电阻定律教案.doc

第六节、电阻定律
教学目标
一、知识和能力
1、能叙述电阻定律，写出表达式。
2、能叙述电阻率的意义，能说出金属导体、半导体材料的电阻率随温度的变化规律，了解电阻率和温度有关。
二、过程和方法
1、通过设计和操作实验，学会应用控制变量法来进行研究的方法。
2、通过分析处理数据，培养学生逻辑思维能力和分析问题解决问题的能力。
3、通过研究各材料的电阻率表格，培养学生收集信息、综合分析获取知识的能力。
三、情感和价值观
1、培养学生热爱科学，激发学生努力探索未知的激情。
2、培养学生团结协作精神。
教学重点 电阻定律的得出
教学难点 电阻率的概念
教学方法 分析法 类比法
教学用具 示教电流表 热敏电阻 干电池 40W电灯灯丝一个 电键 酒精灯
学生用具 电流表 伏特表 电键 干电池 滑动变阻器 导线若干
电阻定律演示共20套

教学过程
情景引入：可以给出投影，两只不同的灯泡亮暗情况不一样。为什么？
可以得出结论：电阻不一样，那么，电阻的阻值和哪些因素有关，以及具体是什么关系？这就是我们这节课需要探讨的问题。
一、 实验探究：、
1、 探究目的：探究导体电阻和哪些因素有关，及定量关系式。
2、 科学猜想：引导学生由生活中的现象猜想，归纳学生猜想：
（1） 移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻。
（2） 同是220V的灯泡，灯丝越粗用起来越亮。
（3） 电线常用铜丝而不用铁丝。
得出结论：导体的电阻可能和长度、横截面积、材料等有关。
3、 实验准备：
引导学生思考：要想得到电阻同三个因素之间的定量关系。那么你得首先能测出各个量的数值。
（1） 电阻的测定：利用伏安法测电阻。学生画出实验电路图。
（2） 长度的测量：刻度尺。
（3） 横截面积的测量：绕制多匝线圈，用刻度尺测量。
4、 研究方法：
[提问]：那如何把研究多个物理量之间关系的复杂问题变简单写？我们在以前学习中碰到过类似的情况吗？
思考并讨论：
类似研究牛顿第二定律：a于F和m之间的关系。控制两个量不变，研究R与第三个量之间的关系
分组讨论：
研究方法：控制变量法
这样一来，这个问题就等于分别研究电阻与长度、电阻与横截面积、电阻与材料之间的关系了，比如说：
（1）、研究电阻和长度的关系时，就选用横截面积和材料相同的导体
（2）、研究电阻和横截面积的关系，就选用材料和长度相同的导体
（3）、研究电阻与材料的关系是，就选用长度和横截面积相同的导体
5、进行实验：
为有效控制时间，学生分成三大组，每一组只研究一个关系。
将全班学生分成15组，其中5组研究电阻和长度的关系，5组研究电阻和横截面积的关系，5组研究电阻和材料的关系，
教师巡视，并对学生在研究中出现的问题进行订正和指导。
分组实验：
按照电路图，学生连接实物电路，进行读数
把数据纪录在学案上，并进行分析
6、结论汇报：
各课题组成员代表进行实验数据和实验结论的汇报。
除了实验探究的方法以外，我们还可以通过逻辑推理来探究。
学生：从实验知道，电流与导线的长度成反比，表明导线的电阻与导线的长度成正比。
学生：从实验知道，电流与导线的横截面积成正比，表明导线的电阻与导线的横截面积成反比。
学生：从实验知道，电流与导体的材料有关，表明导线的电阻与材料的性质有关。
二、 理论探究：
1、 分析导体电阻与它的长度的关系：
我们可以把一条长度为L，电阻为R的导体分成N等份，让学生利用串联知识，探讨此时导体电阻与长度关系。
得出结论：在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比。
2、 研究导体电阻与它的横截面积的关系：
我们可以把N条相同的导体紧紧的束在一起，组成一个新的导体。由学生根据并联知识探讨此时导体电阻与横截面积关系。
得出结论：在长度、材料相同的情况下，导体电阻和横截面积成反比。最后在通过实验得出导体电阻与材料的关系。总结得出：
三、电阻定律：
1、电阻定律内容：导体的电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比。
写成式子形式，R∝L/S 写成比例形式， R=KL/S 分析比例常数的意义。
在实验中也发现，即使L、S都相同，若材料不同，则电阻也不同，可见比例常数和材料有关，同时，对同一材料来说，比例常数相同，对不同材料来说，比例常数不同。它是反映材料本身性质的物理量，我们把它定义为电阻率，并用一个专门的字母ρ表示。所以，公式可写成：
2、公式：R= ρL/s
分析：当L、S一定时，ρ越大，R越大，即导电性能越差；反之，导电性能越好所以，电阻率是反映导电性能好坏的物理量
3、电阻率ρ
(1)反映了材料导电性能的好坏
提问：对某一材料来说，ρ的数值等于多少？我们可以怎样来测量？
教师总结：由R=ρL/s可得，ρ=RS/L,可以得出某材料的电阻率在数值上就等于用该材料制成的长为1米、横截面积为1平方米的导体的电阻
（2） 大小等于l=1m,S=1m2的导体电阻
（3） 单位：Ω·m
［投影］几种导体材料在20℃时的电阻率
材料
ρ/Ω·m
材料
ρ/Ω·m
银
1.6×10-8
铁
1.0×10-7
铜
1.7×10-8
锰铜合金
4.4×10-7
铝
2.9×10-8
镍铜合金
5.0×10-7
钨
5.3×10-8
镍铬合金
1.0×10-6
锰铜合金：85%铜，3%镍，12%锰。
镍铜合金：54%铜，46%镍。.
镍铬合金：67.5%镍，15%铬，16%铁，1.5%锰。
学生思考：
（1）金属与合金哪种材料的电阻率大？
（2）制造输电电缆和线绕电阻时，怎样选择材料的电阻率？
4、电阻率与温度的关系
演示实验：将日光灯灯丝（额定功率为8 W）与演示用欧姆表调零后连接成图电路，观察用酒精灯加热灯丝前后，欧姆表示数的变化情况。
学生总结：当温度升高时，欧姆表的示数变大，表明金属灯丝的电阻增大，从而可以得出：金属的电阻率随着温度的升高而增大。
教师：介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图所示。
学生思考：锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小， 怎样利用它们的这种性质？
解答：利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。
四、课堂总结、点评
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
1、用实验探究和理论探究的方法得出了电阻与长度、横截面积、材料之间的定量关系。
2、电阻定律R=ρL/s
3、电阻率是反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变；某些材料的电阻率会随温度的升高而变大（如金属材料）；某些材料的电阻率会随温度的升高而减小（如半导体材料、绝缘体等）；而某些材料的电阻率随温度变化极小（如康铜合金材料）
作业：问题与练习2、3、4