高中物理导体的电阻教学设计

这是一份高中物理导体的电阻教学设计，共5页。教案主要包含了第十一章等内容，欢迎下载使用。
导体的电阻
所用教材
教材名称：必修三 第十一章
出版社：人民教育出版社
教材分析
1.本节课选自高中物理必修三第十一章第二节，本册教材为电磁学专题，考察方向主要为静电场、电路以及磁场，会掺杂一定的力学、运动学知识
2.第十一章为电路专题，是对学生电磁学知识体系的重要丰富
3.本课为本章第二节，位于电源与电流之后，导体电阻率测量实验之前。对于前课，电阻是联系电压与电流的纽带，对于后课，电阻定律引出了导体电阻率的概念及计算方法，为电阻率的测量奠定基础。总之，本课起到了承上启下的作用。
学情分析
学生在初中阶段已经对电阻和电路的基础知识有一定的了解，但对电阻的阻碍作用理解可能不够深刻。本节要让学生认识到电阻是导体本身的属性，深入探究电阻大小的影响因素，能通过实验得出决定电阻大小因素的关系，体会“控制变量法”研究物理问题的思路，有利于深化学生的认识；实验探究过程需要学生掌握控制变量法，培养学生依据物理事实分析，归纳问题的能力，学生在必修一、二的学习中已经较为熟练地掌握了这种方法，因此设计实验对学生来说并不困难。培养学生实事求是的科学态度和刻苦探索的科学精神。
教学目标
1.物理观念：理解电阻的阻碍作用，知道电阻是导体本身的属性，理解电阻定律，能用电阻定律计算和比较电阻的大小，理解电阻率的概念；
2.科学思维：能从定量角度进行科学推理，找出导体电阻大小与导体长度、横截面积的关系，得出电阻定律，通过分析实验数据培养科学论证能力；
3.科学探究：经历探究导体电阻与导体长度、导体横截面积的关系实验的过程，了解科学探究的一般规律，掌握控制变量的探究方法，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力；
4.科学态度与责任：让学生领悟实事求是的物理精神，培养学生的合作能力和探究意识。
教学重点
电阻的定义，电阻定律及其应用
教学难点
分析实验数据得出电阻大小与导体长度、横截面积的关系，体会电阻对电流的阻碍作用
教学方法
教法：实验法
学法：探究学习
教学过程
教师活动
学生活动
方法手段
设计意图
一、教学情景设置
展示图片（高压输电设施）
这种建筑物大家见过吗？大家知道这种建筑物的作用是什么吗？
这是一种高压电力塔，是用来支撑高压输电导线的。
那么大家知道这上面的导线有多粗吗？
向学生展示我国昌吉至古泉特高压直流输电工程相关资料及所用导线。
对比日常使用的电线，为何输电工程所用导线这么粗？
考虑输电工程的经济效益和环保问题，尽量使输送过程中损耗的功率减小，如果把导线看作一个电阻，在电流不变的情况下，如何减小在导线上损耗的功率呢？
带着这些问题，我们今天就展对电阻的深入研究。首先我们需要明确电阻的一些性质：
1.电阻在电路中起什么作用？
接入导体长度对灯泡亮度的影响（用实物做演示实验）
移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路中电阻的长度，观察小灯泡的亮暗情况。
2.如何定性描述这种阻碍作用？
——测量导体两端电压随电流变化的规律
改变滑动变阻器滑片的位置，测量两个不同导体的电压和电流，并将数据绘制在计算机软件中。
得出什么结论？
电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量
【板书】R=U/I
二、猜想可能影响导体电阻的因素
提问：既然电阻大小是导体自身的属性，那么它的大小与什么有关呢？
提示：
（1）高压输电导线在设计时要使电阻尽可能小，而导线的直径又很大
（2）电源电压不变，滑动变阻器接入电路越多，电路中的电流越大还是越小？
（3）导体导电，而绝缘体不导电，为什么？
三个可能的因素：导体的粗细、长度、材料
具体影响程度如何？
【板书】探究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系
三、定量探究影响导体电阻的因素
提问：
（1）如何研究导体电阻与长度、横截面积及不同材料之间的关系？
（2）控制变量法的要点？
1.设计实验方案
（1）如何探究电阻与导体长度的关系？
（2）如何探究电阻与横截面积的关系？
2.分组进行实验并记录实验数据
3.分析数据
比较各组数据可以得到电阻与什么因素的关系？
导体长度越长电阻越大，且导体长度与电阻成正比；横截面积越大电阻越小，且成反比；导体材料不同则电阻不同
【板书】
你还有什么更简单的实验方案呢？
四、电阻定律及电阻率
由上述实验可得同种材料的导体，其电阻 R 与它的长度L成正比，与它的横截面积 S 成反比，这个规律就叫做电阻定律，其中比例系数ρ即为电阻率，不同材料的电阻率一般不同，表征导体的某种特性。
对电阻率的探究我们将在下节课继续进行
五、小结
通过一系列的学习和探究，同学们知道为什么高压输电工程需要那么粗的导线了吗？
根据P=I2R，如果把导线看作一个电阻，在电流不变的情况下，只能通过减小导线电阻的方法实现。减小电阻可以通过什么方法来实现呢？是的，在建造过程中设计师已经选择了经济情况允许下导电性能最好的材料，而由于实际情况的限制，导线的长度不可能减小，所以最终的选择是增大导线的横截面积。同学们如果有志于为国家供电事业献一份力，以后不妨可以从事导电材料的研究行业哦！
同学见过这种建筑物，但不知道具体作用。
不知道
滑片向左滑动（接入电阻减少）则灯泡变亮，向右滑动则变暗
说明电阻对电流有阻碍作用，阻碍作用的大小与接入电阻的长度有关
现象：对于同一个导体，电阻与电流之比始终不变
结论：电阻是导体本身的属性，与两端所加电压大小无关
与导体粗细有关，导体越粗电阻越小
接入越多电流越小，则导体越长电阻越大
材料不同，电阻大小也不同
控制变量法
控制无关变量，改变自变量，测量因变量，得出自变量与因变量的关系
导线接在不同位置可以成倍改变接入电阻的长度
4-6人为一组，按照各自的实验目的进行试验，记录实验数据
各组派出代表展示本小组的实验数据及分析结论
减小导线长度、增大导线横截面积、更换材料
情景激学
步步深入
设置疑问
观察分析
图表分析
推理探究
控制变量法
分析图表，总结规律
实际应用
向学生介绍我国基础建设举世瞩目的成果，激发学生的民族自豪感，并引起学生思考，激发学生的学习兴趣
体会电阻对电流的阻碍作用
创新点：运用传感技术，简化测量步骤，减小测量误差
明确导体电阻的性质
明确实验探究内容，便于学生设计实验
创新点：将多段长度、横截面积、材料均相同的导体按顺序摆放在实验板上，学生做实验时可以直接通过改变导线所接的接线柱改变接入电阻的段数
创新点：分别将1、2、3个相同的导体捆绑起来放置在同一块接线板中，横截面积分别为s\2s\3s，学生可以选择不同的接线柱进行连接以改变接入电阻的横截面积
拓展学生维，体会实验设计的核心思想
体现从物理走向生活，激发学生从事科学研究的热情
板书设计
11.2导体的电阻
（1）电阻R=U/I(定义式)
（2）探究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系
实验方法：控制变量法
实验结论： （决定式）——电阻定律
（3）电阻率