日期:2022-02-19
这是电阻定律教案,是优秀的物理教案文章,供老师家长们参考学习。
一、教学目标设计;
1、教材分析:
本节课在前有知识的基础上,介绍了“电阻率”这一新的概念,这部分知识与现代科技、生活、生产等有着密切联系。因学好本节知识不仅在物理思想、物理方法上有教育意义,在培养学生分析问题的能力方面也有着重要意义。
2. 教材特点:
本节教材把理论探究和实验探究结合起来,重视如何开展探究式学习的方法传授,充分体现了探究式学习在物理教学中的地位和作用。
3、教学重点:设计实验方案,通过实验探究的方法得出电阻定律,对科学探究的方法有初步了解。
4、教学难点:对电阻率概念的理解
二、教学目标:
1、知识和技能:
理解电阻定律,能用电阻定律进行有关的计算;理解电阻率的概念。
2、过程与方法:
通过实验探究和理论探究两种方法得出导体的电阻和导体的长度、横截面积和材料的关系,使学生初步了解科学探究的方法。
在探究活动中促进学生学会发现问题,设计实验方案解决问题,提高学生的实验和分析问题的能力。
3、情感态度和价值观:
1)培养学生实事求是的科学态度和发现探究问题的良好习惯。
2) 在交流讨论、合作做实验的过程中培养学生团结友爱、和谐共进的人文精神,培养学生的分工合作意识,使学生学会相互协作和交流。
三、教学准备:
学生分组实验进行实验探究是本节课的重点,学生分组实验所需的仪器较多,有的实验器材实验室没有,需要提前准备。
四、教学过程设计:
(一)PPT课件上投影问题
1、观察滑动变阻器,思考滑动变阻器是通过怎么接入的?
2、观察桌上25W和200W的两个灯泡,灯丝有何不同。
3、导线的线芯是用什么材料制造的?为什么不用铁丝?
(学生观察、思考并且交流观察思考结果,充分发挥学生的主体作用,培养学生的观察能力、思考能力和科学猜想能力。)
(二)确定研究任务
实物观察:两根电炉丝,一根细而短,一根长而粗。
问题:你能比较出这两根电路丝的大小吗?
(将事物带进学生中间,让学生直观观察,由此引出研究问题:我们还要知道电阻的大小与导体的长度、横截面积有何定量关系)
二、确定研究方法:
师:电阻的大小与三个因素有关,问题比较复杂,我们用什么方法来研究,可以使问题简化呢?
学:(回答多种方法)
师:控制变量法。(肯定学生的回答,引导学生说出正确的`答案,讲解含义)
三、学生分组实验
(一)项目一设计:保持导体的材料和横截面积一定,导体的电阻大小与长度的有什么关系呢?
教师进行适当的引导,学生分组讨论实验方案的设计。
PPT课件投影以下问题做为提示:
思考:1、选择什么实验材料?
2、要测量哪些物理量?用什么器材?如何测量?
3、请画出实验电路图
学生分小组进行讨论,然后请小组代表汇报讨论结果。
方案一:测量电阻:伏安法
实验电路(请学生到黑板上画)
实验方案:(学生大多数想到用伏安法来测电阻,要肯定学生的想法,并进一步引导、深化)。
教师:实验方案的设计往往不是唯一的,还有没有其它的实验方案呢?我们并不要测出电阻的具体的值,只要知道电阻的比例。有没有更简便的方法,使用的器材更简单?
学生进一步讨论。画出实验电路。(点评学生所画的电路图,留给学生时间互相点评)
师:(分析三种方案的优缺点)
(二)项目二设计:保持导体的材料和长度一定,导体的电阻大小与横截面积的有什么关系呢?
请学生小组内思考讨论选择实验器材,设计实验方案,画出实验电路
学生分为4个组,1、2组做项目一,3、4组做项目二。
提供的器材1:一块板上有三根横截面积相同,长度不同的三根镍铬丝。(把每根镍铬丝的长度和横截面积都注明在线的旁边)
提供的器材2:一块板上有三根长度相同,横截面积不同的三根镍铬丝。(把每根镍铬丝的长度和横截面积都注明在线的旁边)
另外提供两个电压表,两个电流表,电源,滑动变阻器,开关和导线
教师介绍实验装置。
学生从提供的材料中选择一套进行实验。
(四)数据分析
实物投影学生的实验数据,请学生分析数据,得出结论。
实验结论:同种材料的导体,电阻R与长度L成正比,电阻R与横截面积S成反比。
四、理论探究
从实验探究和理论探究我们得出了导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料的定量关系,请学生总结。
电阻定律:同种材料的导体,其电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比;导体的电阻与构成它的材料有关。
例题:
设计说明:学以致用,使学生得到成功的体验。
2、电阻率与温度的关系
教师邀请学生一起演示实验:酒精灯燃烧废灯泡丝,电流表示数减小。
学生讨论,得出答案:金属的电阻率随温度的升高而增大。
五、学习反馈,师生评价
1、这节课马上就要结束了,同学们都来说说今天的课有趣吗?这节课你们最大的收获是什么呢?对自己的表现满意吗?(学生发言)
2、老师肯定大家今天的表现,对表现积极的同学提出表扬,不积极的同学在以后的课上要大胆表现,要树立信心,争取下次表现更好。
教学目标
知识与技能
1.通过观察和实验,初步学习电阻的概念、电阻的单位及其换算关系。
2.知道电阻的大小的影响因素。
3.了解半导体和超导体以及它们在现代科学技术中的应用。
过程与方法
1.通过观察和实验,探究电阻及影响电阻大小的因素,培养学生观察、分析、比较、概括的能力。
2.通过学生探究活动,研究电阻大小与材料种类、长度、横截面积的关系,渗透研究问题的一种方法——控制变量法。
情感、态度与价值观
1.通过了解半导体及超导在现代科技中的应用,开阔视野,激发学生求知欲。
2.通过多种活动形式,联系学生生活实际,培养学生对科学探索的热爱。
重点难点
重点
电阻概念的建立。
难点
理解电阻是导体本身的一种属性。
教学方法
实验法、观察法、比较法。
教学过程
一、新课引入
教师出示预先准备的各式各样的电线:这是什么东西?
生:电线、导线、电缆线、电话线、闭路线。
师:请大家从导线的截面观察,这些导线有什么不同或相同的地方?
生:电线芯是金属,外面都包了一层橡胶或塑料。
师:电线芯是用容易导电的金属来做的,容易导电,是导体,电线芯的外面包了一层橡胶或塑料,是不容易导电的物体,叫绝缘体。
师:现在剥开导线的绝缘外皮,看一下导线的芯到底是用什么材料做成的。
生:是用铜做的。
师:大家见过用钢、铁做芯的导线吗?
生:好像没有。
师:常用的导线通常是用铜或铝做的,特别重要的用电设备的导线还要用昂贵的银来做。我们已经知道,钢、铁也是导体,又多又便宜,那么为什么不用钢铁来做导线呢?
二、新课教学
1.电阻
师:我们可以把镍铬合金丝和铜丝分别接入电路,观察一下有什么现象发生。
[想想做做]请同学按下图连接电路。
[演示]
(1)先将铜丝接入电路,合上开关,观察小灯泡的亮度。
(2)将铜丝换成长短、粗细相同的镍铬合金丝,合上开关,观察小灯泡的亮度。
生:接入铜丝比接入镍铬合金丝时灯泡亮。
(3)将电流表串联接入电路,重复上述的实验,观察电流表的示数。
生:接镍铬合金丝时的电流比接铜丝时的电流小。
师:比较两次电流的示数,实验中用的是相同的电池,也就是说电压相同,为什么两条导线中的电流不同呢?
原来,导体能导电,但同时对电流又有阻碍作用,相同电压下,导线中电流不同,说明两条导线对电流的阻碍作用不同,在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小。
[板书]导体对电流的阻碍作用叫电阻
师:比较实验现象:相同电压下,接入铜丝的电流大。说明了什么问题?
生:铜对电流的阻碍作用小即电阻小。
师:相同电压下,接入等长、等粗的镍铬合金丝电流小,又说明了什么?
生:等长、等粗的镍铬合金丝比铜丝的电阻大。
师:请同学们阅读教材第63、64页,了解下述内容:
[板书]电阻的符号:R
电阻的单位:欧姆(Ohm)简称欧符号Ω
常用单位:千欧(kΩ)兆欧(MΩ)1kΩ=1000Ω
1MΩ=1000000Ω
师:同学们对于电阻这个物理量已经有了一定的了解,在电子技术中经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器。
(教师出示书图16.3-2所示各种电阻器实物)
注意:这些电阻器,无论它们是否被连入电路通过它们电流是多少,其阻值一般是不变的,即电阻是导体本身的一种性质。
电阻器也叫定值电阻,它在电路图中的符号是
2.决定电阻大小的因素
提出问题:导体的电阻一般不同,它的大小跟哪些因素有关呢?
学生猜想:……
(教师以“道路”类比引导,根据电流电阻的定义引导学生猜测)在学生提出猜想的基础上与学生一起对提出的影响因素进行判断归纳。
师生一起得出:电阻可能跟导线的材料、长度粗细有关。
制订计划与设计实验:
请同学们设计几组实验来证明你的猜想是否正确。
教师引导学生设计电路、数据记录表格。进行实验与收集证据:
(1)研究导体的电阻跟制作它的材料是否有关
方案:如图,分别接入长度、粗细相同的镍铬合金丝和铜丝,观察小灯泡的亮度或者接入电流表测量电流的大小。
(2)研究导体的电阻跟它的长度是否有关
方案:如图,分别接入粗细相同、长度不同的铜丝,观察小灯泡的亮度或者接入电流表测量电流的大小。
(3)研究导体的电阻跟它的横截面积是否有关
方案:如图,分别接入长度相同、粗细不同的铜丝,观察小灯泡的亮度或者接入电流表测量电流的大小。
分析论证:
教师总结:导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比喻:街道越长,街面越窄,行人受到阻碍的机会越多。同理,导体越长、越细,自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多。
师生共同总结:导体的电阻决定于它的材料、长度和横截面积。导体的电阻由自身的条件决定,因此,不同的导体,电阻一般不同,所以说,电阻是导体本身的一种性质。
简介:控制变量法。体会控制变量法在研究物理问题中的作用。
3.半导体和超导现象
教师指导学生阅读“科学世界”——半导体和超导现象。
三、典型例题
例1关于电阻的大小,以下说法正确的是(温度变化的影响忽略不计)
A.导线较长的,电阻较大
B.导线较粗的,电阻较小
C.铁导线的电阻比铜导线的电阻大
D.同种材料、粗细相同的导线越短,电阻越小
[解析]本题考查决定电阻大小的因素。必须明确影响导体电阻大小的因素是哪些,在不考虑温度对电阻的影响时,导体电阻的大小由长度、横截面积、材料三个方面的因素共同决定,必须考虑这多种因素的相互制约,不可只考虑一种因素,只有当其中的两个因素确定时,才可由另一个因素决定。
本题易错点是对决定电阻大小的因素没有真正理解,在分析问题时存在片面性,只考虑诸多因素中的个别因素,从而出现错选。
导线电阻的大小是由导体的长度、横截面积和材料等因素决定的。A只比较了导线的长度;B只比较了导线的横截面积;C只比较了导线的材料;它们都不完整,都是错误的。
[答案]D
例2下列关于电阻的说法正确的是
A.导体两端的电压越大,电阻越大
B.导体中的电流越小,电阻越大
C.导体不接入电路中时,电阻为零
D.导体的电阻与电压、电流的大小无关,一个导体的电阻若是10Ω,那么当它没接入电路时,阻值仍然是10Ω
[解析]本题用于考查影响电阻大小因素的知识点。对导体电阻是导体自身的一种性质存在模糊认识,导体的电阻的大小是导体自身的一种性质,它决定于导体的材料、长度、横截面积和温度的情况,与导体两端的电压的大小,与导体中电流强度的大小均无关。对于一个已知阻值的电阻来说,它接入与不接入电路,阻值是一样的。
[答案]D
例3有甲、乙两导体用同种合金制成,且长度也相等,而甲导体的横截面积是乙导体的2倍,哪个的电阻大?若将甲导体的长度均匀地拉长为原来的2倍,甲、乙两导体的电阻哪个大?
[解析]本题用于考查对影响电阻大小的因素的理解。明确导体的电阻是由材料、长度、横截面积和温度等因素决定的,所以要比较两导体电阻的大小,这些因素必须共同考虑。本题易错点是不能理解题目的“均匀拉长”的真正含义,对决定电阻大小的因素没有真正理解,在分析问题时存在片面性,只考虑诸多因素中的个别因素,从而出现错选。
根据导体的电阻与横截面积的关系,可知乙导体的电阻大,若将甲导体的长度拉长为原来的2倍,当导体的体积不变时,甲导体的横截面积将减小为原来的1/2,即与乙导体的横截面积相等。根据导体的长度与电阻的关系,可判断甲导体的电阻大于乙导体的电阻。
[答案]乙导体的电阻大,甲导体的电阻大。
四、课堂小结
引导学生归纳、总结本课内容:
1.物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小,导体的电阻是导体本身的一种性质。
2.电阻的符号是R,单位是欧姆(Ω),电阻在电路图中的符号是:
3.导体电阻大小的影响因素:导体的材料、导体的长度、导体的横截面积。
板书设计
第3节电阻
1.电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻电阻的符号“R”
电阻的单位“Ω”
电阻在电路图中的符号:
2.导体电阻的影响因素:导体的材料、长度、横截面积导体的电阻是导体自身的一种性质
教学反思
电阻概念是很抽象的一个知识,直接用教材知识下定义学生很难明白,不利于后面相关知识的学习。可以引用生活中车辆在不同的路面遇到的阻碍导致速度不同来作类比来说明。探究影响导体电阻大小的因素,学生们很难凭空去想象电阻的大小究竟跟哪些因素有关,也可以拿车辆在不同的路面遇到的阻碍例子来作类比。
利用这种就生活情景来作教学内容富有趣味性、探索性、适应性和开放性,为学生提供适当的指导,通过精心设置支架,巧妙地将学习目标任务置于学生的最近发展区,让学生产生困惑,引起反思,形成必要的认知冲突,从而促成对新知识的建构。
教学方案
高中物理电阻定律教案
一、知识与技能:
1、理解电阻定律和电阻率,能利用电阻定律进行有关的分析和计算
2、了解电阻率与温度的关系
二、过程与方法:
经历影响导体电阻因素的实验探究过程,知道决定导体电阻大小的因素
三、情感态度与价值观:
培养学生热爱科学,积极探索的精神。
课前预习学案
一、预习内容
1.导体的电阻是导体本身的一种 ,它是由导体 决定的,导体的电阻跟它的 有关;跟它的 有关;跟它的 有关。
2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成 ,与它的'横截面积成 ;导体的电阻与 有关。表达式R= ,式中ρ是比例系数,它与导体的材料有关,是表征 的一个重要的物理量。
3.各种材料的电阻率 都随温度的变化而 ,金属的电阻率随温度的升高而 ,而有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作 。
二、提出疑惑
课内探究学案
一、学习过程
1. 控制变量法:
物理学中,如果想研究一个量与其他几个量的关系时,可以采用保持其他量不变,只让某一个量发生变化去研究量的变化规律。
2.比较
是电阻的定义式,其电阻并不随电压、电流的变化而变化,只是可由该式计算电阻。 时电阻的决定式,其电阻的大小由导体的材料、横截面积和长度共同决定。
提供了一种测量R的方法:只要测出U、I就可求出R。 提供了一种测导体ρ的方法:只要测出R、L和S就可以求出ρ。
例 1 如图所示,厚薄均匀的矩形 金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为( )
A、4 A B、2 A
C、3 A D、5 A
解析:设将A与B连入电路时,电阻为R1,C与D连入电路时电阻为R2,金属片厚度为h,
由电阻定律 得
所以R1∶R2=4∶1,故后者电流I2=4I1.
答案选A
例2 某用电器离供电电源距离为L,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电线的电阻率为ρ,该输电线的横截面积最小值是( )
A、ρL/R B、2ρLI/U
C、U/ρLI D、2UL/Iρ
例3如图所示,两只相同的白炽灯L1和L2串联接在电压恒定的电路中.若L1的灯丝断了,经搭丝后与L2. 串联,重新接在原电路中,则此时L1的亮度与灯丝未断时比较( )
A.不变 B.变亮 C.变暗 D.条件不足,无法判断
解析:设两灯电阻为R1和R2,外加电压为U,则灯L1消耗的电功率为
灯L1断后重新搭接,R1变小,故上式中变量仅是R1.
注意到 为常量,故当 即 时, 最小,此时P1最小;当R1变小,则 变大,结果P1变小,灯L1变暗.
所以,正确的答案是C.
三、反思总结
四、当堂检测
1.根据电阻定律,电阻率 对于温度一定的某种金属来说,它的电阻率( )
A.跟导线的电阻成正比 B.跟导线的横截面积成正比
C.跟导线的长度成反比 D.由所用金属材料的本身特性决定
2.电路中有一段金属丝长为L,电阻为R,要使电阻变为4R,下列可行的方法是( )
A.将金属丝拉长至2L B.将金属丝拉长至4L
C.将金属丝对折后拧成一股 D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍
3.一段粗细均匀的镍铬合金丝,横截面的直径为 d,电阻为R,如果把它拉成直径为 的均匀细丝,电阻值将变为( )
A. B.16R C.256R D.
4.滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小
C.若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大
D.若将a、b两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值不变
5.有一只灯泡的灯丝断了,通过转动灯泡灯 丝接通,再接入电源后,所发生的现象及其原因是( )
A.灯丝电阻变小,通过它的电流变大,根据P=I2R,电灯变亮
B.灯丝电阻变大,通过它的电流变小,根据P=I2R,电灯变暗
C.灯丝电阻变小,它两端的电压不变,根据 ,电灯变亮
D.灯丝电阻变大,它两端的电压不变,根据 ,电灯变暗
6. 两根完全相同的金属裸导线A和B,如果把导线A均匀拉长到原来的2倍,导线B对折后拧成一股,然后分别加上相同的电压,则它们的电阻之比RA:RB为_____ _,相同时间 内通过导体横截面的电荷量之比qA:qB为______
A.1:4 B.1:8 C.1:16 D.16:l
知识目标
情景导入
演示如图的实验,当用镍铬合金线替换电路中的铜导线后,灯泡亮度明显变暗。
教师引导学生分析现象,概括出:电压一定时,导体中的电流大小还与导体自身有关。从而导入新课。
合作探究
探究点一 电阻
活动1:让学生根据实验器材探究粗细、长短都相同的铜线、铁线和镍铬合金线的导电情况。自己设计出实验、观察实验现象。
活动2:再让学生探究粗细、长短都相同的铜丝、碳钢丝、康铜丝及镍铬合金丝的导电情况。同时观察实验现象。
学生交流讨论得出结论:接入铜线比接入铁线时灯泡亮,接入铁线时比接入镍铬合金线时灯泡亮;接入铜线比接入铁线时电流大,接入铁线时比接入镍铬合金线时电流大。小灯泡亮时电流大,小灯泡暗时电流小。
归纳总结:导体能导电,但同时对电流又有阻碍作用。相同电压下,导线中电流不同,说明两条导线对电流的阻碍作用不同。在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质。
活动3:让学生自学课本63页到64页的内容,完成下列问题:
(1)电阻的符号和元件符号如何表示?
(2)电阻的单位及其换算关系?
(3)你知道了生活中那些常见的电阻器呢?
组织学生进行解答问题、质疑。教师到各个小组当中,以小组成员的身份参加讨论。
归纳总结:(1)电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
(2)不同的导体,电阻一般不同。
(4)电阻单位有:欧姆(Ω),千欧(kΩ),兆欧(MΩ);换算关系:1 kΩ=103 Ω,1 M Ω=106 Ω。
(5)生活中常见的电阻器:电视机、收音机和耳麦的调音旋钮,各种家用电器的电路板上有各种各样电阻器。
探究点二 影响电阻大小的因素
活动1:对于电阻这一物理量?你还有哪些质疑?还想知道有关电阻的哪些问题?让学生讨论、发言。
学生质疑:由课本上“几种长1 m、横截面积1 mm2的金属导线在20 ℃时的电阻值”可发现“导体电阻除与材料有关外,还可能还与导体的长度、横截面积及温度有关。
活动2:由学生的质疑,进一步地提出,那么电阻的大小是否与这些因素有关?如何来验证?需要哪些实验器材?学生交流讨论。设计实验。
根据每个小组的发言和交流,师进行补充和总结,出示课件,展示内容:
探究方法:控制变量法
实验电路图:
活动3:自主探究,搜集证据
学生分组实验器具:1.5 V电池(1节);电流表(1只);导线若干;待研究导体4根,规格如下:
学生按照自己的假设,自己设计实验电路,自主拟定实验步骤,进行实验并完成实验报告。教师巡回指导,发现问题及时纠正。
活动4:得出结论,分析交流
实验结束后,学生上讲台,将实验报告投影出来,并重点就结论、电路图、实验步骤、实验设计思想进行交流,生生、师生互问、互辩。
归纳总结:导线的电阻与导线的长度和导线的横截面积有关系:导线越长,电阻越大;导线越细,电阻越大。大量实验表明,导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积。
活动5:学生根据如图所示的电路来探究一下电阻与温度的关系。描述出实验现象,交流得出实验结论。
归纳总结:导体的电阻受温度影响,一般来说,当导体的温度升高时,电阻会变大。
板书设计
第3节 电阻
教学反思
本新课标中指出:“物理教学应从学生实际出发,创设有助于学生自主学习的问题情境”。这节课利用不同导体(铜线和镍镉合金线)接入电路,导致小灯泡亮度不同的情境创设,激发学生学习兴趣,使学生产生好奇心,吸引学生注意力,把学生带入问题情境,引起学生思考“为什么不同导体(铜线和镍铬合金线)接入电路,灯亮不同?”从而指导学生阅读,从导电性和对电流的阻碍两方面分析原因,帮助学生理解电阻的概念,对学生掌握电阻理解其含义起到了非常重要的作用。
本节课对控制变量法及转换法,类比法等科学方法进行了很好的的渗透,通过探究影响电阻大小的因素,学生掌握了控制变量的基本方法通过用小灯泡亮度体现电阻的大小使学生对转换法有了进一步认识,电阻概念是很抽象的一个知识,直接用教材知识下定义学生很难明白,不利于后面相关知识的学习。通过汽车走不同路面阻碍不同于电阻类比,更好的帮助学生理解电阻的含义。
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