高中物理选修3-1教案3：2.6 导体的电阻教学设计

6 导体的电阻三维目标（一）知识与技能（1）进一步深化对电阻的认识。

（2）理解和掌握电阻定律及电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度有关。

（3）通过实验探究，培养学生实验能力；通过理论探究，培养学生逻辑推理能力。

（4）通过探究过程，培养学生获取知识、发展思维的能力。

（二）过程与方法通过从猜想→研究方法→实验操作等一系列探究过程，使学生经历探究过程，了解科学研究的一般程序，体验“通过控制变量和对比、分析解决三个变量之间关系和数据处理等的科学研究方法”。

（三）情感、态度与价值观（1）通过实验，领悟实事求是的理念，并在探究活动中培养合作精神。

（2）通过动手合作调动学生的学习主动性，培养他们的探究意识，激发学生学习的热情，体会研究的乐趣。

教学重点电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。

教学难点利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。

教学建议在本节课中，我们知道导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关，怎样研究一个物理量与多个物理量之间的关系呢？研究的方法是采用控制变量法，这一点应该让学生深刻体会。

在通过实验得到定律之后，还要强调，电阻率是表征导体本身材料性质的物理量，但并不是不变的，它和温度有关。

建议本节教学中要突出实验，强调方法，采用实验法和讲授法相结合的教学方法，让学生参与从提出问题、分析问题到解决问题的全过程，逐步培养学生解决实际问题的能力。

新课导入导入一引入新课教师：同学们在初中学过，电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小决定于哪些因素？其定性关系是什么？学生：导体电阻的大小决定于导体的长度、横截面积和材料。

同种材料制成的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。

教师：同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系，这节课让我们用实验定量地研究这个问题。

导入二复习提问：1、导体的电阻与哪些因素有关？2、我们有没有听说过半导体和超导体？你们知道它们有什么重要用途吗？导入新课：在初中我们已学过导体的电阻和导体的材料性质、长度、横截面积有关，侄是底是个什么关系呢？先通过实验来研究这个问题。

新课教学：教学过程：1、与导体电阻有关的因素介绍固定在胶木板上的四根合金导线L1、L2、L3、L4的特点：①L1、L2为横截面积相同、材料相同，而长度不同的合金导线(镍铬丝)；②L2、L3为长度相同，材料相同，但横截面积不同的合金导线(镍铬丝)；③L3、L4为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线(L3为镍铬丝，L4为康铜丝)。

演示：按下图连接成电路。

(1)研究导体电阻与导体长度的关系将与A、B连接的导线分别接在L1、L2两端，调节变阻器R，保持导线两端的电压相同，并测出电流。

比较通过L1、L2电流的不同，得出导线电阻与导线长度的关系。

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。

结论：导体的电阻与导体的长度成正比。

VAS A B(2)研究导体电阻与导体横截面积的关系将与A 、B 连接的导线分别接在L 2、L 3两端，调节变阻器R ，保持导线两端的电压相同，并测出电流。

比较通过L 2、L 3电流的不同，得出导线电阻与导体横截面积的关系。

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。

结论：导体的电阻与导体的横截面积成反比。

(3)研究导体的电阻与导体材料的关系将与A 、B 连接的导线分别接在L 3、L 4两端，重做以上实验。

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。

结论：导体的电阻与导体材料的性质有关。

2、电阻定律 电阻率 (1)电阻定律(师生共同活动，小结实验结论，得出电阻定律) ①内容导体的电阻R 跟它的长度L 成正比，跟它的横截面积S 成反比，这就是电阻定律。

②公式 R ＝ρL S(决定式)③适用条件电阻定律适用于粗细均匀的金属导体，也适用于浓度均匀的电解液。

(2)电阻率比例常数ρ跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。

①物理意义电阻率是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。

横截面积和长度都相同的不同材料的导体，ρ值越大，电阻越大。

当L ＝1m ，S ＝1m 2时，ρ的数值等于R 的值。

可见，材料的电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m 、横截面积为1m 2的导体的电阻。

②单位在国际单位制中，ρ的单位是欧姆米，简称欧米，符号是Ω·m 。

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。

巩固练习a．金属与合金哪种材料的电阻率大？合金的电阻率大。

b．制造输电电缆和线绕电阻时，怎样选择材料的电阻率？制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来做；制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。

③电阻率与温度有关演示：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下图电路，观察用酒精灯加热灯丝前后，欧姆表示数的变化情况。

现象：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。

结论：金属的电阻率随着温度的升高而增大。

(介绍电阻温度计的主要构造、工作原理)电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化制成的。

常用的电阻温度计是用金属铂做的，已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道温度。

锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小。

锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。

金属材料的电阻率随着温度的升高而增大，但是有些材料的电阻率随着温度的升高而减小，哪些材料具有这种性质呢？下节课我们再来学习有关的知识。

巩固练习①关于电阻率，以下说法中正确的是( A )A ．纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大B ．纯金属的电阻率随着温度的升高而减小C ．超导体的电阻率为零，所以在任何温度下对电流都没有阻碍作用D ．电阻率的大小只随温度的变化而变化，而与材料本身无关②一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5Ω，导线原来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍？[解析]一段导线对折两次后，变成四段相同的导线，并联后的总电阻为0.5Ω，设每段导线的电阻为R ，则R4＝0.5Ω，R ＝2Ω，所以导线原来的电阻为4R ＝8Ω。

若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍，则这一半的电阻变为4Ω×9＝36Ω，另一半的电阻为4Ω，所以拉长后的总电阻为40Ω，是原来的5倍。

③右图所示为滑动变阻器原理的示意图，下列说法中正确的是( BCD ) A ．a 和b 接入电路时，P 向右移动，电阻增大 B ．b 和d 接入电路时，P 向右移动，电阻减小 C ．b 和c 接入电路时，P 向右移动，电阻减小 D ．a 和d 接入电路时，P 向右移动，电阻增大 ④下列关于电阻率的说法中正确的是( B ) A ．电阻率与导体的长度、横截面积有关B ．电阻率是表示材料导电性能的物理量，与温度有关C ．电阻率大的导体，电阻一定大D ．金属电阻率在任何温度下都不可能为零⑤一只“220 V 100 W”的灯泡工作时电阻为484Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是( A )A ．小于484 ΩB ．大于484 ΩC ．等于484ΩD ．无法确定a b c dP⑥一个标有“220 V 60 W”的白炽灯泡，加上的电压U 由0逐渐增大到220 V ，在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用图线表示，在图中所给的四个图线中，肯定不符合实际的是( ACD )⑦如图所示，在相距40km 的A 、B 两地架两条输电线，电阻共为800Ω，如果在A 、B 间的某处发生短路，这时接在A 处的电压表示数为10V ，电流表的示数为40mA ，求发生短路处距A 处有多远？[解析]设发生短路处距离A 处有x 米，据题意知，A 、B 两地间的距离L ＝40 km ，电压表的示数U ＝10 V ，电流表的示数I ＝40 mA ＝40×10－3A ，R 总＝800Ω。

根据欧姆定律I ＝UR 可得：A 端到短路处的两根输电线的电阻R xR x ＝UI＝250Ω①根据电阻定律可知： R x ＝ρ2x S② A 、B 两地输电线的电阻为R 总，R 总＝ρ2LS③由②÷③得 R x R 总＝x L④解得x ＝12.5 km 。

小 结通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：UI OU IOUI OUIOA B C DAV 短路AB1、通过实验定量地研究了与导体电阻有关的因素。

2、总结得出了电阻定律，掌握了电阻定律的内容和公式：R ＝ρLS。

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；作 业P 154练习二 ①～④找一些材料，动手绕一个滑动变阻器。

板书设计 导体的电阻1、与导体电阻有关的因素 (1)研究导体电阻与导体长度的关系 导体的电阻与导体的长度成正比。

(2)研究导体电阻与导体横截面积的关系 导体的电阻与导体的横截面积成反比。

(3)研究导体的电阻与导体材料的关系 导体的电阻与导体材料的性质有关。

2、电阻定律 电阻率 (1)电阻定律 ①内容导体的电阻R 跟它的长度L 成正比，跟它的横截面积S 成反比，这就是电阻定律。

②公式 R ＝ρL S③适用条件电阻定律适用于粗细均匀的金属导体，也适用于浓度均匀的电解液。

(2)电阻率 ①物理意义电阻率是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。

材料的电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m 、横截面积为1m 2的导体的电阻。

②单位在国际单位制中，ρ的单位是欧姆米，简称欧米，符号是Ω·m 。

③电阻率与温度有关金属的电阻率随着温度的升高而增大。

锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小。

教学说明1、电阻定律和欧姆定律都是从实验中总结得出的规律，两个定律是从不同角度研究电阻这一物理量的。

电阻定律是研究导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的关系；欧姆定律则研究导体两端的电压、流过的电流等外界条件与导体电阻的数量关系，而非决定关系。

2、导体的电阻与导体的材料、横截面积和长度有关，而电阻率与导体的长度=横截面积无关。