(中職)401第一節(jié)-電阻定律電子教案

（中職）401第一節(jié)電阻定律電子教案（中職）401第一節(jié)電阻定律電子教案（中職）401第一節(jié)電阻定律電子教案主題四直流電及其應(yīng)用第一節(jié)電阻定律教學(xué)設(shè)計(jì)案例課程內(nèi)容第一節(jié)電阻定律課程類型實(shí)驗(yàn)探究課課時(shí)1學(xué)時(shí)教材內(nèi)容分析本節(jié)主要讓學(xué)生通過控制變量實(shí)驗(yàn)，探究金屬導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度、橫截面積和材料的定量關(guān)系，理解電阻定律，能列舉電阻定律在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。了解超導(dǎo)現(xiàn)象，了解超導(dǎo)材料研究對(duì)科學(xué)發(fā)展和人類進(jìn)步的重大意義，關(guān)注超導(dǎo)材料研究的最新進(jìn)展。學(xué)情分析學(xué)生在初中也定性地了解了部分電阻定律的內(nèi)容，但沒有要求定量計(jì)算，中職物理中要更全面、深入地探究此規(guī)律，還要增進(jìn)對(duì)控制變量實(shí)驗(yàn)方法的了解，都是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。另外，要注意與初中所學(xué)電流、電阻概念和部分電路歐姆定律等內(nèi)容的銜接。教學(xué)目標(biāo)1．建構(gòu)電流、電阻的概念，了解電阻定律，形成電荷的定向移動(dòng)形成電流、導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用、導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度及橫截面積等因素有關(guān)、超導(dǎo)體是電阻為零的導(dǎo)體等物理觀念，并能應(yīng)用其解釋相關(guān)現(xiàn)象，解決生活中的簡(jiǎn)單問題。2．了解建構(gòu)電流等物理模型的方法和定義電流和電阻概念的比值定義法。了解描述部分電路歐姆定律、電阻定律時(shí)使用的數(shù)學(xué)方法以及探究電阻定律時(shí)使用的歸納法、控制變量法等。3．通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)觀察等物理學(xué)科核心素養(yǎng)。通過探究實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)操作技能、技術(shù)運(yùn)用和探究設(shè)計(jì)能力。4．通過探究實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步體會(huì)工匠精神，增強(qiáng)合作交流能力。了解我國(guó)在超導(dǎo)材料領(lǐng)域的科學(xué)成就，增強(qiáng)民族自豪感和科技傳承的責(zé)任感。教學(xué)重點(diǎn)讓學(xué)生建構(gòu)電流、電阻等概念，探究電阻定律，了解超導(dǎo)現(xiàn)象。教學(xué)難點(diǎn)建構(gòu)電阻的概念，利用控制變量法探究電阻定律。教學(xué)策略讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)，了解新知識(shí)，形成新觀念，提高實(shí)驗(yàn)觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。主要教法啟發(fā)式講授、組織合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、探究實(shí)驗(yàn)、思考討論、合作學(xué)習(xí)教學(xué)資源多媒體課件展示系統(tǒng)、［四根金屬導(dǎo)體a、b、c、d（a與b的橫截面積和材料相同，a的長(zhǎng)度為b的1/2；b與c的長(zhǎng)度和材料相同，b的直徑為c的1/2；c與d的長(zhǎng)度和橫截面積相同，材料不同）、學(xué)生電源（6V），開關(guān)、滑動(dòng)變阻器（50Ω）、電壓表（3V）、電流表（0.6A）、導(dǎo)線若干］六套。課堂實(shí)施教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前準(zhǔn)備1.電流的方向是如何規(guī)定的？電流的大小如何計(jì)算？2.什么是電阻？部分電路歐姆定律是什么？3.金屬導(dǎo)體的電阻大小與其本身哪些因素有關(guān)系？有什么關(guān)系？4.探究電阻定律實(shí)驗(yàn)中，是如何測(cè)量導(dǎo)體的電阻的？使用了哪些科學(xué)方法？5.電阻定律是什么？6.常見金屬中，哪一種的電阻率最??？7.什么是超導(dǎo)現(xiàn)象？什么是臨界溫度？8.我國(guó)在世界超導(dǎo)材料領(lǐng)域的水平如何？1.安排學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學(xué)生提出的問題進(jìn)行有針對(duì)性地備課，準(zhǔn)備在課堂上學(xué)生討論時(shí)給予指導(dǎo)。對(duì)教材和教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，并與同學(xué)討論其中發(fā)現(xiàn)的問題，將疑問反饋給老師。讓學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己不理解的問題，準(zhǔn)備到課堂上與同學(xué)討論，與老師交流，解決疑問。課堂實(shí)施新課引入創(chuàng)設(shè)情境：家里需要安裝大功率空調(diào)時(shí)，由于空調(diào)工作電流較大，可能需要為它裝配一條專用導(dǎo)線。商店里出售的電線有許多種：粗的、細(xì)的、銅的、鋁的，如圖所示。。展示圖片、提問：該怎樣選擇合適的導(dǎo)線呢？觀看、思考激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)新課教學(xué)我們?cè)诔踔袑W(xué)過，電荷的定向移動(dòng)形成電流，它也是一種物理模型。要形成電流，必須有能夠自由移動(dòng)的電荷——自由電荷。金屬中的自由電子，電解質(zhì)溶液（酸、堿、鹽的水溶液）中的正、負(fù)離子，都是自由電荷。在什么條件下，自由電荷才能發(fā)生定向移動(dòng)呢？當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端沒有電壓時(shí)，導(dǎo)體中大量的自由電子不停地做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。自由電子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，如圖所示。從宏觀上看，導(dǎo)體中的自由電子沒有定向移動(dòng)，所以沒有電流。把金屬導(dǎo)體的兩端分別接到電源的兩極上，兩端有了電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流，如圖所示。展示圖片、講解傾聽、理解讓學(xué)生增加對(duì)電流模型的理解。導(dǎo)體中的電流可以是正電荷的定向移動(dòng)，也可以是負(fù)電荷的定向移動(dòng)，還可以是正、負(fù)電荷沿相反方向的定向移動(dòng)。習(xí)慣上規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉Ｔ诮饘賹?dǎo)體中，電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反；在電解質(zhì)溶液中，電流的方向與正離子定向移動(dòng)的方向相同，與負(fù)離子定向移動(dòng)的方向相反。電流有強(qiáng)弱之分，電流的強(qiáng)弱用電流這個(gè)物理量來表示。通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時(shí)間t的比值，稱為電流。電流用I表示，則I電流的國(guó)際單位制單位是A（安）。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生鞏固對(duì)電流方向和大小的認(rèn)識(shí)。只有在導(dǎo)體的兩端加上電壓，導(dǎo)體中才會(huì)有電流。那么，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓有什么數(shù)量關(guān)系呢？德國(guó)物理學(xué)家歐姆通過實(shí)驗(yàn)歸納出：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比。對(duì)于同一個(gè)導(dǎo)體，不管電壓和電流的大小怎樣變化，其比值都是恒定的。而對(duì)于不同的導(dǎo)體，電壓和電流的比值一般是不同的。比值越大，表明導(dǎo)體在同一電壓下通過的電流越小。這個(gè)比值反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，稱為導(dǎo)體的電阻，用R表示，則R=U電阻的國(guó)際單位制單位是Ω（歐）。根據(jù)上式可知I即，導(dǎo)體中的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，與導(dǎo)體的電阻R成反比。這就是部分電路歐姆定律。講解傾聽、理解、記憶讓學(xué)生鞏固對(duì)部分電路歐姆定律的認(rèn)識(shí)。電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與外加電壓或內(nèi)部電流的大小沒有關(guān)系。那么，電阻的大小與導(dǎo)體本身哪些因素有關(guān)系？有什么樣的關(guān)系呢？探究實(shí)驗(yàn)：探究電阻定律發(fā)現(xiàn)問題：導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體本身哪些因素有關(guān)？有什么關(guān)系？提出假設(shè)：導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)方案：由于導(dǎo)體的電阻受多種因素的影響，因此要采取控制變量法來研究電阻與以上每一種因素的關(guān)系。這就需要將金屬導(dǎo)體接入電路，用電壓表測(cè)量其兩端電壓，用電流表測(cè)量通過其電流，再利用部分電路歐姆定律即可計(jì)算出它的電阻值。最后將各金屬導(dǎo)體的電阻值進(jìn)行比較，驗(yàn)證上面的假設(shè)。組織學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。提醒學(xué)生注意參考教材中的探究步驟進(jìn)行。合作學(xué)習(xí)、探究實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)探究的方法。收集證據(jù)：準(zhǔn)備a、b、c、d四根金屬導(dǎo)體（a與b的橫截面積和材料相同，a的長(zhǎng)度為b的1/2；b與c的長(zhǎng)度和材料相同，b的直徑為c的1/2；c與d的長(zhǎng)度和橫截面積相同，材料不同）。按照?qǐng)D中所示的電路圖連接電路，在圖中的A、B之間分別接入a、b、c、d。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，保持導(dǎo)線兩端的電壓相同，分別測(cè)出相應(yīng)的電流。根據(jù)部分電路歐姆定律，利用R=U結(jié)果驗(yàn)證：（1）比較導(dǎo)體a、b的電阻之比與長(zhǎng)度之比，可歸納出導(dǎo)體電阻的大小與其長(zhǎng)度有關(guān)，且成比（填“正”或“反”）。（2）比較導(dǎo)體b、c的電阻之比與橫截面積之比，可歸納出導(dǎo)體電阻的大小與其橫截面積有關(guān)，且成比（填“正”或“反”）。（3）比較導(dǎo)體c、d的電阻值，可歸納出導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料關(guān)（填“有”或“無”）。交流反思：與同學(xué)討論，嘗試從微觀角度解釋導(dǎo)體的電阻為什么與以上因素存在相應(yīng)的關(guān)系。與同學(xué)交流，導(dǎo)體的電阻還可能與其他哪些因素存在關(guān)系？該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證？監(jiān)督學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，巡視、答疑、指導(dǎo)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。引導(dǎo)學(xué)生歸納導(dǎo)體電阻的規(guī)律。人們通過大量實(shí)驗(yàn)歸納出，導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。這就是電阻定律。寫成公式，則有R式中的比例常量ρ跟導(dǎo)體的材料有關(guān)，是一個(gè)反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率，它的國(guó)際單位制單位是Ω·m（歐·米）。幾種常用材料在20℃時(shí)的電阻率見表。從表中可以看出，金屬和合金的電阻率都很?。欢娔?、橡膠的電阻率都很大。使用時(shí)，可以根據(jù)需要，參照電阻率表選取合適的材料。例如，在輸電、用電線路中，為了減小電阻就要選用銅、鋁等材料作導(dǎo)線；電爐、滑動(dòng)變阻器等的電阻絲要選用電阻率稍大的合金材料制作；在用電器和電工工具的絕緣部分，又要選用電阻率超大的電木、橡膠等材料制作。講解傾聽、理解、記憶讓學(xué)生了解電阻定律及其應(yīng)用。我們?cè)诮o空調(diào)裝配專用導(dǎo)線時(shí)，由于空調(diào)的功率較大，工作電流也較大，因此應(yīng)選擇電阻較小的粗銅導(dǎo)線。回應(yīng)“情境與問題”中的問題。傾聽、理解讓學(xué)生了解用電阻定律解決實(shí)際問題。各種材料的電阻率都要受溫度變化的影響。純金屬（如鉑、金、銅、鎳等）的電阻率隨溫度的升高而增大，利用這種特性可制成電阻溫度計(jì)（如圖所示），即利用已知金屬的電阻隨溫度的變化情況，測(cè)出金屬的電阻就可以知道溫度。電阻溫度計(jì)測(cè)量范圍廣，測(cè)量精度高。目前最精密的電阻溫度計(jì)是用鉑制作的。有些合金如錳銅合金和康銅合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。展示圖片、講述傾聽、理解、記憶讓學(xué)生了解電阻與溫度的關(guān)系及應(yīng)用。1911年，荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯用液氦冷卻水銀，當(dāng)溫度下降到4.2K時(shí)發(fā)現(xiàn)水銀的電阻變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)稱為超導(dǎo)體。超導(dǎo)體具有很強(qiáng)的抗磁性，當(dāng)一個(gè)小的永磁體降落到超導(dǎo)體表面附近時(shí)，在永磁體與超導(dǎo)體間會(huì)產(chǎn)生排斥力，使永磁體懸浮于超導(dǎo)體上，如圖所示。展示圖片、講述觀看、傾聽、記憶讓學(xué)生了解超導(dǎo)現(xiàn)象。超導(dǎo)材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度，稱為超導(dǎo)材料的臨界溫度。目前發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料的臨界溫度都很低，科學(xué)家們?nèi)栽谂ふ腋邷爻瑢?dǎo)材料，即在室溫下就能工作的超導(dǎo)材料，以便得到更廣泛的應(yīng)用。我國(guó)在超導(dǎo)材料領(lǐng)域的探索及研究一直處于世界先進(jìn)水平。1989年，我國(guó)已研制成臨界溫度為132.2K的超導(dǎo)體。在2016年度國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，以中國(guó)科學(xué)院物理研究所趙忠賢院士為代表的團(tuán)隊(duì)，由于在超導(dǎo)材料方面的突出貢獻(xiàn)而獲得了國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。講述傾聽讓學(xué)生了解臨界溫度的概念及我國(guó)在超導(dǎo)材料研究領(lǐng)域的世界領(lǐng)先水平，增強(qiáng)民族自豪感。【應(yīng)用與拓展】超導(dǎo)的應(yīng)用前景超導(dǎo)的應(yīng)用具有十分誘人的前景。超導(dǎo)的應(yīng)用大致可分為三類：大電流應(yīng)用、電子學(xué)應(yīng)用和抗磁性應(yīng)用。大電流應(yīng)用即超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能等；電子學(xué)應(yīng)用包括超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)天線、超導(dǎo)微波器件等；抗磁性主要應(yīng)用于磁懸浮列車和熱核聚變反應(yīng)堆等。組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑自主學(xué)習(xí)、質(zhì)疑引導(dǎo)學(xué)生了解超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用前景。自由討論本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學(xué)還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學(xué)生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學(xué)的問題。通過思想的碰撞，發(fā)展學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。歸納總結(jié)本節(jié)鞏固了電流、電阻等概念，新建構(gòu)了電阻率、超導(dǎo)體、臨界溫度等概念，通過實(shí)驗(yàn)探究了金屬導(dǎo)體電阻的規(guī)律，了解了電阻定律及其應(yīng)用，還了解了超導(dǎo)現(xiàn)象及其應(yīng)用，增強(qiáng)了家國(guó)情懷等。歸納總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。傾聽、記憶幫助學(xué)生鞏固所學(xué)。課后提升書面作業(yè)實(shí)踐與探索4—1中第1、2題，獨(dú)立完成。實(shí)踐活動(dòng)實(shí)踐與探索4—1中第3、4題，任選一題，與同學(xué)合作完成。板書