2024-2025版高中物理 第二章 恒定電流 實驗：測定金屬的電阻率教案 新人教版選修3-1

2024-2025版高中物理第二章恒定電流實驗：測定金屬的電阻率教案新人教版選修3-1主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：測定金屬的電阻率

2.教學(xué)年級和班級：高中物理選修3-1，高二年級

3.授課時間：2024年10月10日

4.教學(xué)時數(shù)：1課時（45分鐘）核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標包括：

1.實驗與探究：通過測定金屬的電阻率實驗，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、數(shù)據(jù)處理能力和科學(xué)探究能力。

2.物理觀念：使學(xué)生理解電阻率的概念，建立電阻與導(dǎo)線長度、橫截面積和材料的關(guān)系。

3.科學(xué)思維：通過分析實驗結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生運用控制變量法、比例法等科學(xué)思維方法解決物理問題的能力。

4.科學(xué)態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生對實驗結(jié)果的尊重，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和積極的合作精神。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在之前的物理課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流、電阻的基本概念，并了解了一定的實驗操作方法。他們可能已經(jīng)接觸過簡單電阻的測量，但對測定金屬的電阻率實驗可能還不夠熟悉。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對實驗和實踐操作通常比較感興趣，因此通過實驗來測定金屬的電阻率可能會激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生可能需要進一步加強數(shù)據(jù)分析能力和實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能偏好visual或kinesthetic學(xué)習(xí)方式，因此需要通過實驗和實際操作來增強他們的學(xué)習(xí)體驗。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在實驗過程中，學(xué)生可能會遇到操作不當、數(shù)據(jù)處理不準確等問題。他們可能對電阻率的計算公式不夠熟悉，以及在實驗中如何控制變量和避免誤差的方法不夠了解。此外，學(xué)生可能對實驗結(jié)果的分析和解釋存在困難，需要教師的引導(dǎo)和幫助。學(xué)具準備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源1.軟硬件資源：實驗室設(shè)備，包括電源、電流表、電壓表、導(dǎo)線、電阻器、金屬樣品等。

2.課程平臺：無需特別指定，正常課堂講授和實驗操作。

3.信息化資源：PPT演示文稿，包括實驗步驟、數(shù)據(jù)處理示例等。

4.教學(xué)手段：實驗演示、分組討論、問題解答、實際操作等。教學(xué)流程（一）課前準備（預(yù)計用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解測定金屬電阻率的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)測定金屬電阻率內(nèi)容做好準備。

教師備課：

深入研究教材，明確測定金屬電阻率教學(xué)目標和測定金屬電阻率重難點。

準備教學(xué)用具和多媒體資源，確保測定金屬電阻率教學(xué)過程的順利進行。

設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)測定金屬電阻率的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進入測定金屬電阻率學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的電流、電阻的基本概念，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為測定金屬電阻率新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準確地講解測定金屬電阻率的知識點，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。

突出測定金屬電阻率重點，強調(diào)實驗操作方法和數(shù)據(jù)處理技巧，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞測定金屬電阻率問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學(xué)生提出自己的觀點和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計實踐活動或?qū)嶒?，讓學(xué)生在實踐中體驗測定金屬電阻率知識的應(yīng)用，提高實踐能力。

在測定金屬電阻率新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對知識點進行梳理和總結(jié)。

強調(diào)測定金屬電阻率的重點和難點，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對測定金屬電阻率知識的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決測定金屬電阻率問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進行及時訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與測定金屬電阻率內(nèi)容相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合測定金屬電阻率內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)測定金屬電阻率的心得和體會，增進師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的測定金屬電阻率內(nèi)容，強調(diào)重點和難點。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的測定金屬電阻率內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）金屬電阻率相關(guān)理論：介紹金屬電阻率的定義、計算公式及影響因素，讓學(xué)生深入理解電阻率的概念。

（2）實驗操作技巧：提供測定金屬電阻率實驗的操作步驟、注意事項及常見問題解答，幫助學(xué)生掌握實驗技能。

（3）數(shù)據(jù)處理方法：介紹實驗數(shù)據(jù)處理的基本方法，如平均值、誤差分析等，培養(yǎng)學(xué)生正確處理實驗數(shù)據(jù)的能力。

（4）相關(guān)實驗報告：分享一些優(yōu)秀的實驗報告，讓學(xué)生了解如何撰寫實驗報告，提高他們的寫作能力。

（5）金屬電阻率應(yīng)用案例：介紹金屬電阻率在實際生活中的應(yīng)用，如電子元件、電線電纜等，拓寬學(xué)生的知識視野。

2.拓展建議：

（1）讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，查找金屬電阻率的相關(guān)理論，加深對知識點的理解。

（2）組織學(xué)生進行小組討論，分享彼此的實驗操作技巧，互相學(xué)習(xí)，提高實驗技能水平。

（3）引導(dǎo)學(xué)生進行數(shù)據(jù)處理方法的學(xué)習(xí)，通過實例分析，讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)處理的方法和技巧。

（4）鼓勵學(xué)生撰寫實驗報告，培養(yǎng)他們的寫作能力和實驗總結(jié)能力。

（5）讓學(xué)生結(jié)合生活實際，思考金屬電阻率在生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)以致用能力。

（6）開展課外實踐活動，如自制電阻器、測量家用電器的電阻等，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

（7）引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理學(xué)科的前沿動態(tài)，如新型材料的電阻率研究等，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。典型例題講解本節(jié)課將講解與測定金屬電阻率相關(guān)的典型例題，通過這些例題的解析，幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識，提高解題能力。以下是五個典型例題及答案：

例題1：

某金屬導(dǎo)體的電阻率為ρ，長度為L，橫截面積為S。試求該導(dǎo)體的電阻R。

解答：

根據(jù)電阻率的定義，有R=ρ*(L/S)。

例題2：

已知某金屬導(dǎo)體的電阻R為10Ω，長度L為2m，橫截面積S為0.5cm2。求該導(dǎo)體的電阻率ρ。

解答：

根據(jù)電阻的計算公式，有ρ=R*S/L=10Ω*0.5cm2/2m=2.5*10^-8Ω·m。

例題3：

在測定金屬電阻率的實驗中，為了減小實驗誤差，應(yīng)采取哪些措施？

解答：

為了減小實驗誤差，可以采取以下措施：

1.選擇合適的金屬導(dǎo)體，使其長度和橫截面積適合實驗要求；

2.確保實驗過程中導(dǎo)體的溫度穩(wěn)定，避免溫度變化對電阻率的影響；

3.使用精確的測量儀器，如萬用表、電流表等；

4.進行多次測量，取平均值以減小隨機誤差；

5.在數(shù)據(jù)處理過程中，采用適當?shù)臄?shù)學(xué)方法，如誤差分析等。

例題4：

已知某金屬導(dǎo)體的電阻率ρ為5*10^-7Ω·m，長度L為10cm，橫截面積S為2cm2。求該導(dǎo)體的電阻R。

解答：

根據(jù)電阻率的定義，有R=ρ*(L/S)=5*10^-7Ω·m*(10cm/2cm2)=0.025Ω。

例題5：

某學(xué)生進行了測定金屬電阻率的實驗，測量數(shù)據(jù)如表所示：

|導(dǎo)體長度(L/m)|導(dǎo)體橫截面積(S/cm2)|電阻(R/Ω)|

|----------------|-----------------------|-------------|

|0.2|1|5|

|0.4|1|10|

|0.6|1|15|

求該金屬導(dǎo)體的電阻率ρ。

解答：

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可以計算出電阻率的平均值：

ρ_avg=(R1*S1/L1+R2*S2/L2+R3*S3/L3)/3

=(5Ω*1cm2/0.2m+10Ω*1cm2/0.4m+15Ω*1cm2/0.6m)/3

=(2.5*10^-7Ω·m+2.5*10^-7Ω·m+2.5*10^-7Ω·m)/3

=2.5*10^-7Ω·m。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和目標，布置以下作業(yè)：

a.完成實驗報告：要求學(xué)生根據(jù)實驗記錄，撰寫一份完整的實驗報告，包括實驗?zāi)康?、原理、步驟、數(shù)據(jù)處理和分析、結(jié)論等。

b.解答課后習(xí)題：要求學(xué)生完成課本后的習(xí)題，鞏固本節(jié)課所學(xué)的知識。

c.自主學(xué)習(xí)：要求學(xué)生通過查閱資料，了解金屬電阻率在實際生活中的應(yīng)用，并撰寫一篇短文進行分享。

作業(yè)反饋：

1