电阻定律教案
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§2.6 导体的电阻
导入:欧姆定律和闭合电路欧姆定律
(1)公式表述:I U R
(2)电阻的定义: R U 比徝 I
R与电压U和电流I无关; 而我们现实生活中的电阻却是有大有小, 小到几欧,大到几K欧,说明电阻是可以 改变的。那么电阻和什么物理量有关呢?
下面我们就学习能改变电阻大小的物理量。
物理来自生活
(1)现在打算用什么伏安法测电阻。
(2)测量电路采用内接法还是外接法?
若 RX >> RA 时,采用电流表内接法
若 RV >>RX 时,采用电流表外接法。
安培表的电阻只有几欧姆,而伏特表的电阻有几千 欧姆,我们实验用的电阻丝的电阻只有几欧姆,因此应 采用“外接法”。
V
(3)请画出测量电 阻的电路图。
R0 S0
1
2
3
n
R R0 n
S nS 0
nS0
R0 S R S0
R=R0/n
R 1 S
得出结论:
同种材料的导体,其电阻R与它的长度L 成正比,与它的横截面积S成反比。
L 数学表达式: R k
S
思考: 比例系数k 有何意义?
请利用已测数据求出你实验中的k值,并分析k有何意义?
实验探究
理论推导
横截面积
同种材料 S相同
长度L相 同
不同材料
S相同 L相同
电阻定律
RL
R 1 S
R L S
电阻不同
电阻与 材料有关
RkL S
k由导体材料 决定
RL
S
1.内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成正比,与它的
横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.
2.表达式: R L
S
电阻率() (阅读课本P58-59)
· · A 电阻丝
(4)实验仪器
测量长度L,要用到什么?那
V
· · A 电阻丝
种更精确?刻度尺还是游标 卡尺?哪种更精确?
同理:测量横截面积S (我们 平常家的电线粗还是细?)要
用到什么?刻度尺还是螺旋测
教学重点:学用从实验图中找器材 微器?哪种更精确?
从图中可找到的器材有: 同理:材料,要用到什么?不 A表,V表,滑动变阻器,电 同材料的导线?要几种?
S
y kx
Rk L S
k RS L
同种材料的导体,其电阻R与它的长度L 成正比,与它的横截面积S成反比。
R L S
这样的关系具有普遍意义么?
理论探究
1.导体的电阻R与长度L的关系
讨论: (提示从串并联知识去考虑)
L1、R1
L1、R1
L1、R1
L1、R1
RnR1 LnL1
R1 L1 RL
RL
2.导体的电阻R与横截面积S的关系
源,开关,导线,电阻丝 正确答案:A表,V表,滑动变
思考1:还有什么器材?或 有哪个答案表达不恰当呢?
思考2:长度L、横截面 积S和材料
阻器,学生电源,开关,导线 若干,相同长度不同材料电阻 丝和同种材料粗细不同的电阻 丝若干
(4)实验仪器
2、设计同种材料,S一定时探究电阻R与长度L 的关系的实验方案:
(3)怎样处理实验数据?
同种材料,S一定, 改变L(6次),测R (伏安法。也可以 保持电流不变,测
V
· · 电阻丝
AB C D E F
电压)列表记录实 A
验数据。
①通过计算R/L(或U/L)之比 ,如果是常量,
说明R∝l(计算法)
R
②做出R—L (或U/L)图像。
如果图像是过原点的直线,
说明R∝L (图像法)
o
L
3、设计同种材料,L一定时,探究电阻R与S的 定量关系的实验方案:
(1)你打算怎样选 取不同S的导线?
(2)为了快速找出R 与S的定量关系,你在 测量不同横截面积导 线的电阻时,准备保 持哪个电学量不变? 为什么?怎样操作?
保持电流不变,电压大小反映了电阻的大小,探究U与S的关 系,并且用电阻丝(炭铜丝或镍铬丝),使伏特表的两端分别 接在几段长度相等横截面积分别为为S、2S、3S、4S、5S的镍 铬丝的两端,通过调节滑动变阻器,使电流保持不变。
请一个同学来观察两个灯泡,判断一下哪个发光强一些?
左
右
边
边
灯
灯
丝
丝
细
粗
点
点
导体的电阻与哪些因素有关?
温故知新
问题:根据欧姆定律 I U
得出 R U
R
I
“导体的电阻R与加在导体两端
的电压U成正比,跟导体中的电
流I成反比”,这种说法对吗?
如图:我们可以用学过的 “伏安法”来测电阻
错误,是比值
V
· · A 电阻丝
(3)怎样处理实验数据?
同种材料,L一定,改变S (6次),测R(伏安法) 列表记录实验数据。
①通过计算R·S乘积为一常 量,说明R∝1/S(计算法)
②做出R—S-1图像。如果图 像是过原点的直线,说明 R∝1/S (图像法)
R
o
S-1
实验结论:
同种材料,S一定,电阻R与L成正比 R ∝L
同种材料,L一定,电阻与S成反比 R 1
一、猜想:决定导体电阻大小的因素有那些? 与长度有关
与材料有关
与 横 截 面 积
猜想:导体的电阻与导体的长度、 横截面积和材料三个因素都有关 系,我们需要采取什么实验方法 去研究?(三个以上变量)
控制变量法
实验:证明我们的猜想
刚才我们的猜想是:导体的电阻可能与导体的长度
L、横截面积S和材料三个因素有关系,三个以上
(1)你打算怎样选取 不同长度的导线?
(2)为了快速找出R 与L的定量关系,你 在测量不同长度导线 的电阻时,准备保持 哪个电学量不变?为 什么?怎样操作?
保持电流不变,电压大小反映了电阻的大小,探究U与L的关 系,并且用电阻丝(炭铜丝或镍铬丝),伏特表一端固定在A (a)点,另一端依次接在B(b)、C(c)D(d)、E(e)、 F(f),通过调节滑动变阻器,使电流保持不变。
(1)实验依据。利用控制变量法研究R与L、S的关系。
1、纯金属的电阻率小,合金的电阻率大
金属: T
Baidu Nhomakorabea
电阻温度计
2、电阻 率与温度 的关系
半导体: T
热敏电阻 光敏电阻
半导体的导电性能具有可控性
合金: 有些几乎不随t变化 标准电阻
超导体:某些材料当温度降低到一定温度时
=0
R=0
怎样学好电阻定律?
1、研究内容:导体中的电阻跟哪些因素有关系。
2、理论和实验依据:
变量,我们采用控制变量法来做实验。
V
一、实验方法的讨论(如图) 用控制变量法分三次实验:
· · A 电阻丝
1.同种材料,S一定,探究 电阻R与L的关系
2.同种材料,L一定,探究电阻R与S的关系
3.不同材料,S、L一定,探究R与材料 的关系
二、设计实验方案(用什么方法?)测量
1、(讨论)设计测量电阻R的实验方案:
导入:欧姆定律和闭合电路欧姆定律
(1)公式表述:I U R
(2)电阻的定义: R U 比徝 I
R与电压U和电流I无关; 而我们现实生活中的电阻却是有大有小, 小到几欧,大到几K欧,说明电阻是可以 改变的。那么电阻和什么物理量有关呢?
下面我们就学习能改变电阻大小的物理量。
物理来自生活
(1)现在打算用什么伏安法测电阻。
(2)测量电路采用内接法还是外接法?
若 RX >> RA 时,采用电流表内接法
若 RV >>RX 时,采用电流表外接法。
安培表的电阻只有几欧姆,而伏特表的电阻有几千 欧姆,我们实验用的电阻丝的电阻只有几欧姆,因此应 采用“外接法”。
V
(3)请画出测量电 阻的电路图。
R0 S0
1
2
3
n
R R0 n
S nS 0
nS0
R0 S R S0
R=R0/n
R 1 S
得出结论:
同种材料的导体,其电阻R与它的长度L 成正比,与它的横截面积S成反比。
L 数学表达式: R k
S
思考: 比例系数k 有何意义?
请利用已测数据求出你实验中的k值,并分析k有何意义?
实验探究
理论推导
横截面积
同种材料 S相同
长度L相 同
不同材料
S相同 L相同
电阻定律
RL
R 1 S
R L S
电阻不同
电阻与 材料有关
RkL S
k由导体材料 决定
RL
S
1.内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成正比,与它的
横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.
2.表达式: R L
S
电阻率() (阅读课本P58-59)
· · A 电阻丝
(4)实验仪器
测量长度L,要用到什么?那
V
· · A 电阻丝
种更精确?刻度尺还是游标 卡尺?哪种更精确?
同理:测量横截面积S (我们 平常家的电线粗还是细?)要
用到什么?刻度尺还是螺旋测
教学重点:学用从实验图中找器材 微器?哪种更精确?
从图中可找到的器材有: 同理:材料,要用到什么?不 A表,V表,滑动变阻器,电 同材料的导线?要几种?
S
y kx
Rk L S
k RS L
同种材料的导体,其电阻R与它的长度L 成正比,与它的横截面积S成反比。
R L S
这样的关系具有普遍意义么?
理论探究
1.导体的电阻R与长度L的关系
讨论: (提示从串并联知识去考虑)
L1、R1
L1、R1
L1、R1
L1、R1
RnR1 LnL1
R1 L1 RL
RL
2.导体的电阻R与横截面积S的关系
源,开关,导线,电阻丝 正确答案:A表,V表,滑动变
思考1:还有什么器材?或 有哪个答案表达不恰当呢?
思考2:长度L、横截面 积S和材料
阻器,学生电源,开关,导线 若干,相同长度不同材料电阻 丝和同种材料粗细不同的电阻 丝若干
(4)实验仪器
2、设计同种材料,S一定时探究电阻R与长度L 的关系的实验方案:
(3)怎样处理实验数据?
同种材料,S一定, 改变L(6次),测R (伏安法。也可以 保持电流不变,测
V
· · 电阻丝
AB C D E F
电压)列表记录实 A
验数据。
①通过计算R/L(或U/L)之比 ,如果是常量,
说明R∝l(计算法)
R
②做出R—L (或U/L)图像。
如果图像是过原点的直线,
说明R∝L (图像法)
o
L
3、设计同种材料,L一定时,探究电阻R与S的 定量关系的实验方案:
(1)你打算怎样选 取不同S的导线?
(2)为了快速找出R 与S的定量关系,你在 测量不同横截面积导 线的电阻时,准备保 持哪个电学量不变? 为什么?怎样操作?
保持电流不变,电压大小反映了电阻的大小,探究U与S的关 系,并且用电阻丝(炭铜丝或镍铬丝),使伏特表的两端分别 接在几段长度相等横截面积分别为为S、2S、3S、4S、5S的镍 铬丝的两端,通过调节滑动变阻器,使电流保持不变。
请一个同学来观察两个灯泡,判断一下哪个发光强一些?
左
右
边
边
灯
灯
丝
丝
细
粗
点
点
导体的电阻与哪些因素有关?
温故知新
问题:根据欧姆定律 I U
得出 R U
R
I
“导体的电阻R与加在导体两端
的电压U成正比,跟导体中的电
流I成反比”,这种说法对吗?
如图:我们可以用学过的 “伏安法”来测电阻
错误,是比值
V
· · A 电阻丝
(3)怎样处理实验数据?
同种材料,L一定,改变S (6次),测R(伏安法) 列表记录实验数据。
①通过计算R·S乘积为一常 量,说明R∝1/S(计算法)
②做出R—S-1图像。如果图 像是过原点的直线,说明 R∝1/S (图像法)
R
o
S-1
实验结论:
同种材料,S一定,电阻R与L成正比 R ∝L
同种材料,L一定,电阻与S成反比 R 1
一、猜想:决定导体电阻大小的因素有那些? 与长度有关
与材料有关
与 横 截 面 积
猜想:导体的电阻与导体的长度、 横截面积和材料三个因素都有关 系,我们需要采取什么实验方法 去研究?(三个以上变量)
控制变量法
实验:证明我们的猜想
刚才我们的猜想是:导体的电阻可能与导体的长度
L、横截面积S和材料三个因素有关系,三个以上
(1)你打算怎样选取 不同长度的导线?
(2)为了快速找出R 与L的定量关系,你 在测量不同长度导线 的电阻时,准备保持 哪个电学量不变?为 什么?怎样操作?
保持电流不变,电压大小反映了电阻的大小,探究U与L的关 系,并且用电阻丝(炭铜丝或镍铬丝),伏特表一端固定在A (a)点,另一端依次接在B(b)、C(c)D(d)、E(e)、 F(f),通过调节滑动变阻器,使电流保持不变。
(1)实验依据。利用控制变量法研究R与L、S的关系。
1、纯金属的电阻率小,合金的电阻率大
金属: T
Baidu Nhomakorabea
电阻温度计
2、电阻 率与温度 的关系
半导体: T
热敏电阻 光敏电阻
半导体的导电性能具有可控性
合金: 有些几乎不随t变化 标准电阻
超导体:某些材料当温度降低到一定温度时
=0
R=0
怎样学好电阻定律?
1、研究内容:导体中的电阻跟哪些因素有关系。
2、理论和实验依据:
变量,我们采用控制变量法来做实验。
V
一、实验方法的讨论(如图) 用控制变量法分三次实验:
· · A 电阻丝
1.同种材料,S一定,探究 电阻R与L的关系
2.同种材料,L一定,探究电阻R与S的关系
3.不同材料,S、L一定,探究R与材料 的关系
二、设计实验方案(用什么方法?)测量
1、(讨论)设计测量电阻R的实验方案: