2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第十一章 電路及其應(yīng)用 2 導(dǎo)體的電阻教案 新人教版必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十一章電路及其應(yīng)用2導(dǎo)體的電阻教案新人教版必修3授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容來自2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十一章“電路及其應(yīng)用”中的第2節(jié)“導(dǎo)體的電阻”。教學(xué)內(nèi)容圍繞導(dǎo)體的電阻概念、決定因素以及電阻的計(jì)算進(jìn)行，具體涉及電阻的定義、歐姆定律中電阻的應(yīng)用、電阻與導(dǎo)體材料、長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系，并通過實(shí)例分析電阻在電路中的作用。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生在先前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了電流和電壓的基本概念，理解了歐姆定律的基本原理，并初步了解了電路的基本組成部分。在此基礎(chǔ)上，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將深入理解電阻的本質(zhì)，能夠聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，分析電阻對(duì)電路性能的影響，并掌握影響電阻大小的因素，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)復(fù)雜電路打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生以下幾方面的能力：首先，通過探究導(dǎo)體的電阻特性，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，使其能夠運(yùn)用科學(xué)方法分析物理現(xiàn)象。其次，通過對(duì)電阻概念的理解，強(qiáng)化學(xué)生的物理觀念，特別是在能量觀念方面，理解電阻與電路中能量損耗的關(guān)系。再次，通過解決實(shí)際電路問題，發(fā)展學(xué)生的模型構(gòu)建能力，使其能夠建立物理模型來描述電路現(xiàn)象。最后，通過小組合作和討論，提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，培養(yǎng)合作精神和批判性思維，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。這些目標(biāo)緊密聯(lián)系課本內(nèi)容，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中物理課程的學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的物理知識(shí)基礎(chǔ)，掌握了基本的電流、電壓概念和歐姆定律的應(yīng)用。在知識(shí)層面，學(xué)生對(duì)電路的基本原理有所了解，但對(duì)于導(dǎo)體的電阻特性及其影響因素的認(rèn)識(shí)可能還不夠深入。在能力方面，學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和問題分析能力，但將這些能力應(yīng)用于復(fù)雜電路問題的解決上仍有待提高。

學(xué)生在素質(zhì)方面表現(xiàn)出一定的探究精神，但科學(xué)思維能力、特別是模型構(gòu)建和批判性思維還有待加強(qiáng)。此外，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中表現(xiàn)出不同的行為習(xí)慣，部分學(xué)生積極參與，而有的則較為被動(dòng)，這將對(duì)課程的深入學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好新人教版必修3物理教材，特別是第十一章“電路及其應(yīng)用”相關(guān)內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備導(dǎo)體的電阻特性相關(guān)圖片、電阻與長(zhǎng)度、橫截面積關(guān)系的圖表、電阻應(yīng)用實(shí)例視頻等多媒體資源，以便直觀展示教學(xué)內(nèi)容。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備電阻器、電流表、電壓表、不同材質(zhì)的導(dǎo)體等實(shí)驗(yàn)器材，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，并保證器材的完整性和安全性。

4.教室布置：將教室劃分為理論學(xué)習(xí)區(qū)與實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，便于學(xué)生進(jìn)行分組討論和實(shí)驗(yàn)探究，同時(shí)設(shè)置多媒體展示區(qū)，方便展示教學(xué)資源。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)導(dǎo)體電阻的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場(chǎng)提問：“你們知道什么是導(dǎo)體的電阻嗎？電阻在我們的生活中有什么作用？”

展示一些關(guān)于電阻器在不同電路中的應(yīng)用圖片，讓學(xué)生初步感受電阻的重要性。

簡(jiǎn)短介紹電阻的基本概念和其在電路中的作用，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.電阻基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解電阻的基本概念、決定因素和計(jì)算方法。

過程：

講解電阻的定義，包括電阻與電流、電壓的關(guān)系。

詳細(xì)介紹電阻的決定因素，如材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度，使用圖表和示意圖輔助講解。

通過實(shí)際電路圖例，讓學(xué)生理解電阻在電路中的作用和如何計(jì)算電阻值。

3.電阻案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解電阻的特性和應(yīng)用。

過程：

選擇幾個(gè)典型的電阻應(yīng)用案例進(jìn)行分析，如不同材料導(dǎo)體的電阻比較、電阻在電路保護(hù)中的作用等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論，讓學(xué)生全面了解電阻的特性和應(yīng)用。

引導(dǎo)學(xué)生思考電阻在生活中的應(yīng)用，以及如何利用電阻解決實(shí)際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論電阻在新型電路或技術(shù)中的應(yīng)用，提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與電阻相關(guān)的主題，如“電阻與材料的關(guān)系”、“電阻在節(jié)能中的應(yīng)用”等，進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)電阻的認(rèn)識(shí)和理解。

過程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)電阻的重要性和意義。

過程：

簡(jiǎn)要回顧電阻的基本概念、決定因素、案例分析以及小組討論的內(nèi)容。

強(qiáng)調(diào)電阻在電路設(shè)計(jì)和生活中的應(yīng)用，鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中觀察和運(yùn)用電阻知識(shí)。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于“電阻在日常生活中的應(yīng)用”的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。知識(shí)點(diǎn)梳理1.導(dǎo)體電阻的定義：電阻是指導(dǎo)體對(duì)電流流動(dòng)的阻礙作用，是電流和電壓的比值，用符號(hào)R表示。

2.歐姆定律與電阻：歐姆定律表明，在溫度不變的情況下，導(dǎo)體中的電流與兩端電壓成正比，與電阻成反比，即I=V/R。

3.電阻的決定因素：

-材料特性：不同材料的電阻率不同，電阻率越大，電阻越大。

-長(zhǎng)度：導(dǎo)體長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大。

-橫截面積：導(dǎo)體橫截面積越小，電阻越大。

-溫度：導(dǎo)體溫度升高，電阻增大。

4.電阻的計(jì)算方法：電阻的計(jì)算公式為R=ρL/A，其中ρ為電阻率，L為導(dǎo)體長(zhǎng)度，A為導(dǎo)體橫截面積。

5.電阻器的種類與符號(hào)：介紹常見電阻器的種類，如碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻等，以及它們?cè)陔娐穲D中的符號(hào)表示。

6.電阻的應(yīng)用：

-限流：通過電阻限制電流的大小，保護(hù)電路元件。

-分壓：通過電阻的分壓作用，獲得不同電壓等級(jí)。

-熱效應(yīng)：電阻產(chǎn)生熱效應(yīng)，用于加熱元件或作為溫度傳感器。

7.電阻的串聯(lián)與并聯(lián)：

-串聯(lián)電阻：總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，用于獲得較大電阻值。

-并聯(lián)電阻：總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻倒數(shù)之和，用于獲得較小電阻值。

8.電阻的測(cè)量：使用萬用表或電阻表進(jìn)行電阻值的測(cè)量，了解四線測(cè)量法以減小測(cè)量誤差。

9.實(shí)際電路中的電阻選擇：

-根據(jù)電路要求選擇合適的電阻值。

-考慮電阻器的功率額定值，避免過熱損壞。

-考慮電阻器的精度和穩(wěn)定性。

10.電阻在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用案例：

-分析具體電路，如LED燈的限流電阻選擇。

-電壓分壓電路，如運(yùn)算放大器的偏置電壓設(shè)計(jì)。

-熱敏電阻在溫度控制電路中的應(yīng)用。重點(diǎn)題型整理1.計(jì)算題：已知某導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料，計(jì)算其電阻值。

舉例：一根銅導(dǎo)線，長(zhǎng)度為2m，橫截面積為1mm2，求該導(dǎo)線的電阻值（銅的電阻率為1.68×10^-8Ω·m）。

答案：R=ρL/A=(1.68×10^-8Ω·m)×(2m)/(1×10^-6m2)=0.0344Ω

2.應(yīng)用題：根據(jù)電路要求選擇合適的電阻器。

舉例：設(shè)計(jì)一個(gè)限流電路，要求通過電阻器的電流為10mA，電源電壓為12V，選擇合適的電阻器。

答案：R=V/I=12V/0.01A=1200Ω（選擇一個(gè)1200Ω的電阻器）

3.分析題：分析電阻串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)。

舉例：兩個(gè)電阻器分別為R1=100Ω和R2=200Ω，它們串聯(lián)后的總電阻是多少？

答案：R總=R1+R2=100Ω+200Ω=300Ω

4.計(jì)算題：已知電阻器的串聯(lián)和并聯(lián)關(guān)系，計(jì)算總電阻。

舉例：有三個(gè)電阻器，分別為R1=20Ω，R2=30Ω，R3=50Ω，它們并聯(lián)后的總電阻是多少？

答案：1/R總=1/R1+1/R2+1/R3=1/20Ω+1/30Ω+1/50Ω

R總=1/(1/20Ω+1/30Ω+1/50Ω)≈8.57Ω

5.設(shè)計(jì)題：根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)電阻分壓電路。

舉例：設(shè)計(jì)一個(gè)電阻分壓電路，從12V的電源中獲得6V的輸出電壓，求所需的兩個(gè)電阻器的阻值。

答案：設(shè)R1和R2為兩個(gè)電阻器，根據(jù)分壓公式V2=V×R2/(R1+R2)，可得：

6V=12V×R2/(R1+R2)

解得：R1=R2

因此，可以選擇兩個(gè)相等阻值的電阻器，例如R1=R2=6Ω。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置

-完成教材第十一章第2節(jié)后的練習(xí)題，重點(diǎn)包括計(jì)算題、分析題和設(shè)計(jì)題。

-選擇一個(gè)日常生活中的電路，分析其中使用的電阻器類型和作用，并繪制電路圖。

-小組合作，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻分壓電路，計(jì)算所需的電阻值，并說明其在實(shí)際中的應(yīng)用。

-寫一篇短文，探討電阻在節(jié)能中的應(yīng)用和未來發(fā)展。

2.作業(yè)反饋

-對(duì)學(xué)生的練習(xí)題完成情況進(jìn)行批改，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對(duì)電阻計(jì)算公式、串聯(lián)并聯(lián)電路特點(diǎn)的理解和應(yīng)用。

-對(duì)學(xué)生繪制的電路圖進(jìn)行分析，指出其中正確的部分和需要改進(jìn)的地方，如電阻器選擇是否合理、電路連接是否正確。

-對(duì)小組設(shè)計(jì)的電阻分壓電路進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出電路設(shè)計(jì)的合理性和可能存在的問題，指導(dǎo)學(xué)生如何優(yōu)