2.6 导体的电阻 黄冈中学第五师分校
张福兑
核心素养 通过《导体的电阻》的探究过程，使学生了解科学研究的一般程序，体验通过控制变量法和对比、分析解决三个变量之间关系和数据处理的科学研究方法，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力。 让学生领悟实事求是的理念，并在探究活动中培养合作精神，调动学生学习的主动性，培养探究意识，激发学习热情，体会物理的乐趣。 教学目标 1、进一步深化对电阻的认识 2、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。 3、了解电阻率与温度的关系。 4、通过实验探究，培养学生的实验能力，通过理论探究，培养学生的逻辑分析能力 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。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教学手段 实物投影仪、多媒体教学设备，电压表、滑动变阻器、电池组、电键、导线若干、 实验所需合金导线 教学活动 课前：登陆平台，发送预习任务。根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。 （提示：请登陆平台，发送本节预习任务） （一） 引入新课 教师：同学们，天气马上开始热了，又到了炎热的夏季，每到夏季用电高峰期的时候，你会发现家里的白炽灯比平时暗一点，请同学们思考一下，为什么白炽灯的亮度比平时暗？ 学生：用电高峰期的时候，所有用电器同时工作，此时电路中的电流很大，由于导线本身也有电阻并且导线电阻不能忽略，根据P=I2R，导线消耗的功率变大分的的电压也变大，所以灯泡两端的实际电压小于正常工作时的额定电压，灯泡比正常工作是暗一些。 教师：这种影响对我们生活有利还是不利，该怎么避免这种影响？ 学生：不利，可以想办法减小输电线路导线的电阻，来减小这种影响 多媒体展示图片：滑动变阻器，不同瓦数白炽灯，不同材料制作的导线，学生观察，思考，回答。 教师：同学们在初中学过，电阻是导体本身的一种性质，试着猜想一下，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。 学生思考回答具体怎么采用控制变量法来探究电阻和导体长度，横截面积，材料这几个主要因素之间的关系。 （二）进行新课 一、影响导体电阻的因素 （1）实验探究 教师：（多媒体展示） 实验目的：探究导体的电阻R与导体的长度l、横截面积S、材料之间的关系 实验方法：控制变量法 实验过程：长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法 长度l：用mm刻度尺测； 横截面积S：游标卡尺、螺旋测微器或用累积法测直径； 电阻R：伏安法。 回顾伏安法测电阻的实验，注意两点，滑动变阻器的接法和电流变的接法选择。请学生回顾伏安法测电阻的实验电路，并请一位同学把电路图画到黑板上，并及时指出存在的不足和问题，及时评价。 教师：我们本节需要把每一和电阻丝的长度，横截面积，都测量出来吗？ 学生：不需要。 教师：我们本节课定量研究导体的电阻和长度，横截面积以及材料之间的关系，并且猜想导体的电阻可能和长度成正比，和横截面积成反比关系，因此，我们做一个对比试验就可以达到目的，请同学们看下面的电路图： a 和 b ：横截面积、长度相同，长度l之比为1:2 a 和 c ：材料、长度相同，横截面积S之比为1:2 a 和 d ：长度、横截面积相同，材料不同 ①研究导体电阻与导体长度的关系 教师：用电压表分别测量a、b两端的电压，根据串联电路特征，电压之比就是电阻之比 ②研究导体电阻与导体横截面积的关系 教师：分别测量a、c两端的电压，电压之比为电阻之比，从而得出电阻和横截面积的关系 ③研究导体的电阻与导体材料的关系 教师：分别测量a、d两端电压，得出电阻和材料的关系 学生展示实验结果和结论 结论：导体电阻和长度成正比，与横截面积成反比，还和导体的材料有关 （2）理论探究 1.理论探究导体的电阻R与长度l的关系 2.理论探究导体的电阻R与横截面积S的关系 3.实验探究导体的电阻R与材料的关系 学生根据串并联电路的总电阻的计算方法，串联电阻相当于增加了导体的长度，并联电阻相当于增大了导体的横截面积。 学生：假设有N个阻值相同的电阻，串联起来接入电路，总电阻是原来的N倍，导体总长度也是原来的N倍，可见，导体的电阻和长度成正比； 学生：N个阻值相同的电阻，每个电阻横截面积都为S，并联接入电路，总电阻是原来的N分之一，而横截面积是原来的N倍，可见电阻与导线的横截面积成反比； 学生：刚才的实验中，不同材料，相同的长度，相同的横截面积，导体的电阻不同，可见导体的电阻还和材料有关。 师生共同活动：小结实验结论，得出电阻定律。 （提示：请打开素材“动画演示：决定电阻大小的因素”） 二、电阻定律 （1）内容：同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比；导体电组与构成它的材料有关。这就是电阻定律。 （2）公式： 教师指出：式中ρ是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。 （3）适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体，或浓度均匀的电解液。 三、电阻率 （1）电阻率是反映材料导电性能的物理量。 （2）推导公式： （3）单位：欧·米（Ω·m） （4）电阻率与温度关系： ［投影］几种导体材料在20℃时的电阻率
人教版高中物理选修(3-1)-2.6《导体的电阻》名师教案
