《高中物理教师资格证面试教案11.2 导体的电阻 教学设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理教师资格证面试教案11.2 导体的电阻 教学设计（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 11 章 电路及其应用第 2 节 导体的电阻一、 教学内容分析导体的电阻是普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修订）必修课程必修 3 模块中“电路及其应用”主题下的内容。课程标准要求为：通过实验，探究并了解金属导体 的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。知道滑动变阻器的工作原理。通过 I-U 图像了 解材料的电阻特性。普通高中物理课程标准(2017 年版)解读对课程的标准的解读为：本 条目要求学生通过实验探究了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面之间的定量关系，理 解电阻定律及其表达式，在实验探究中经历问题、证据、解释与交流等科学探究的过程，体 验用图像法处理数据的科学方法
2、，促进实验探究能力的提升。本节包括电阻和电阻率两个概念。通过实验对导体两端电压 U 和通过导体的电流 I 的测U量，发现 U-I 图像是一条过原点直线，说明导体的 比值不变，对于不同导体，该比值不I同，这个比值表明了导体的导电性质，定义为导体的电阻。研究导体的电阻影响因素，通过 控制变量这一重要科学方法，定量研究电阻与长度、导体横截面积和材料的关系，最后给出 电阻率的概念，通过演示实验说明电阻率与温度的关系。错误!未定义书签。二、 学情分析从知识层面，学生已经在初中学习了电阻的概念，对电阻概念熟悉。学生学习了很多用 比值定义法定义的物理量，这有助于学生理解电阻的定义。控制变量法是一种重要的科学
3、研 究方法，在研究电阻与长度、导体横截面积和材料因素时需用用到该方法。学生虽能把我实 验设计的基本思想，但具体实验方案设计能力发展不足，要注意引导学生设计实验方案，比 较实验方案的优点和缺点。学生对新奇现象有较强的好奇心，超导的介绍能引起学生的学习 兴趣，可以让学生自行查阅互联网资源，阅读文字或观看视频，为了解科学前沿打开一扇窗 口。三、 教学目标1. 学生理解电阻的定义，体会物理概念及规律的建立过程。2. 学生通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，体 会物理学中控制变量的研究方法。3. 学生分析实验数据，了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。学生查阅资料，初 步了
4、解超导现象及其应用。4. 学生能根据伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别。四、 教学重难点教学重点：电阻的定义及电阻的决定因素教学难点：运用控制变量法，设计实验方案研究金属导体电阻与长度、横截面积和材料 的关系，分析数据得到电阻定律。教学方法：讲授法、实验探究法、启发式教学五、 教学过程新课引入投影电阻图片。1A B C D教师介绍导体对电流有阻碍作用，这种性质称为导体的电阻。电阻丰富多样，有的电阻 的阻值与光照强度有关，称为光敏电阻；压敏电阻与施加于其上的压力有关。如何表征电阻？ 电阻与哪些因素有关？如何定量研究电阻的影响因素？新课教学1. 电阻投影电路，用伏安法测量通过导体的电流和导体
5、两端的电压。教师介绍电路：当滑动触头 P 滑到位置 a。电阻 R 被短路，电流和电压均为零。当滑动 触头滑到位置 b，导体 R 和滑动变阻器并联。滑动触头从 a 滑到 b，导体的电压逐渐增大。展示实验测量结果(见上方作图)。问题 1：对于金属导体，导体两端的电压与通过导体的电流遵循什么规律？问题 2：你认为如何定义导体的电阻较为恰当？问题 3：导体 U-I 图像的斜率代表哪个物理量？下图是两个导体的 U-I 图像，哪个导体 的电阻大？归纳总结：电阻定义为导体两端的电压 U 与通过导体电流 I 的比值，R=UI电阻由导体自身决定。课堂练习 练习与应用第 1 题。某同学对四个电阻各进行一次测量，将
6、每个电阻两端电压与通过电阻电流在坐标系中描 点，得到 A、B、C、D 四个点.试比较四个电阻阻值大小.答案：R R =R R思考与讨论：根据金属结构模型，导体对电流为何有阻碍？从微观角度如何理解导体具 有电阻？分析：自由电子在做定向运动时要与带正电的离子实频繁碰撞(每秒可达 1014 次)，电 阻反映的是因碰撞而造成的对电子定向运动的破坏作用。欧姆定律：导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成正比，跟导体的电阻 R 成反比，即2UI=R实验表明：对于金属导体，化学电解液，欧姆定律成立，其他材料导体，欧姆定律不成 立。2. 影响导体电阻的因素问题：不同电阻的影响因素不同。光敏电阻的阻值与光照强
7、度有强烈的依赖关系，热敏 电阻与材料的温度有关。金属材料导体在生活中广泛应用。金属导体的电阻与哪些因素有 关？情境 1：将滑动变阻器 C 端和 B 端接入电路，将滑动触头 P 向 D 端移动，接入电路的 阻值如何变化？滑动变阻器改变阻值的原理是什么？说明导体的电阻与什么因素有关？情境 2：将灯泡串联接入电路，实验发现灯丝较粗的灯泡较亮。灯泡的亮度由哪个物理 量决定？这个现象说明电阻与什么因素有关情境 3：生活中导线大多是铜材料。铁的价格比铜的价格低，铁也是导体。电阻与什么 因素有关？分析归纳：影响金属导体电阻大小的因素有导体的长度、导体的横截面积和导体的材料。 问题 1：金属导体电阻与多个因素
8、有关。如何研究电阻某个因素的关系？你打算采用什么方法？问题 2：研究导体电阻 R 与导体长度 l 的关系，对实验材料有何要求？哪些物理量相同？ 哪些物理量不同？问题 3：阅读教材“实验 研究影响导体电阻的因素”内容，实验中如何测量导体的电 阻？该实验算出电阻的具体数值了吗？问题 4：该实验使用一个电压表，将电压表依次与每个金属丝并联，测量电压，表征电 阻的大小。若用四个电压表分别与每个金属丝并联，一次测量出四个电压数值。这种方案可 行吗？若可行，试比较该方案与教材方案相比，有何优势和劣势？教材方案有何优点？3. 导体电阻率实验表明：同种材料的导体，电阻与它的长度 l 成正比，与它的横截面积 S
9、 成反比； 导体电阻还与构成它的材料有关.这个结论称为电阻定律。写成数学表达式，可以表示为，R=lS式中 为材料的电阻率，由材料种类决定。展示不同材料的电阻率表格。表 1 导体材料在 20时的电阻率 材料 电阻率 /m 银 1.610-8 铜 1.710-83铝 2.910-8钨 5.310-8铁 9.710-8镍铬合金 1.010-6镍铜合金 5.010-7锰铜合金 4.410-7思考：观察表 1 中数据，你能解释为什么导线选择铜材料吗？银的电阻率小于铜的电阻 率，为什么不选择银材料？金属导体电阻率与温度有关。对于大多数金属，随着温度升高，金属材料电阻率增大。 电阻率和温度之间存在定量的对应
10、关系，人们根据这种关系制造了电阻温度计，可以测量较 大的温度范围。而有些合金电阻率在一定温度范围内电阻率近似不变，通常用于制作标准电 阻，用于校准仪器。温度降低，金属导体的电阻会减小。荷兰物理学家昂内斯发现当温度降低至 4.2K 时， 汞的电阻突然跳跃式下降到仪器测不到的值，电阻变为零，这种现象称为超导现象。在昂内 斯之后，科学家们发现当温度很低时，很多金属和合金都会发生超导现象。科学家逐渐发现 了更多的超导材料，而超导的实现温度也逐渐提升，在实际中发挥了重要应用。昂内斯的实验结果 超导体的抗磁性（慈悬浮）4. 伏安特性曲线以通过导体的电流 I 为纵轴，以导体两端的电压 U 为横轴，绘制的 I
11、-U 图像称为导体的 伏安特性曲线。问题 1：绘制金属导体的伏安特性曲线。图像的斜率代表什么？IIabOU OU图 1图 2问题 2：导体 a 和导体 b 的伏安特性曲线如图 1 所示，哪个导体的电阻大？问题 3：某导体的伏安特性曲线如图 2 所示。该导体的电阻与导体两端的电压有关吗？ 若有关，随着电压增大，导体的电阻如何变化？二极管的伏安特性曲线：4S S图 3 二极管的伏安特性曲线二极管是一种电学器件。当加正向电压超过某一值时，电流随电压升高急剧升高，二极 管电阻很小，可认为电阻为零；当加反向电压，不太大时，电流很小，几乎为零，电路中无 电流，可视作断路。课堂小结U 电阻：导体两端的电压与
12、通过导体 电流的比值。R= 。I 电阻定律：同种材料的导体，电阻与它的长度 l 成正比，与它的横截面积 S 成反比；l导体电阻还与构成它的材料有关.R= 电阻率。金属导体的电阻率随温度升高增大。 伏安特性曲线根据伏安特性曲线分析电阻随电压如何变化；二极管具有单向导电性：通正向电压，当作短路处理；通反向电压，当作断路处理 作业：“练习与应用”写在教材上。六、 板书设计 11.2 导体的电阻一、电阻UR= 由材料决定.I欧姆定律：I=UR适用条件：金属导体、电解液二、影响导体电阻的因素三、导体的电阻率l1.电阻定律 R=2.电阻率 金属导体电阻率随温度升高增大四、伏安特性曲线1.I-U 图像2.二极管：单向导电性1斜率表示R七、 教学反思由于初中学习过电阻概念，学生容易理念电阻的含义，根据定义理解金属导体 U-I 图像 斜率表示电阻。但部分学生对电阻存在片面的认识，认为电阻不变。这一错误的认识要通过 演示实验更改，说明金属的电阻随温度升高增大。学生根据 I-U 图像计算阻值存在困难，要U明确对于任何导体，电阻的定义均适用，R= ，根据定义计算电阻。对于伏安特性曲线是I曲线的导体，电阻随电压的变化可以看割线的斜率，割线斜率表示电阻的倒数。5
