2019-2020年高中物理《电阻定律》教案15 新人教版选修3-1

2019-2020年高中物理《电阻定律》教案15 新人教版选修3-1
设计理念：关键语---生活。

物理起源与生活，又应用于生活。

本节课的主线索就是从生活中的一则新闻激起学生的兴趣，引导学生运用科学知识探讨并解决问题，最后以处理生活中的具体问题收尾，体现了物理和生活的贴近性。

教学要求
（1）知识与技能：1：从理论探究和实验探究两个角度理解和掌握导体的电阻与什么因素有关
2：掌握公式：R=ρ
（2）过程与方法：让学生通过发现问题、钻研解决办法以及理论探究或者实验探究的过程，逐步培养学习思维的能力。

（3）情感、态度和价值观：通过本节课的学习，培养学生尊重科学、崇尚并追求科学真理的精神。

教学中注意培养学生学会打破习惯化的思维模式，学会用新的
视角去观察、理解问题。

当然还包括学生对电脑或网络的正确认识。

本节教学重点难点分析
重点：（1）得出电阻与材料、长度、横截面积之间的关系
（2）探究过程的设计以及活动的开展
难点：探究过程的设计
教学主要器材：学生电源、电键、滑动变阻器、可滑式支架若干、不同粗细电阻丝若干、电压表三个、电脑、多媒体投影仪
教学手段：由引入（发现问题）、实验探究（包括思想的建立、目的的明确、方案的设计、
对实验方案的评价）以及探究活动后的小结（包括结论小结、方法小结、知识的延伸）三部
分组成。

注重理论探究和实验探究相结合，教师仅仅扮演导演的角色，让学生围绕问题进行
方案的设计，并且动手操作（分组实验），最后对自己的设计方案进行有效的评价。

教学过程：
1．引入：中央电视台xx年12月播放了北京市技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量抽查的消息。

消息引用检验负责人的话：“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜。

再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积缩小，买2.5平方（毫米）的线，拿到手的线可能是1.5或1.5多一点的，载流量不够。

从我们学物理的来说，怎样来理解这位负责人的说法？运用我们初中学过的电学知识，有没有发现导体的某些电学特性随着材料、截面积的变化而发生了变化？（学生回答）
教师加以小结：我们知道导体的电阻是导体本身的一种性质，在混有杂质、铜材质量不合格或横截面积变小的情况下会引起铜导线的电阻发生变化。

（引出本课主题）今天我们就来探究一下导体的电阻究竟会与哪些因素有关，有什么样的定量关系？（板书课题）
2．新课教学：
（1）猜想，将猜想结果合理化，并进行理论推导。

初步猜想：导体的电阻会与导体的长度、横截面积以及材料有关。

（教师追问）：你为什么会觉得电阻与导体的长度（或横截面积）有关系？你能否利用我们已经学过欧姆定律和电路的串、并联规律，说说他们可能有什么定量关系，并说出你的依据？
初步观点：在材料与横截面积相同的条件下，导体的电阻与长度成正比。

在材料与长度相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比。

导体的电阻还与导体的材料有关
（过渡）那么导体的电阻究竟与长度、横截面积以及材料的关系是否与我们上诉的观点一致呢？我们有没有令人比较信服的办法呢？
（2）实验方案的设计：（依据学生的方案，从准确性和可操作性两方面进行合适的评价，局部优化）
目的：探究导体的电阻与长度、横截面积以及材料的关系
保持导体的材料与横截面积不变，研究电阻与长度的关系
方法原理：控制变量法保持导体的材料与长度不变，研究电阻与横截面积的关系
保持导体的长度与横截面积不变，研究电阻与材料的关系
比如：保持导体的材料与横截面积（S）不变，研究电阻（R）与长度（L）的关系：
刻度尺直接测量
（渐进地简化）
I相同时，比较U（间接测量）
测量电路：
小结：（1
过渡到研究电阻与横截面积、材料的关系，有学生独立完成，反馈信息（怎么做的、结果如何，说明什么情况等等）。

（3）电阻定律：同种材料的电阻，其阻值R与它的长度L成正比，与它的横截面积成反比；导体电阻与构成它的材料有关。

比例系数我们定义为ρ，由导体的材料决定，是表征导电材料性质的一个重要的物理量，我们把它称为导体的电阻率。

公式：R=ρ
电阻率ρ：物理意义------是衡量物质导电性能好坏的一个物理量
定义------在数值上等于用那种物质做的长1米，截面积为1平方米的导线的电
阻值
单位------Ω.m
（请学生阅读书上表格，了解不同导体的电阻率的有关知识）
（演示实验）
导体的电阻率ρ还与温度有关，对大多数金属来说，温度升高，电阻率变大。

4．课堂小结：知识点的小结、方法的小结（理论探究、实验探究的方法在学习中使用的必要性）、以及在自我评价后对今后学习的帮助
5．生活中的应用：科技高速发展，家用电器的体积越来越小，但性能却不受影响（比如老师的笔记本电脑），主要原因是采用了大量的微型元件。

如图所示，R1R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但R2的尺寸比R1要小很多。

通过两导体的电流方向如图所示。

这两个导体的电阻有什么关系？
R1R2
（1）掌握电阻定律的内容和物理意义；
（2）掌握电阻率的概念，知道电阻率和哪些因素相关。

教学重点：电阻定律的理解和掌握。

教学难点：什么情况下考虑电阻率随温度的变化，什么情况下忽略这种影响。

教学教具：蓄电池、电流表、伏特表、滑动变阻器、不同材料、粗细、长度的导线若干。

教学过程：
（一）复习引入
计算：已知金属铜在单位体积中的自由电子数为8.5×1028m−3，现在横截面积为1.0mm2
的铜导线中通过1.2A的电流，试求导线中自由电子的定向移动速率。

（答案：8.9×10−5m/s）
在我们刚才计算中，我们用到了电流的微观解释I = neSv ，让我们讨论这样几个问题：
1、在电压一定的情况下，如果仅将导体的横截面积S增大，电流会怎样变化？（教师提示：
电场强度
．．．．<对柱形导体，看成匀强电场E = > 会变化吗？→v会变化吗？→n会变化吗？）→结论：I变大。

2、在电压一定的情况下，如果仅将导体的长度L增大，电流会怎样变化？（教师提示：和上面类似）→结论：I变小。

3、在电压一定的情况下，如果仅将导体的温度升高，电流会怎样变化？（教师提示：和上
面类似，但要提请学生注意电子热运动速率的变化
．．．．．．．．——客观上造成阻碍作用加大）→结论：I变小。

总结：同学们，我们刚才讨论的虽然是电流的变化，但根据欧姆定律，它事实上反映另外一个隐含的信息：电阻会随着导体某些因素的改变而改变。

本节任务，就是要是要具体找出影响导体电阻的因素，并定量的总结出相关规律。

（二）新课教学
1、电阻定律
请同学们根据刚才的理论分析，总结三个因素对电阻的定性影响？（S增大，R减小；l
增大，R增大；T升高，R增大。

）过渡：这种关系能不能通过实验来验证呢？我们下面请
看（2.6-3）
（1）探究方案一
（2）探究方案二
（3）电阻定律：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比，即R = ρ。

2、电阻率
由于在S 、L相同的情况下，ρ大，R就大，导电性就差，反之，则越好。

所以ρ是
一个能反映导体导电性能好坏的物理量。

研究表明，电阻率又和两个因素相关（这就象写一
篇文章的插叙一样），它们是1、材料(具体情况请见教材P58)从表格我们可以看出哪些信
息？（导电性谁好谁差；标题有20℃的限制）2、温度，研究表明，一般的导体，在温度
升高时，ρ增大（但对于非金属导体，也会出现反常情况）。

至此，我们先从理论的角度得
出影响电阻的几个因素就一一做了介绍。

3、小结
1、本节知识较单纯，电阻定律只是在初中的基础上给出了一个定量的关系。

但是，本节还
是有一个新的要点，那就是，我们发现导体的电阻还会和温度相关。

这一点在实际中是有意义的，比如，物理学家们根据这个特性制成了热敏电阻，大家只要去了解一下电饭煲的工作原理，就会感受到热敏电阻的使用价值了。

此外，电阻随温度的变化在以后（超导及其应用）中还会有深刻的发挥。

2、不过话又说回来，当我们考虑到电阻随温度的变化时，我们的很多电学问题的讨论是很麻烦的，因此，在更加广泛的场合，我们忽略了这种效应。

甚至在中学阶段，如果不是题目明确考察电阻随温度的变化规律，我们都不考虑这一点。

这也是我们应该记住的一个常规。

作为电阻定律的巩固，我们最后完成这样一个练习。