一、教材分析
本节是在初中所学电路知识的基础上,对决定导线电阻的因素进行定量的实验探究活动,总结物理规律的实验过程和方法。
二、学生分析
学生在初中已定性地了解了决定导线电阻的因素,也已做过“伏安法”测电灯电阻实验。[
三、教学目标
知识与技能
知道什么是电阻,了解电阻器在电路中的作用。
理解电阻的大小跟哪些因素有关,知道电阻定律。
了解材料的电阻率的概念及其物理意义、单位、与温度的关系。
了解超导体及其发展前景。
过程与方法
猜测导体的电阻跟哪些因素有关,了解猜想与假设是一种常用的物理学研究方法。
经历探究决定导线电阻因素的过程,认识科学探究的要素。
通过决定导线电阻因素的实验,学习使用变量控制法。
情感态度与价值观
经历猜想、实验探究等学习活动,发展学生对科学的好奇心和求知欲。
通过探究性物理学习活动,使学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
了解超导体,使学生关注高新科技领域的发展,保持对物理学及其科技应用的学习热情。
四、教学分析
教学重点:电阻定律[来源: ]
教学难点:电阻率
教学方法:实验法、讨论法
五、教学用具
电流表、电压表、 学生电源、滑动变阻器、电键、酒精灯、导线若干(各种规格)
六、教学过程
新课引入
用提问的方式复习初中学过的导体电阻的知识:
1、怎样描述导体对电流的阻碍作用?(电阻)
2、导体的电阻由哪些因素决定?其定性关系是什么?(由材料、长度、粗细即横截面积决定,同种材料制成的导体,长度越长,横截面积越小,电阻越大)
【师】同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度和横截面积的定性关系,这节课让我们一起用实验定量地研究导体的电阻与哪些因素有关?
电阻定律的实验探究
猜想与假设:让学生在初中的学习基础上,定量地提出假设。(电阻可能与导线长度成正比、与导线长度平方成正比……)教师对学生的想象力要充分肯定、多鼓励。
师:对于物理研究,不能仅靠猜想,还需要用实验来验证。
制定计划及设计实验方案
首先,提示学生运用 “伏安法”来设计实验电路。
然后,对猜想的诸多因素,采用“控制变量法”来进行探究。(高一探究牛顿第二定律中F与m关系已学习过了)
材料、截面积相同,探究电阻与长度的关系。
材料、长度相同,探究电阻与截面积的关系。
长度、截面积相同,探究电阻与材料的关系 。
最后,介绍实验操作的注意事项。
(1)电源电压:3V。
(2)电压表量程选择(0 ~3V),注意正负接线柱 。
(3)注意滑动变阻器滑片初始位置。
(4)检查无误后方可接通电源。
(5)每测完一组数,立即断开开关,稍等片刻,再测下一组,共测三组。
3、进行实验和分析论证
让学生按自己的实验方案,完成教材中数据记录及分析。
4、评估与交流
首先,让个别学生简要汇报实验结果以及概括结论。教师对各组实验结果的差异进行分析:系统误差和人为误差。
然后,归纳电阻定律:实验表明,均匀导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比;并与构成它的材料有关。
公式:,为比例常量,反映材料对导体电阻的影响。
最后,提问学生:温度对电阻有影响吗?由教师演示对照实验,来证明金属导体的电阻随温度的升高而增大(实质是电阻率受影响)。
因此,我们觉得有必要对比例常量进一步地探讨。
(三)电阻率
1、比例常量ρ是反映了材料特性的物理量,叫电阻率。
2、物理意义:反映了材料导电性能好坏的物理量,数值上等于用该材料制成长度1m,横截面积1m2的导体的电阻。
3、单位:在国际单位制中单位为欧·米,即。
4、几种导体材料在不同温度下的电阻率
Ρ(Ω·m)
0℃
20℃
100℃
银
1.48×10-8
1.6×10-8
2.07×10-8
铜
1.43×10-8
1.7×10-8[
2.07×10-8
铝
2.67×10-8
2.9×10-8
3.80×10-8
钨
4.85×10-8
5.3×10-8
7.10×10-8
铁
0.89×10-7
1.0×10-7
1.44×10-7
锰铜合金
4.4×10-7
4.4×10-7
4.4×10-7
镍铜合金
5.0×10-7
5.0×10-7
5.0×10-7
从横向观察,可知:金属导体的电阻率随温度的升高而增大。
从纵向观察,可知:不同导体材料的电阻率不同,导电性能不同。其中,银和铜的导电性能比较。
辩证利用:一方面,根据铂的电阻随着温度变化的性质制成铂电阻温度计,另一方面,根据锰铜合金电阻率受温度影响很小,用来制作标准电阻。
课堂小结和布置作业
课后作业:1、自学超导体,知道“超导现象”和“临界温度”。
2、思考白炽灯、日光灯的灯丝什么时候最容易烧断。
3、完成本节的教材练习。
教学反思:
(1)在教学的过程中发现,配套的实验册没有关于“测量金属的电阻率”的相关实验。
(2)在教学过程中发现,课本中有关超导体的定义方式是不正确的,已上网核实。
(3)本节的电阻定律中的各物理量要加强引导。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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