【物理】2.1《探究决定导线电阻的因素》教案(粤教版选修3-1).doc

知识改变命运，学习成就未来
2.1 探究决定导线电阻的因素
设计思想：
通过学生经历科学探究的过程，体现出学习者的首创精神和作为发现者的喜悦，从而激发学习兴趣同时获得知识。本节课的教学中，对于导线电阻与长度和横截面积的定量关系，教师没有给予太多的提示及结论，而是让学生自己去分析和设计实验、通过实验探究得出。让学生在自主探究中揭示物理规律，培养科学探究的方法，激发学生的学习兴趣。
重视运用数学知识分析实验数据，得出物理规律。数学函数是分析物理问题和解决物理问题的一种基本方法，培养学生应用数学知识解决物理问题是新课标强调的一种能力。在本节内容中，对于学生实验得出的结论：导线的电阻与它的长度成正比；导线的电阻与它的横截面积成反比。而把此实验结论转化为函数关系式，是一个很强的抽象思维活动。结合学生实验情景，强调同种材料，横截面积相同时导线的电阻与它的长度成正比；同种材料，长度相同时导线的电阻与它的横截面积成反比。若同种材料，长度、横截面积同时变化时，其电阻将会怎样变化？从而得出。写成等式。而对函数式继续结合实验数据分析。同种材料，k相同，而不同材料，k不相同。结论：k与材料有关。使电阻率的提出变得顺理成章。
重视物理情景和物理现象的展示，帮助理解物理现象的本质和规律。概念的形成不应该仅仅是思维加工的结果，感知应该是思维的基础。没有充分的感知就没有深入的思维。物理情景和物理现象的展示能从多个角度加快学生感知的进程。在电阻率与温度的关系时，让学生观察演示实验，通过直观的灯泡的明暗、灯丝温度的改变，建立电阻与温度的联系，从而激发学生继续探究的激情。
课标要求、教学内容和教学对象分析：
高中物理《课标》在这里的要求是，“通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。”
本节是粤教版《物理》选修3—1第二章第一节。本节的电阻定律是这一章的基本规律之一，它反映了导体的电阻与导体的长度、横截面积及电阻率的定量关系，是后面串联、并联电路学习的基础知识。
学生初中已经定性地了解电阻跟导体的材料、长度、横截面积以及温度之间的关系，但是具体的定量关系不知道。电压表、电流表的使用是高中阶段首次使用，规范程度有待提高。
教学目标：
（一）知识与技能：
理解电阻的大小跟哪些因素有关，知道电阻定律。
了解材料的电阻率的概念、物理意义、单位及其与温度的关系。
(二)过程与方法：
经历探究决定导线电阻因素的过程，认识科学探究的方法；
通过决定导线电阻因素的实验，学习使用变量控制法；
通过对实验数据的分析，提高科学分析、提炼实验结果的能力；
(三)情感态度与价值观：
经历实验探究等学习活动，发展学生对科学的好奇心和探索未知的激情。
教学重点：
学会运用变量控制法进行实验探究；
培养实验数据分析能力；
电阻定律的内容及其应用；
教学难点
1、实验中规范使用仪器；
2、学会运用变量控制法进行实验探究，培养实验数据分析能力；
3、电阻率的概念及其物理意义；
难点突破方法：
通过实验数据分析，明确导电性能与材料性质有关
通过演示实验，建立导电性能与温度相关的联系
通过学生分析电阻率表,总结规律,获得结论
教学方法：
自主探究、综合、讲述法
教 具：
电阻定律示教板及相关器材25套，自制教具1件，日光灯灯丝、酒精灯和电池组、电键、连接用导线25套，多媒体课件。
教学过程：
复习引入：
1、欧姆定律的内容是什么？电路中导体的电流和电压怎样测量？
2、电阻怎样测量？能设计测量电阻的电路吗？
一、探究决定导线电阻的因素：
问题1、从你已有的知识，你认为电阻的大小R可能与导体的一些什么因素有关？
学生思考、讨论。（与长短、粗细、材料、温度有关）
师：导线的电阻与长短、粗细、材料、温度有关。这是同学们的结论，具体是一种什么样的定量关系呢？这就是今天同学们要求解决的问题。
问题2、决定导线的电阻有多个因素，在实验探究中怎样解决多个因素的问题？
师：请同学们观察实验桌上的仪器，根据已有的器材进行变量控制并设计实验方案。
问题3、请同学们设计实验方案和实验电路。
投影仪展示学生的电路图。
实验要求：电压表量程3V，电流表量程0.6A，导线电阻测量两组数据，完成实验记录表，每组同学必须完成A、B、C中的一组并可以自由选做另一组。

A、保持导线的材料和面积不变，长度不同
材 料
长度
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值Ω
镍铬
2l
1.

2.

镍铬
l
1.

2.

B、保持导线的材料和长度不变，面积不同
材 料
面积
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值Ω
镍铬
2s
1.

2.

镍铬
s
1.

2.

C、保持导线的长度和面积不变，而材料不同
材 料
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值Ω
镍铬

铁丝

投影结论：同种材料，横截面积S一定，电阻R随长度L成正比。 （1）
同种材料，长度L一定，电阻R随横截面积S成反比。 （2）
横截面积S和长度L相同时，不同材料电阻关系不相等。
定理推理：同种材料，当S、L都改变时，又怎样决定R呢？引导学生思考。 ，其中k物理学中叫电阻率，用ρ表示。对于同种材料，ρ相同，对于不同材料，ρ不同，说明了ρ由材料决定。
二．电阻定律：
1、内容——在温度不变时，导线的电阻与它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。
2、表达式 ( ——长度 S——横截面积 ——电阻率)
3、电阻率——
①单位：Ω·m
②物理意义：反映材料导电性能好坏。
观察课本P38表2-1-4。了解常见材料的电阻率。

0℃(Ω·ｍ)
20℃(Ω·ｍ)
100℃(Ω·ｍ)
银
1.48×10-8
1.6×10-8
2.07×10-8
铜
1.43×10-8
1.7×10-8
2.07×10-8
铝
2.67×10-8
2.9×10-8
3.80×10-8
钨
4.85×10-8
5.3×10-8
7.10×10-8
铁
0.89×10-7
1.0×10-7
1.44×10-7
锰铜
4.4×10-7
4.4×107
4.4×10-7
镍铜
5.0×10-7
5.0×10-7
5.0×10-7
③电阻率与温度关系
情景：如图，利用白炽灯灯丝演示电阻随温度变化的实验，学生观察实验现象，该现象说明了什么？

问题4、分析表格，你能总结出一些什么规律？
1、金属材料的电阻率随温度升高而增大。
2、材料的电阻率有的随温度改变而变化
大，可以利用制成温度计（电阻温度计），但也有些材料的电阻率几乎不随温
度改变而变化，用来制成标准电阻。
师：温度降低，电阻率就会变小，那么当温度不断降低，电阻会变为零？向学生提出超导体，有兴趣的同学可以借阅课外相关资料。
三、总结、扩展
本节课通过实验探索→数据分析，得到了电阻定律，知道电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量，并由实验感知电阻率与温度有关。
附：板书设计 探究决定导线电阻的因素
一、探究决定导线电阻的因素：
1、伏安法测电阻：。
2、通过变量控制进行实验探究。
二．电阻定律：
1、内容——在温度不变时，导线的电阻与它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。
2、表达式 ( —长度 S—横截面积　 —电阻率)
三．电阻率——
1、单位： Ω·m
2、物理意义：反映材料导电性能的优劣。
3、电阻率与温度有关。
教学反思:
“教学活动应该是学生对知识的建构过程”。本节内容从学生已有的知识出发，结合实验探究和问题驱动的方式，展开对决定导线电阻的因素进行探讨。注重学生经历探究的过程，注重对物理科学思维方法的渗透，目的就是培养学生良好的思维品质，深入的理解物理概念和规律。在知识建构中学习新东西，提高思维品质。
本节教学设计中对于学生实验探究没有让学生每组做三个实验，而只做了两个（一个必做，一个选做）。主要是因为这是高中阶段学生第一次做电学实验，对仪器的使用还不够熟练和规范，时间占用较长；但实际效果反而比较好。学生有选择性，还可以向别的组交流结果，学生积极性很强。而对于电阻率与温度的关系运用自己制作的简单实验器材进行演示实验，效果非常明显，学生的印象也非常深刻。给人的启发是只要我们平时多花点时间，有很多有趣的实验可以自己设计、制做，而这些实验在课堂上往往很有用，同时也能带动学生在生活中去发现、挖掘物理模型。
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