高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 导体的电阻教案

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一、学习目标展示

1.知道什么是导体的电阻，知道U­—I图线的斜率反映导体电阻的大小。

2.通过实验探究知道影响导体电阻的因素。(重点)

3.掌握导体电阻的计算公式。(重点)

4.理解电阻率的概念及物理意义。

二、情景引入

    为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这是因为导体的电阻与导体的长度、横截面积有关。

    那么，导体的电阻与导体的长度、横截面积的定量关系是怎样的呢？

了解本节课学习目标

学生观察图片思考

有目的的学习

为引入电电荷的概念做铺垫

讲授新课

【自学感知】    

一、电阻

1．定义：导体两端的电压与导体中电流之比。

2．定义式：R＝ U/I。

3．物理意义：反映导体对电流阻碍作用的物理量。

4．导体的U-­I图像：

①同一导体的U­-I图像是一条过原点的直线。

②图像的斜率反映了导体电阻的大小。

二、影响导体电阻的因素

用实验探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系

1．探究电路

2．探究原理

a、b、c、d是四条不同的金属导体，串联连接在电路中，电流大小相同，各导体两端的电压与电阻之比都相等。

3．探究思路：在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同，比较b、c、d与a的电阻关系。

4．探究结果：导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体的材料也有关。

三、导体的电阻率

1．电阻定律的内容：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，导体电阻还与构成它的材料有关。

2．表达式：R＝ρl/S。

3．电阻率

(1)物理意义：表征导体材料的导电特性。

(2)相关因素：导体的材料和导体的温度。

(3)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到0的现象。

拓展学习         伏安特性曲线

1、线性元件：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线。对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的（不随电流、电压改变），它的伏安特性曲线是一条过原点的直线。伏安特性曲线中电流I与电压U成正比的电学元件叫作线性元件。

2、非线性元件：欧姆定律对金属和电解液适用，但对气体导体和半导体元件并不适用。伏安特性曲线中电流与电压不成正比的电学元件叫作非线性元件。

【探究解惑 】  

探究一：公式R= ρ l/S中各物理量的意义是什么？

(1)ρ表示材料的电阻率,与材料和温度有关。反映了导体的导电性能,ρ越大,说明导电性能越差;ρ越小,说明导电性能越好。

(2)l表示沿电流方向导体的长度。

(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。

(4)电阻率与温度的关系

①金属的电阻率随温度升高而增大(可用于制造电阻温度计)。

②有些合金(如锰铜、镍铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响(可用来制作标准电阻)。

③当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体。

注：电阻率反映一种材料的导电性能,电阻反映一个导体的导电性能。

【例1】　两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根A均匀拉长到原来的2倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？

思路点拨：(1)导线拉长2倍后，导线的ρ不变，l变为原来2倍，体积不变，S变为原来的1/2。

(2)R、ρ、l、S满足R＝ρl/S。

[解析]　金属导线原来的电阻为R＝ρl/S，拉长后l′＝2l，因为体积V＝lS不变，所以S′＝S/2，R′＝ρl ′/S ′＝4ρl/S＝4R。

对折后l″＝l/2，S″＝2S，所以R″＝ρl″/S″＝ρ· l/4S＝R/4，则R′∶R″＝16∶1。

答案： 16∶1

探究二： R＝U/I与R＝ρl/S的区别与联系

例2：如图所示,厚薄均匀的矩形金属片,边长ab=10 cm,bc=5 cm,当A与B间接入电压为U时,电流为1 A,若C与D间接入电压仍为U时,其电流为(　　)

A.4 A B.2 A C.0.5 A    D.0.25 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。

答案:A

探究三、应用图像求电阻时的注意问题？

(1)看清是I-U图像还是U-I图像。对于线性元件,若是I-U图像,电阻值等于该图线斜率的倒数,即R=1/k;若是U-I图像,则电阻值等于该图线的斜率,即R=k。

(2)对于非线性元件,I-U图像或者U-I图像是过原点的曲线,此时在每一个状态时元件的电阻不同,可以根据Rn=Un/In 求各状态的电阻,也可以根据图线上某一点与坐标原点的连线的斜率计算某一状态的电阻。

    例3、小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,由图可知,灯丝的电阻因温度的影响改变了(　　)

A.5 Ω 

B.10 Ω 

C.1 Ω 

D.6 Ω

解析:由电阻的定义式R=知,A点电阻RA= Ω=30 Ω;B点的电阻RB= Ω=40 Ω,从而使AB段电阻改变了10 Ω,故B正确。答案:B

学生阅读课文，认真研究，然后填空，对填不出的空重新看书理解并与同桌讨论。

学生理解后记忆

学生思考讨论

并回答

学生独立完成解题过程

在教师的引导下学生分析。

学生思考讨论并在教师的引导下回答

学生练习

把读书自学的机会还给学生。

锻炼学生的逻辑思维能力

帮助学生透彻理解公式的实质。

让学生理解实际情形下所学知识是如何应用的。

锻炼学生的分析能力，

教师引导下的讨论，注重学生的讨论过程，淡化探究的结果，给学生成功的喜悦。

强化所学知识

课堂小结

梳理自己本节所学知识。

根据学生表述，查漏补缺，

板书

一、电阻

1．定义：导体两端的电压与导体中电流之比。

2．定义式：R＝ U/I。

3．物理意义：反映导体对电流阻碍作用的物理量。

4．导体的U-­I图像：

二、影响导体电阻的因素

1．探究电路    2．探究原理    3．探究思路：

4．探究结果：导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体的材料也有关。

三、导体的电阻率

1．电阻定律的内容：

2．表达式：R＝ρl/S。

3．电阻率：(1)物理意义： (2)相关因素： (3)超导现象：

教学反思