2020-2021学年第4章 电与电路4 电阻教学设计

课题

第四节 电阻

课型

新

共2课时

教学方式

实验探究、分析应用、总结提高

教

学

目

标

知识与技能目标：1）了解导体的电阻概念，电阻的单位及换算；2）理解决定导体电阻大小的三个因素―――导体的长度、横截面积和材料；3）能根据导体的长度、横截面积及材料，简单比较几根导体电阻的大小；4）了解滑动变阻器的构造，制作原理及应用；5）学会使用滑动变阻器改变电路中的电流大小；

态度、情感与价值观目标：领会根据实验探索规律的研究方法，养成严谨的科学态度和工作作风。

重点

决定导体电阻大小的三个因素―――导体的长度、横截面积和材料；

难点

滑动变阻器的构造，制作原理及应用

教具

导线、干电池、小灯泡、开关、电流表、电阻定律演示器、滑动变阻器、电阻箱、多媒体投影仪

教学过程

教师活动

学生活动

教学目标

引入

将一只灯泡、一个演示电流表、一节干电池和一个开关连接成电路，并读出电流表的示数．

用电阻定律演示器做演示实验．将导线AB代替灯泡连入上述电路，闭合开关，读出电流表的示数；再将导线CD代替AB，接通电路，读出电流表的示数，两次示数不同．

提问：上述两次实验，用的都是一节干电池，也就是说电压相同，那么两条导线中的电流大小为什么不同呢？

一位学生连接，其他同学审查是否正确

实验引入，更直观

新课教学一、电阻

讲解：导体能够通过电流，但同时对电流有阻碍作用．以金属导体为例，金属导体中定向移动的电子跟金属正离子频繁碰撞而形成对电流的阻碍作用，所以用“电阻”来表示导体对电流阻碍作用的大小．

在相同的电压下，导线AB中通过的电流大，表明AB对电流的阻碍作用小，导线AB的电阻小；导线CD中通过的电流小，表明CD对电流的阻碍作用大，导线CD的电阻大．不同导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质．

一、电阻用来表示导体对电流阻碍作用的大小，用字母R表示．

二、在国际单位制里，电阻的单位是欧姆，简称欧，

符号是Ω．其他常用单位：千欧（kΩ）  兆欧（MΩ）

1kΩ＝1000Ω        1MΩ＝106Ω

在电路中电阻器的符号：

听讲、理解归纳：电子移动方向与电流方向正好相反。

感知电阻概念的初步认识

二、影响电阻大小的因素

探究问题：导体的电阻既然是导体本身的一种性质，它跟哪些因素有关？

由学生分组讨论提出猜想，在学生提出猜想的基础上加以归纳：电阻可能跟导体的材料、长度、粗细有关。

提问：你能不能设计一组实验来证明你的猜想是否正确？

要求：请说出你的探究方法、实验思路、并设计出相应的实验电路。

经小组讨论后，进行观点整合，实验电路如下：

用图所示的装置演示下面实验．

(1)研究导体的电阻跟制作它的材料是否有关

选用长度和横截面积相同的锰铜丝AB和镍铬合金丝CD分别接入实验电路中，将电流表示数记录在表1内．

表1：研究导体的电阻跟材料的关系

提问：分析实验数据，可以得到什么结论？

（导体的长度、横截面积，都相同时，导体的电阻跟导体的材料有关．）

(2)研究导体的电阻跟它的长度是否有关．

用横截面积相同但长度不同的镍铬合金导线CD和EF做实验，将实验测出的电流表示数填入表2内．

小组讨论提出猜想

师生共同探究

锻炼思维能力

通过实验条件的设定及实验数据分析，使学生学会科学的研究方法

表2：研究导体的电阻跟长度的关系

提问：分析实验数据，可以得到什么结论？（导体的材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大．）

(3)研究导体的电阻跟它的横截面积是否有关．

用镍铬合金线CD和GH做实验．将实验测出的电流表的示数填入表3内．

表3：研究导体的电阻跟横截面积的关系

提问：分析实验数据，可以得到什么结论？

（导体的材料、长度都相同时，导体的横截面积越小，电阻越大．）

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．

导体的电阻由它自身的条件决定，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．

为了表示导体的电阻跟材料的关系，应取相同长度，相同的横截面积的不同材料在相同温度下加以比较，课本上的小资料列出了一些长1米、横截面积1毫米2、在20℃时的不同材料的导线的电阻值．

提问：从查表，你知道哪些材料的导电性能好？（学生回答）

结合第一节中学过的导体、绝缘体的概念，进一步加深对该知识点的理解：

导体和绝缘体就是从这两种材料的导电性能上来进行区分的，实际上就是两者的电阻大小有很大差别：导体电阻较小，导电能力较强；绝缘体电阻非常大，导电能力非常弱。

师生共同探究

查资料、讨论、理解

形象类比，加深理解。

前后呼应，巩固已学知识。

课外知识：

1、某些材料的温度降低到一定程度时,电阻会突然消失.这就是超导现象.

2、关于石墨炸弹

阅读、小组讨论、展望超导体应用前景。

课外查阅资料。

拓展视野，激发学生科学探究兴趣。

三、应用

思考与讨论：

(一)用同样的导线从发电厂向商场、公园输电，发电厂距离公园较近，距离商场较远，哪一条输电线路的电阻较大？为什么？

(二)家庭用的白炽灯的灯丝断了，有时适当动一动灯泡可以将灯丝搭上，这时灯丝的电阻跟原来比怎样改变？

讨论、交流

学以致用

四、课堂

    小结小结

这节课你知道了什么？或学会了什么？还有无疑问？

几个学生发言

答疑解惑

板书

第四节 电阻

一、电阻用来表示导体对电流阻碍作用的大小，用字母R表示．

二、影响电阻大小的因素

材料、粗细、长度、温度

教学过程

教师活动

学生活动

教学目标

提问：影响导体电阻大小的因素有哪些？猜猜看，生活中你知道哪些用电器在什么时候需要改变电阻大小？

回答，猜想

复习旧知，扩散思维

引入

演示1  出示收音机，选择某一台，调节音量控制旅扭，音量发生变化．

提问：为什么调节音量开关时，喇叭音量会变化？旋电视机的亮度旋钮，荧光屏上的图像会变明变暗．一幕话剧开始了，剧场里的照明灯是怎样由亮变暗？

演示2 出示自制的铅笔芯变阻器，接入电路，闭合开关，观察小灯泡的亮度。

提问：小灯泡的亮度发生变化的原因？

观察、思考、讨论

新课教学一、滑动变阻器

1、滑动变阻器的作用

2、滑动变阻器的构造

3、结构示意图和符号

出示滑动变阻器，并将其接入电路，将滑动变阻器、小灯泡串联后接入电路，闭合开关，移动滑片，让学生观察小灯泡亮度，指出亮度变化都是由于滑动变阻器起作用.上述生活中例子，都有一个相当于滑动变阻器的元件．

　　这节我们就研究滑动变阻器的作用、构造、原理及使用方法．

听讲、理解归纳

　　滑片移动可改变音量、亮度．收音机音量大小，灯泡亮度变化都是由于通过它的电流大小不同引起的，所以滑动变阻器是改变电路中电流的元件．

　　我们知道，在电压不变的条件下，要减小电流，应增大电阻，要增大电流，应减小电阻．

　　滑动变阻器是靠改变电阻来改变电路中电流的，那么滑片移动是怎么改变连入电路成电阻的呢？

　　让学生观察每组桌上的两组滑动变阻器，看谁能说明滑动变阻器构造．

　　教师出示观察提纲．1．几部分组成，每部分是由什么材料做的？2．这些部分是怎样组合在一起的？3．有几个接线往？连入电路后电流的路径如何？4．它铭牌上标志有什么？

　　引导学生从构造入手分析滑动变阻器能改变电阻的原理，变阻器上绕的电阻线是固定不变的，那么怎样改变连入电路的电阻呢？决定导体电阻大小因素是什么？根据这些因素，可以有哪些方法减小电阻．

这四种方法中，哪种从实践的角度更简便可行？（减小长度）那么怎么减少？

演示实验P72．练习AB是根较长镍铬合金电阻线，其中 是金属做成的触头，当 向右滑动， 示数变小，当 向左滑动时， 示数变大．

　　分析：这个实验是靠什么来改变连入电路电阻的（靠触头在电阻线上移动，来改变连入导线长度）。教师指出这就是最简单的“滑动变阻器”．这种最简单的“滑动变阻器”与我们手中的变阻器有什么不同？实验中为什么用我手中变阻器，它有什么优点？（改变电阻效果明显，节省空间，减小仪器体积）

学生观察后，找同学表述，互相补充。

总结出四种方法：减小导体长度，增大横截面积，选用电阻率小的材料，降低温度．

培养观察分析能力

边观察实验，边思考、分析总结

概括上述分析，滑动变阻器原理是通过移动滑片与电阻线的接触点来改变连入电路中电阻线 的长度来改变电阻，从而改变电流的．

　　根据上述分析，简单地说滑动变阻器就是一个带可滑动滑片的电阻，作为一个重要电学元件可用符号表示，其结构可以简单示意为

认识符号

形象思维的建立

4、滑动变阻器使用

滑动变阻器是一种重要的电学元件，如何使用呢？

　　1．接法．如何把变阻器接入电路才能起到改变电流的目的？

　　首先要使变阻器成为电流的必经之路，即变阻器要串联连入电路．

　　（1）要将两柱接入电路，导线接在滑片上或支架上，都不能使它连入电路．

　　（2）要串联在电路中．

请一个学生按上图连好电路，并根据你的连法说出哪部分电阻线连入了电路．其他同学思考还有哪些接法。（规律“一上一下”）．

2．指导学生将滑片移到离下端接线柱最远的一端闭合开关．

　　（1）分析猜测滑片右移， 表示数和灯泡亮度变化，再动手操作，观察验证．

　　（2）分析猜测滑片左移， 表示数和灯泡亮度变化，再动手操作，观察验证．

　　（3）分析猜测移动滑片，使变阻器连入电路的电

师生共同探究

通过实验条件的设定及实验数据分析，使学生学会科学的研究方法

阻最大的情况，再动手操作，观察验证．

（4）分析猜测移动滑片，使变阻器连入电路的电阻最小时情况再动手操作，观察验证．

从上面实验可以看出滑动变阻器的滑片位置不同，闭合开关在电路中电流大小不同，电阻最大时，电流最小，电阻最小时电流最大．电学实验为了闭合开关时防止电流的过大而烧坏元件，要求滑动变阻器在闭合开关前要将滑片置于阻值最大的位置—即离下端接线柱最远的位置．

二、电阻箱

告诉学生，前面听收音机时，调节音量时，相当于滑动变阻器的那个东西，是无线电技术中常用的变阻器，叫电位器（出示实物，让学生观察）但这些变阻器有一个缺点，虽能改变电阻，但不能读出电阻具体数值，有没有能读出阻值的变阻器呢？

出示介绍电阻箱后让学生分析比较

　　（1）电阻箱与滑动变阻器电阻变化有什么不同？（滑动变阻器电阻是一圈线一圈线地改变，逐渐改变电阻，电阻箱随旋扭转动是“跳跃式”的改变）

　　（2）它们的优缺点各是什么？

　　（3）怎么读数？

读数方法：各旋钮“△”所对数乘以倍率之和．

分组讨论交流

拓展知识

三、半导体和超导体

布置学生阅读P73-74，出示阅读提纲：

1、什么叫半导体（导电性能介于导体与绝缘体之间的材料）2、半导体有什么特殊性能？利用这些性能有何应用？3、什么是超导体？有何应用

自学，归纳、总结

小结小结

这节课你知道了什么？或学会了什么？还有无疑问？

板书

第四节 电阻

一、滑动变阻器的作用、结构、原理

二、滑动变阻器的连接

三、电阻箱

四、半导体和超导体