dá)式：I適用條件：適用于金屬、電解液等純電阻導(dǎo)電。氣體導(dǎo)電、半導(dǎo)體導(dǎo)電及含電動(dòng)機(jī)、電解槽等電器不適用。在原有學(xué)問的基礎(chǔ)上理解。思考并回答：在導(dǎo)體的U-I圖像中，斜率反映了導(dǎo)體電阻的大小。在導(dǎo)體的I-U圖像中，斜率反映了導(dǎo)體電阻的大小的倒數(shù)。思考并回答：曲線表示導(dǎo)體的電阻值發(fā)生了轉(zhuǎn)變。分析圖像，理解線性元件與非線性元件的區(qū)分?；仡櫾囼?yàn)并回答：電阻R的大小由導(dǎo)體本身打算，與電壓和電流無關(guān)。復(fù)習(xí)學(xué)校所學(xué)的歐姆定律，為后續(xù)的全電路歐姆定律做鋪墊。在前面試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)同學(xué)對(duì)歐姆定律的理解。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖像引出伏安特性曲線，并進(jìn)一步介紹線性元件好非線性元件，為后續(xù)的學(xué)習(xí)做鋪墊。介紹伏安特性曲線，以便同學(xué)能分析解決有一些實(shí)際情境的問題。環(huán)節(jié)三影響導(dǎo)體電阻的因素【提問】影響導(dǎo)體電阻的因素有哪些？【提問】怎樣設(shè)計(jì)試驗(yàn)定量爭(zhēng)辯這些因素對(duì)電阻大小的影響？a和b：長(zhǎng)度l不同，橫截面積S，材料相同。a和c：橫截面積S不同，長(zhǎng)度、材料相同。a和d：材料不同，長(zhǎng)度、橫截面積相同。指導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行試驗(yàn)操作和分析數(shù)據(jù)?！咎釂枴坑纱嗽囼?yàn)可以得出哪些結(jié)論？【播放視頻】探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素?！咎釂枴吭鯓訌囊延械睦碚搶W(xué)問動(dòng)身，分析上述因素對(duì)電阻大小的影響？【提示】從串聯(lián)的角度去考慮導(dǎo)體的電阻R與長(zhǎng)度L的關(guān)系?！咎崾尽繌牟⒙?lián)的角度去考慮導(dǎo)體的電阻R與橫截面積S的關(guān)系?！咎釂枴拷Y(jié)合上述兩個(gè)結(jié)論，可怎樣進(jìn)行進(jìn)一步的推導(dǎo)？復(fù)習(xí)并回答：導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積、溫度。思考并回答：用把握變量法，即同種材料，S肯定，轉(zhuǎn)變l，測(cè)R。同種材料，l肯定，轉(zhuǎn)變S，測(cè)R。不同材料，l肯定，S肯定，測(cè)R。連接電路，進(jìn)行試驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較分析電壓之比、與長(zhǎng)度之比、橫截面積之比及材料之間的關(guān)系。思考并回答：①同種材料，S肯定，R與L成正比。②同種材料，L肯定，R與S成反比。③不同材料，R不同。觀看視頻，關(guān)注試驗(yàn)中的細(xì)節(jié)問題。思考。思考并回答：一條長(zhǎng)導(dǎo)線可以看做n個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)1、電阻為R1的短導(dǎo)線串聯(lián)而成，由R=nR1，L=nL1有思考并回答：一條粗導(dǎo)線可以看做n個(gè)橫截面積為S0、電阻為R0的細(xì)導(dǎo)線并聯(lián)而成，由R=R0n，S=nS0思考并回答，理解表達(dá)式里ρ的含義?；仡檶W(xué)校學(xué)習(xí)過的學(xué)問，并在學(xué)校定性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行定量的探究。讓同學(xué)在進(jìn)行定量探究的同時(shí)再次練習(xí)探究試驗(yàn)的思路、方法。引導(dǎo)同學(xué)在試驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上，再結(jié)合理論推導(dǎo)，得到電阻定律。環(huán)節(jié)四導(dǎo)體的電阻率【敘述】電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。電阻的打算式：R=ρ比例系數(shù)ρ叫做這種材料的電阻率，不同種材料的導(dǎo)體ρ一般不同；在長(zhǎng)度、橫截面積肯定的條件下，ρ越大，導(dǎo)體的電阻越大?！境尸F(xiàn)】幾種導(dǎo)體材料在20℃時(shí)的電阻率?！咎釂枴勘砀竦念}目中為什么要指明溫度？【演示試驗(yàn)】電阻率與溫度的關(guān)系。試驗(yàn)現(xiàn)象：用酒精燈給燈絲加熱，發(fā)覺小燈泡變暗。試驗(yàn)結(jié)論：溫度上升，燈絲的電阻率變大了?！静シ乓曨l】電阻率與溫度的關(guān)系。【敘述】金屬的電阻率隨溫度的上升而增大?？捎糜谥圃旖饘匐娮铚囟扔?jì)?！静シ乓曨l】金屬電阻溫度計(jì)?！緮⑹觥坑行┖辖穑ㄥi銅合金和鎳銅合金），電阻率幾乎不受溫度變化的影響?？捎糜谥圃鞓?biāo)準(zhǔn)電阻?！緮⑹觥砍瑢?dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值時(shí)，某些材料的電阻突然減小到零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。1987年，華裔美國(guó)籍科學(xué)家朱經(jīng)武以及中國(guó)科學(xué)家趙忠賢相繼研制出釔—鋇—銅—氧系材料，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度提高到90K（－183.15℃）?！緮⑹觥喀?lt;10–6Ω·m的物體叫做導(dǎo)體。ρ>10–5Ω·m的物體叫做絕緣體。導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體叫做半導(dǎo)體。半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，電阻率隨溫度的上升而減小，導(dǎo)電性能由外界條件所把握，如轉(zhuǎn)變溫度、光照、摻入微量雜質(zhì)等?！咎釂枴侩娮璧膬蓚€(gè)計(jì)算式有何區(qū)分？【提問】電阻和電阻率有何區(qū)分？【提問】如圖，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但R2的尺寸比R1小很多。通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示。這兩個(gè)導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系？你認(rèn)為這種關(guān)系對(duì)電路元件的微型化有什么意義？【隨堂練習(xí)】在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上理解電阻定律。在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上理解電阻率ρ的概念。思考并回答：溫度對(duì)導(dǎo)體的電阻也有影響。觀看試驗(yàn)，思考并理解結(jié)論。觀看視頻。觀看視頻，理解金屬材料的電阻率特點(diǎn)。理解合金材料的電阻率特點(diǎn)。思考超導(dǎo)現(xiàn)象。通過電阻率的概念，對(duì)導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體有更深化的生疏。思考并完成表格。思考并完成表格。思考并回答：R=ρ由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無關(guān)，只與導(dǎo)體的厚度有關(guān)。這樣在制造電路元件時(shí)，可以將其表面積做得很小，而不增大電阻，有利于電路元件的微型化。練習(xí)鞏固本節(jié)學(xué)問點(diǎn)。介紹電阻定律，使同學(xué)對(duì)影響電阻大小的因素有更深化的理解。通過介紹電阻率的概念進(jìn)一步闡釋電阻定律的含義。進(jìn)一步提問，并結(jié)合試驗(yàn)，使同學(xué)對(duì)電阻定律之外溫度對(duì)電阻的影響有所了解。介紹不同材料的電阻率與溫度之間的關(guān)系及其應(yīng)用，使同學(xué)對(duì)溫度對(duì)電阻的影響有進(jìn)一步的認(rèn)知。介紹超導(dǎo)現(xiàn)象及我國(guó)在超導(dǎo)方面的爭(zhēng)辯成果，使同學(xué)在了解超導(dǎo)的同時(shí)產(chǎn)生民族驕傲感。通過對(duì)電阻率的進(jìn)一步介紹，使同學(xué)對(duì)導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體等有更精確?????的認(rèn)知。概念辨析，掛念同學(xué)進(jìn)一步了解不同的概念、公式的聯(lián)系、區(qū)分、適用范圍等。應(yīng)用電阻定律解決實(shí)際問題，掛念同學(xué)對(duì)其有更嫻熟的把握。課堂總結(jié)一、電阻：探究試驗(yàn)、定義、定義式、單位二、歐姆定律：1、歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式、理解2、伏安特性曲線3、線性元件、非線性元件三、電阻定律：1、探究影響導(dǎo)體電阻的因素試驗(yàn)2、電阻定律的內(nèi)容、表達(dá)式3、電阻率的含義、單位、與溫度的關(guān)系、不同電阻率材料的用途4、導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體板書設(shè)計(jì)§11.2導(dǎo)體的電阻1、探究：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系電路圖：2、電阻（R）：導(dǎo)體兩端的電壓U與通過導(dǎo)體的電流I的比值。定義式：R單位：歐姆（Ω）