高中物理教師資格證面試教案11.2 導體的電阻 教學設計

1、第 11 電路及其應用第 2 導體的電阻一、 學內分析導體的電阻是普通高中物課程標準2017 年 2020 年修訂課必修 3 模塊中“電路及其應用”主題下的內容。課程標準要求為：通過實驗，探究并了解金屬導體 的電阻與材料長和橫截面積定量關系知道滑動變阻器的工作原理通過 I-U 圖了 解材料的電阻特性通中理課程標( 年解讀對課程的標準的解讀為：本 條目要求學生通過實驗探究了解金屬導體的電阻與材料度和橫截面之間的定量關系 解電阻定律及其表達式在驗究中經歷問題證據解釋與交流等科學探究的過程，體 驗用圖像法處理數據的科學方法，促進實驗探究能力的提升。本節(jié)包括電阻和電阻率兩個概念實驗對導體兩端電壓 U

2、和通過導體的電流 I 的U量，發(fā)現(xiàn) U-I 圖是一條過原點直線，說明導體的 比值不變，對于同導體，該比值不I同，這個比值表明了導體的導電性質，定義為導體的電阻。研究導體的電阻影響因素 控制變量這一重要科學方法定研究電阻與長度導體橫截面積和材料的關系后給出 電阻率的概念，通過演示實驗說明電阻率與溫度的關系誤!未定義簽二、 情分從知識層面學生已經在初中學了電阻的概念電阻概念熟悉學生學習了很多用 比值定義法定義的物理量有于學生理解電阻的定義制變量法是一種重要的科學研 究方法在究電阻與長度導橫截面積和材料因素時需用用到該方法生雖能把我實 驗設計的基本思想但體實驗案設計能力發(fā)展不足注意引導學生設計實驗方

3、案比 較實驗方案的優(yōu)點和缺點生新奇現(xiàn)象有較強的好奇心導介紹能引起學生的學習 興趣可讓學生自行查閱互聯(lián)資源讀文字或觀看視頻為了解科學前沿打開一扇窗 口。三、 學目 學理解電阻的定義，體會物理概念及規(guī)律的建立過程。 學通過實驗探究，了解金屬導體的電阻與材料、長度和截面積的定量關系，體 會物理學中控制變量的研究方法。 學分析實驗數據，了解電阻率的物理意義及其與溫度的系。學生查閱資料，初 步了解超導現(xiàn)象及其應用。 學能根據伏安特性曲線分析不同導體的導電性能的區(qū)別四、 學重點教重：阻的定義及電阻的決定因素教難：用控制變量法設實驗方案研究金導體電阻與長度截面積和材料 的關系，分析數據得到電阻定律。教方：授

4、法、實驗探究法、啟發(fā)式教學五、 學過新引投影電阻圖片。1A B A B D教師介紹導體對電流有阻礙作用種性質稱為導體的電阻阻豐富多樣有的電阻 的阻值與光照強度有關光電阻電阻與施加于其上的壓力有關表電阻？ 電阻與哪些因素有關？如何定量研究電阻的影響因素？新教 電投影電路，用伏安法測量通過導體的電流和導體兩端的電壓。教師介紹電路：當滑動觸頭 滑位置 。阻 R 被路，電流和電壓均為零。當滑動 觸頭滑到位置 b導體 R 滑動變阻器并聯(lián)。滑動觸頭從 到 ，導體的電壓逐漸增大。展示實驗測量結果見上方作)。問題 ：對于金屬導體，導體兩端的電壓與通過導體的電流遵循什么規(guī)律？問題 ：你認為如何定義導體的電阻較為

5、恰當？問題 ：導體 U-I 圖像的斜率代表哪個物理量？下圖是個導體的 U-I 圖像，哪個導體 的電阻大？歸納總結：電阻定義為導體兩端的電壓 U 通過導體電流 I 的值，=UI電阻由導體自身決定。課堂練習 練習與應用第 1 題某同學對四個電阻各進行一次測量個阻兩端電壓與通過電阻電流在坐標系中描 點，得到 A、B、C、D 四點試較四個電阻阻值大答案： R 思考與討論據屬結構模型體對電流為何有阻礙？從微觀角度如何理解導體具 有電阻？分析：自由電子在做定向運動時要與帶正電的離子實頻繁碰每秒可達 1014 次，電 阻反映的是因碰撞而造成的對電子定向運動的破壞作用。歐姆定律：導體中的電流 I 跟導體兩端的

6、電壓 U 成比，跟導體的電阻 R 成比，即2UI=實驗表明：對于金屬導體，化學電解液，歐姆定律成立，其他材料導體，歐姆定律不成 立。 影導體電阻的因素問題不電阻的影響因素不同光敏電阻的阻值與光照強度有強烈的依賴關系敏 電阻與材料的溫度有關。金屬材料導體在生活中廣泛應用。金屬導體的電阻與哪些因素有 關？情境 1將滑動變阻器 端 B 端入電路，將滑動觸頭 P 向 D 移動，接入電路的 阻值如何變化？滑動變阻器改變阻值的原理是什么？說明導體的電阻與什么因素有關？情境 ：將燈泡串聯(lián)接入電路，實驗發(fā)現(xiàn)燈絲較粗的燈泡較亮。燈泡的亮度由哪個物理 量決定？這個現(xiàn)象說明電阻與什么因素有關情境 ：生活中導線大多是

7、銅材料。鐵的價格比銅的價格低，鐵也是導體。電阻與什么 因素有關？分析歸納金屬導體電阻大的因素有導體的長度的截面積和導體的材料。 問題 ：金屬導體電阻與多個因素有關。如何研究電阻某個因素的關系？你打算采用什么方法？問題 導電阻 與體長度 l 的系驗料有何要求？哪些物理量相同？ 哪些物理量不同？問題 ：閱讀教材“實驗 研影響導體電阻的因素”內容，實驗中如何測量導體的電 阻？該實驗算出電阻的具體數值了嗎？問題 ：該實驗使用一個電壓表，將電壓表依次與每個金屬絲并聯(lián)，測量電壓，表征電 阻的大小若四個電壓表分別每個金屬絲并聯(lián)次測量出四個電壓數值這方案可 行嗎？若可行，試比較該方案與教材方案相比，有何優(yōu)勢和

8、劣勢？教材方案有何優(yōu)點？ 導電阻率實驗表明：同種材料的導體，電阻與它的長度 l 成正比，與它的橫截面積 成比 導體電阻還與構成它的材料有這個結論稱為電阻定律。寫成數學表達式，可以表示為，=lS式中 為料的電阻率，由材料種類決定。展示不同材料的電阻率表格。表 1 導體材料在 時的電阻率 材料 電阻率 / 銀 1.6-8 銅 1.7-83鋁 2.9-8鎢 5.3-8鐵 9.7-8鎳鉻合金 1.0-6鎳銅合金 5.0-7錳銅合金 4.4-7思考觀察表 1 中數據能釋為什導線選擇銅材料嗎？銀的電阻率小于銅的電阻 率，為什么不選擇銀材料？金屬導體電阻率與溫度有關。對于大多數金屬，隨著溫度升高，金屬材料電

9、阻率增大。 電阻率和溫度之間存在定量的對應關系們根據這種關系制造了電阻溫度計以量較 大的溫度范圍而有些合金電阻在一定溫度范圍內電阻率近似不變常于制作標準電 阻，用于校準儀器。溫度降低，金屬導體的電阻會減小。荷蘭物理學家昂內斯發(fā)現(xiàn)當溫度降低至 時， 汞的電阻突然跳躍式下降到儀器測不到的值阻變?yōu)榱氵@種現(xiàn)象稱為超導現(xiàn)象在昂內 斯之后科家們發(fā)現(xiàn)當溫度很低時多金屬和合金都會發(fā)生超導現(xiàn)象科學家逐漸發(fā)現(xiàn) 了更多的超導材料，而超導的實現(xiàn)溫度也逐漸提升，在實際中發(fā)揮了重要應用。昂內斯的實驗結果 超導體的抗磁性（慈懸?。?伏特性曲線以通過導體的電流 I 為軸以導體端的電壓 U 為軸制的 I-U 像稱為導體的 伏安

10、特性曲線。問題 ：繪制金屬導體的伏安特性曲線。圖像的斜率代表什么？IIOU OU圖 圖 問題 ：導體 和導體 b 的安特性曲線如圖 1 所，哪個導體的電阻大？問題 ：某導體的伏安特性曲線如圖 2 所示。該導體的電阻與導體兩端的電壓有關嗎？ 若有關，隨著電壓增大，導體的電阻如何變化？二極管的伏安特性曲線：4S SS S圖 二管伏安特性曲線二極管是一種電學器件當正電壓超過某一值時電流隨電壓升高急劇升高二極 管電阻很小，可認為電阻為零；當加反向電壓，不太大時，電流很小，幾乎為零，電路中無 電流，可視作斷路。課堂小結U 電：導體兩端的電壓與通過導體 流的比值R= 。I 電定律材的導體與的長度 l 成比的截面積 S 反比；l導體電阻還與構成它的材料有R 電率。金屬導體的電阻率隨溫度升高增大。 伏特性曲線根據伏安特性曲線分析電阻隨電壓如何變化；二極管具有單向導電性通向壓，當作短路處理；通反向電壓，當作斷路處理 作業(yè)習應用”寫在教材。六、 書設 導的電阻一、電阻U= 由材料決定I歐姆定律：I=U適用條件：金屬導體、電解液二、影響導體電阻的因素三、導體的電阻率l電阻定 =電阻率 金屬導體電阻率隨溫度升高增大四、伏安特性曲線I-U 圖二極管單向導電性斜率表示七、 學反由于初中學習過電阻概念生易理念電