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教科版选修3-1第二章 直流电路2 电阻定律教学设计及反思
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这是一份教科版选修3-1第二章 直流电路2 电阻定律教学设计及反思，共5页。
课 题
§2.6电阻定律
课 型
新授课
教 学 目 标
（一）知识与技能
1、理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。
2、了解电阻率与温度的关系。
（二）过程与方法
用控制变量法，探究导体电阻的决定因素，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐。
教学重点、难点
重点
电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。
难点
利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。
教 学 方 法
探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段
实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、日光灯灯丝、欧姆表、酒精灯、热敏电阻、光敏电阻、手电筒
教学活动
（一）引入新课
教师：同学们在初中学过，电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小决定于哪些因素？其定性关系是什么？
学生：导体电阻的大小决定于导体的长度、横截面积和材料。同种材料制成的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。
教师：同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系，这节课让我们用实验定量地研究这个问题。
（二）进行新课
1、电阻定律
教师：（多媒体展示）介绍固定在胶木板上的四根合金导线L1、L2、L3、L4的特点.
（1）L1、L2为横截面积相同、材料相同而长度不同的合金导线（镍铬丝）
（2）L2、L3为长度相同，材料相同但横截面积不同的合金导线（镍铬丝）
（3）L3、L4为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线（L3为镍铬丝，L4为康铜丝）
演示实验：按下图连接成电路。
（1）研究导体电阻与导体长度的关系
教师：将与A、B连接的导线分别接在L1、L2两端，调节变阻器R，保持导线两端的电压相同，并测出电流.比较通过L1、L2电流的不同，得出导线电阻与导线长度的关系。
学生：从实验知道，电流与导线的长度成反比，表明导线的电阻与导线的长度成正比。
（2）研究导体电阻与导体横截面积的关系
教师：将与A、B连接的导线分别接在L2、L3两端，调节变阻器R，保持导线两端的电压相同，并测出电流.比较通过L2、L3电流的不同，得出导线电阻与导体横截面积的关系。
学生：从实验知道，电流与导线的横截面积成正比，表明导线的电阻与导线的横截面积成反比。
（3）研究导体的电阻与导体材料的关系
教师：将与A、B连接的导线分别接在L3、L4两端，重做以上实验。
学生：从实验知道，电流与导体的材料有关，表明导线的电阻与材料的性质有关。
师生共同活动：小结实验结论，得出电阻定律。
电阻定律：
（1）内容：同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比；导体电组与构成它的材料有关。这就是电阻定律。
（2）公式：R=ρ
教师指出：式中ρ是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。
电阻率ρ：
（1）电阻率是反映材料导电性能的物理量。
（2）单位：欧·米（Ω·m）
［投影］几种导体材料在20℃时的电阻率
材料
ρ/Ω·m
材料
ρ/Ω·m
银
1.6×10-8
铁
1.0×10-7
铜
1.7×10-8
锰铜合金
4.4×10-7
铝
2.9×10-8
镍铜合金
5.0×10-7
钨
5.3×10-8
镍铬合金
1.0×10-6
锰铜合金：85%铜，3%镍，12%锰。
镍铜合金：54%铜，46%镍。.
镍铬合金：67.5%镍，15%铬，16%铁，1.5%锰。
学生思考：
（1）金属与合金哪种材料的电阻率大？
（2）制造输电电缆和线绕电阻时，怎样选择材料的电阻率？
［参考解答］
（1）从表中可以看出，合金的电阻率大。
（2）制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来做.制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。
2、电阻率与温度的关系
演示实验：将日光灯灯丝（额定功率为8 W）与演示用欧姆表调零后连接成下图电路，观察用酒精灯加热灯丝前后，欧姆表示数的变化情况。
学生总结：当温度升高时，欧姆表的示数变大，表明金属灯丝的电阻增大，从而可以得出：金属的电阻率随着温度的升高而增大。
教师：介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图2.6-5所示。
学生思考：锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，怎样利用它们的这种性质？
参考解答：利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。
（三）课堂总结、点评
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
1、电阻定律R=ρ
2、电阻率是反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变；某些材料的电阻率会随温度的升高而变大（如金属材料）；某些材料的电阻率会随温度的升高而减小（如半导体材料、绝缘体等）；而某些材料的电阻率随温度变化极小（如康铜合金材料）
（四）实例探究
☆电阻定律的应用
【例1】一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5 Ω，导线原来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍？
答案：8 Ω；5倍
解析：一段导线对折两次后，变成四段相同的导线，并联后的总电阻为0.5 Ω，设每段导线的电阻为R，则=0.5 Ω，R=2 Ω，所以导线原来的电阻为4R=8 Ω。
若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍，则这一半的电阻变为4Ω×9=36 Ω，另一半的电阻为4 Ω，所以拉长后的总电阻为40 Ω，是原来的5倍。
☆综合应用
【例2】在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？如下图所示.
解析：设发生短路处距离A处有x米，据题意知，A、B两地间的距离l=40 km，电压表的示数U=10 V，电流表的示数I=40 mA=40×10-3A,R总=800Ω。
根据欧姆定律I=可得：A端到短路处的两根输电线的电阻Rx
Rx=Ω=250Ω①
根据电阻定律可知：
Rx=ρ②
A、B两地输电线的电阻为R总，R总=ρ③
由②/③得④
解得x=×40 km=12.5 km
学 生 活 动
课 题
§2.6电阻定律
课 型
新授课
教 学 目 标
（一）知识与技能
1、理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。
2、了解电阻率与温度的关系。
（二）过程与方法
用控制变量法，探究导体电阻的决定因素，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐。
教学重点、难点
重点
电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。
难点
利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。
教 学 方 法
探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段
实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、日光灯灯丝、欧姆表、酒精灯、热敏电阻、光敏电阻、手电筒
教学活动
（一）引入新课
教师：同学们在初中学过，电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小决定于哪些因素？其定性关系是什么？
学生：导体电阻的大小决定于导体的长度、横截面积和材料。同种材料制成的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。
教师：同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系，这节课让我们用实验定量地研究这个问题。
（二）进行新课
1、电阻定律
教师：（多媒体展示）介绍固定在胶木板上的四根合金导线L1、L2、L3、L4的特点.
（1）L1、L2为横截面积相同、材料相同而长度不同的合金导线（镍铬丝）
（2）L2、L3为长度相同，材料相同但横截面积不同的合金导线（镍铬丝）
（3）L3、L4为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线（L3为镍铬丝，L4为康铜丝）
演示实验：按下图连接成电路。
（1）研究导体电阻与导体长度的关系
教师：将与A、B连接的导线分别接在L1、L2两端，调节变阻器R，保持导线两端的电压相同，并测出电流.比较通过L1、L2电流的不同，得出导线电阻与导线长度的关系。
学生：从实验知道，电流与导线的长度成反比，表明导线的电阻与导线的长度成正比。
（2）研究导体电阻与导体横截面积的关系
教师：将与A、B连接的导线分别接在L2、L3两端，调节变阻器R，保持导线两端的电压相同，并测出电流.比较通过L2、L3电流的不同，得出导线电阻与导体横截面积的关系。
学生：从实验知道，电流与导线的横截面积成正比，表明导线的电阻与导线的横截面积成反比。
（3）研究导体的电阻与导体材料的关系
教师：将与A、B连接的导线分别接在L3、L4两端，重做以上实验。
学生：从实验知道，电流与导体的材料有关，表明导线的电阻与材料的性质有关。
师生共同活动：小结实验结论，得出电阻定律。
电阻定律：
（1）内容：同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比；导体电组与构成它的材料有关。这就是电阻定律。
（2）公式：R=ρ
教师指出：式中ρ是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。
电阻率ρ：
（1）电阻率是反映材料导电性能的物理量。
（2）单位：欧·米（Ω·m）
［投影］几种导体材料在20℃时的电阻率
材料
ρ/Ω·m
材料
ρ/Ω·m
银
1.6×10-8
铁
1.0×10-7
铜
1.7×10-8
锰铜合金
4.4×10-7
铝
2.9×10-8
镍铜合金
5.0×10-7
钨
5.3×10-8
镍铬合金
1.0×10-6
锰铜合金：85%铜，3%镍，12%锰。
镍铜合金：54%铜，46%镍。.
镍铬合金：67.5%镍，15%铬，16%铁，1.5%锰。
学生思考：
（1）金属与合金哪种材料的电阻率大？
（2）制造输电电缆和线绕电阻时，怎样选择材料的电阻率？
［参考解答］
（1）从表中可以看出，合金的电阻率大。
（2）制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来做.制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。
2、电阻率与温度的关系
演示实验：将日光灯灯丝（额定功率为8 W）与演示用欧姆表调零后连接成下图电路，观察用酒精灯加热灯丝前后，欧姆表示数的变化情况。
学生总结：当温度升高时，欧姆表的示数变大，表明金属灯丝的电阻增大，从而可以得出：金属的电阻率随着温度的升高而增大。
教师：介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图2.6-5所示。
学生思考：锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，怎样利用它们的这种性质？
参考解答：利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。
（三）课堂总结、点评
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
1、电阻定律R=ρ
2、电阻率是反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变；某些材料的电阻率会随温度的升高而变大（如金属材料）；某些材料的电阻率会随温度的升高而减小（如半导体材料、绝缘体等）；而某些材料的电阻率随温度变化极小（如康铜合金材料）
（四）实例探究
☆电阻定律的应用
【例1】一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5 Ω，导线原来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍？
答案：8 Ω；5倍
解析：一段导线对折两次后，变成四段相同的导线，并联后的总电阻为0.5 Ω，设每段导线的电阻为R，则=0.5 Ω，R=2 Ω，所以导线原来的电阻为4R=8 Ω。
若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍，则这一半的电阻变为4Ω×9=36 Ω，另一半的电阻为4 Ω，所以拉长后的总电阻为40 Ω，是原来的5倍。
☆综合应用
【例2】在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？如下图所示.
解析：设发生短路处距离A处有x米，据题意知，A、B两地间的距离l=40 km，电压表的示数U=10 V，电流表的示数I=40 mA=40×10-3A,R总=800Ω。
根据欧姆定律I=可得：A端到短路处的两根输电线的电阻Rx
Rx=Ω=250Ω①
根据电阻定律可知：
Rx=ρ②
A、B两地输电线的电阻为R总，R总=ρ③
由②/③得④
解得x=×40 km=12.5 km
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