北师大版九年级物理全一册11.7《探究——影响导体电阻大小的因素》 教案设计

第十一章简单电路

第七节探究——影响导体电阻大小的因素

一、教学背景分析

本节从生活中各种各样的导线粗细、长短、材料不同出发，探究影响导体电阻大小的因素，教学内容更加贴近学生的生活，学生可以初步认识生活、社会与物理学的关系。本节课的重点是掌握探究解决问题的方法，学会研究问题。

本节课的教学对象是初三学生，对于电阻的概念，学生已经有了一定的认识，但对电阻的影响因素并不了解。本节课教学内容要求学生知道决定导体电阻大小的四个因素，即导体的材料、长度、横截面积和温度。本节课充分调动学生的积极性、发挥学生的自主性，认真地从提出问题开始，制订解决问题的方案，认真细致地操作、收集证据，经过分析总结出结论，然后交流和评估研究结果，经历探究的全过程。

二、教学目标

1．知道决定电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度。

2．了解导体电阻受温度的影响、超导的一些特点以及超导对人类生活和社会发展可能带来的影响。

3．通过探究影响电阻大小因素，进一步体会研究多因素问题的探究方法。

4．在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，学习研究问题的方法，培养严谨的习惯和实事求是的态度。

三、教学重点和难点

教学重点：1. 实验的设计与实验过程，以及分析过程。

2. 影响导体电阻大小的因素。

教学难点：实验的设计。

利用对实验现象的分析与思考，得出电阻是导体的一种性质的结论，进一步引导学生用控制变量的方法探究决定电阻大小的因素，在分析和讨论过程中培养学生会用类比、控制变量等基本方法研究物理问题。

四、教学过程

1.教学引入——问题与猜想

通过教材图11-65的导线，提出下列问题：

（1）生活中常见的导线多是铜芯或铝芯，为什么很少用铁芯？

（2）为什么有的导线芯比较粗？

（3）不同规格的灯泡，为什么有的灯丝长，有的灯丝短？有的灯丝粗些，有的灯丝细些？

学生提出猜想：导体的电阻与导体材料、粗细和长度有关。 2.“知识点”教学 制订计划

（1）用什么办法来判断被测导体的电阻是相同或不同的？

灯泡的亮度或者电流表示数，通过导体电流越大，导体对电流的阻碍越小。 （2）你的研究需要那些器材呢？

电源、电流表、灯泡、导线（带鳄鱼夹）、长短粗细材料不同的导线若干。 （3）如何设计电路？（请画出电路图并连出实物图如图11-7-1）

（4）设计方案中要注意什么？

对实验相关量的分析。研究电阻与导体材料的关系时，只改变材料，导体的长度和横截面积必须相同；研究电阻与导体的长度的关系时，只改变长度，材料和横截面积必须相同；研究电阻与导体的横截面积的关系时，只改变横截面积，材料和长度必须相同。

铜丝

铝丝

图11-7-1

A

● 收集证据

利用如图11-7-2所示的器材，进行实验。1、3、4是镍镉合金丝，1、4横截面积为S ，3的横截面积为2S ；2是锰铜丝，横截面积为

S 。

（1） 研究电阻与导体材料的关系，选择1、2导线接入电路。数据记录在表格中。

接入电路的导体 电流表示数/A 小灯泡的亮暗 接入导体电阻的大小 长度、粗细相同的 1镍铬丝

2锰铜丝

（2） 研究电阻与导体的长度的关系，选择1、4导线接入电路。数据记录在表格中。

接入电路的导体 电流表示数/A 小灯泡的亮暗 接入导体电阻的大小 材料、粗细相同的 1镍铬丝 4镍铬丝

（3） 研究电阻与导体的横截面积的关系，选择1、3导线接入电路。数据记录在表格中。

接入电路的导体 电流表示数/A 小灯泡的亮暗 接入导体电阻的大小 材料、长短相同的 1镍铬丝 3镍铬丝

● 分析与结论

导体的电阻与材料、长度、横截面积有关，长度越长，电阻越大，横截面积越大，电阻越小。

● 评估与交流

影响导体电阻大小的因素只有导体的材料、长度和横截面积吗？做如图11-7-3演示实验。观察到当给金属丝加热时，电流表示数变小、灯泡变亮，表明金属丝电阻随温度增加而变大。

图11-7-2

图11-7-3

所有导体温度升高电阻都变大吗？做如图

11-7-4演示实验。观察到当给热敏电阻加热时，电

流表示数变大、灯泡变亮，表明热敏电阻阻值随温

度增加而变小。

因此，导体电阻随温度变化，但有的随温度升

高而变大，有的随温度升高而变小。

图11-7-4

●视野拓展

介绍超导体：是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零的导体，它具有三个特性。

完全电导性：指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。

完全抗磁性：又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象。

通量量子化：指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体—绝缘体—超导体结构可以产生超导电流。

超导体应用：

强电应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能；

弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；

抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆。

●课外实践

学生在白纸上用2B铅笔画出导线，一位学生设计出长短或粗细不同的两个电路，另一位学生利用电池和二极管，以及铅笔画出的导线，组成闭合回路，观察二极管的亮度，说明实验现象及由现象得到的结论。

3．课堂小结

影响电阻大小的因素：导体的电阻与材料、长度、横截面积有关，长度越长，电阻越大；横截面积越大，电阻越小。

4.小练习

1.关于导体和绝缘体，下列说法正确的是（）

A. 导体中有多余的电子，而绝缘体中没有多余的电子

B. 导体对移动电荷没有阻碍作用，绝缘体对移动电荷有阻碍作用