人教版 (2019)必修 第三册2 导体的电阻精品教案

这是一份人教版 (2019)必修 第三册2 导体的电阻精品教案，共12页。教案主要包含了播放视频，演示实验，随堂练习等内容，欢迎下载使用。
备课人
学科
物理
课题
导体的电阻
教学内容分析
在上一节对电流有了新的认识的基础上，本节要引导学生对电阻概念进行更深入的探讨。从电阻的定义，到对欧姆定律的理解，对影响导体电阻大小的因素的定量分析，对电阻率的介绍，再到由此引出的线性元件和非线性元件、导体、绝缘体和半导体的区分，这些内容为后续的学习奠定了基础。
学情分析
学生在初中阶段已经对电阻的基础知识有一定的了解，但对阻碍作用的认识并不深刻，对影响电阻大小的因素只限于定性的了解。本节课的教学要让学生通过探究实验定量认识影响电阻大小的因素，进而了解电阻定律，并由此对电阻率有一定的了解。同时，本节的实验让学生在原有的基础上对探究实验的方法进行了练习，培养了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.体会物理概念及规律的建立过程，理解电阻的定义。
2.通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，体会物理学中控制变量的研究方法。
3.引导学生观察实验现象，对数据进行分析思考，了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。通过查找资料、交流讨论，初步了解超导现象及其应用。
4.设计实验探究影响导体电阻的因素，同时学习电流表的内外接、滑动变阻器分压及限流接法对电路的影响。
5.能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别，体会电阻率在科技、生活中的应用。
教学
重难点
教学重点：
电阻的定义及电阻的决定因素。
教学难点：
电阻的定义及电阻的决定因素。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
【提问】在导体的两端加上电压，导体中会有电流。不同的导体，因它们的材料、长度、横截面积等不同，会对电流产生不同的阻碍作用。我们能不能求出导体对物体阻碍作用的大小呢？
在初中物理知识的基础上思考。
在以往物理知识的基础上提出问题，引发学生思考。
环节一
实验探究
【提问】导体中的电流跟导体两端的电压有何关系？怎样设计电路进行探究？
【讲述】介绍分压电路。
测量电路：测导体B的电流、电压。
控制电路：(分压电路)可以提供从零开始连续变化的电压。
【例】对照分压电路电路图连接实物。
指导学生进行实验操作。
【提问】怎样处理数据？
【提问】能得出怎样的结论？
这一定值被称为电阻。
【讲述】电阻反映导体对电流的阻碍作用，是导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值。
定义式为：R=UI
注意：R只与导体本身性质有关。
单位：国际单位：欧姆（Ω）
换算关系：1kΩ＝103Ω，1MΩ＝106Ω
【播放视频】探究电流与电压的关系。
思考探究方法。
观察电路图，思考电路的工作过程、测量原理。
进行连线练习。
连接电路，进行实验操作并记录数据。
做U-I图。
分析图像并作答：
①U-I图像是一条过原点的直线；
②同一导体，UI=定值。
对初中所学物理知识进行复习。
观看视频，关注实验中的细节问题。
提出问题，引导学生设计实验。
介绍分压电路，一方面使学生了解到滑动变阻器的另一种使用方法，另一方面也为后续的进一步实验做准备。
先进行连线联系，再实际操作，加强学生的识图、实验能力。
实际动手实验，练习学生的实操能力，和各种元件的操作、读数能力。
练习用图像法处理、分析数据。
通过实验，结合初中的电学知识，复习电阻的定义、定义式、单位、换算。
通过视频再次强调实验操作中的细节要求。
环节二
欧姆定律
【提问】初中所学的欧姆定律的内容、表达式、适用条件是什么？
注意区分关于电流的另外两个公式：
定义式：I=Qt
决定式：I=nqSv
【讲述】对欧姆定律的理解：
①欧姆定律是一个实验定律，是在金属导电的基础上总结出来的，定律中的电压U、电流I必须是相对于同一个导体或同一段电路而言的。
②应用公式时，应注意公式中的三个物理量I、U、R是对应于同一纯电阻电路中同一时刻的值。
③对R=UI，R不变时，U与I成正比，R=∆U∆I。
【提问】以下图像的斜率有何含义？
I-U图被称为导体的伏安特性曲线。
【提问】上述图像可以是曲线吗？若是曲线又反映了什么特点？
【讲述】符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。
不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线，这种电学元件叫做非线性元件。
【提问】由上述实验表明了什么？
→R=UI只是提供了一种测电阻的方法：伏安法。
复习并回答：
内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。
表达式：I=UR
适用条件：适用于金属、电解液等纯电阻导电。气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽等电器不适用。
在原有知识的基础上理解。
思考并回答：
在导体的U-I图像中，斜率反映了导体电阻的大小。
在导体的I-U图像中，斜率反映了导体电阻的大小的倒数。
思考并回答：曲线表示导体的电阻值发生了改变。
分析图像，理解线性元件与非线性元件的区别。
回顾实验并回答：
电阻R的大小由导体本身决定，与电压和电流无关。
复习初中所学的欧姆定律，为后续的全电路欧姆定律做铺垫。
在前面实验的基础上，加强学生对欧姆定律的理解。
由实验数据的图像引出伏安特性曲线，并进一步介绍线性元件好非线性元件，为后续的学习做铺垫。
介绍伏安特性曲线，以便学生能分析解决有一些实际情境的问题。
环节三
影响导体
电阻的因素
【提问】影响导体电阻的因素有哪些？
【提问】怎样设计实验定量研究这些因素对电阻大小的影响？
a和b：长度l不同，横截面积S，材料相同。
a和c：横截面积S不同，长度、材料相同。
a和d：材料不同，长度、横截面积相同。
指导学生进行实验操作和分析数据。
【提问】由此实验可以得出哪些结论？
【播放视频】探究影响导体电阻大小的因素。
【提问】怎样从已有的理论知识出发，分析上述因素对电阻大小的影响？
【提示】从串联的角度去考虑导体的电阻R与长度L的关系。
【提示】从并联的角度去考虑导体的电阻R与横截面积S的关系。
【提问】结合上述两个结论，可怎样进行进一步的推导？
复习并回答：
导体的材料、长度、横截面积、温度。
思考并回答：
用控制变量法，即
同种材料，S一定，改变l，测R。
同种材料，l一定，改变S，测R。
不同材料，l一定，S一定，测R。
连接电路，进行实验并记录数据。
从实验数据比较分析电压之比、与长度之比、横截面积之比及材料之间的关系。
思考并回答：
①同种材料，S一定，R与L成正比。
②同种材料，L一定，R与S成反比。
③不同材料，R不同。
观看视频，关注实验中的细节问题。
思考。
思考并回答：
一条长导线可以看做n个长度为L1、电阻为R1的短导线串联而成，由R=nR1，L=nL1有R1R=L1L，即R∝L。
思考并回答：
一条粗导线可以看做n个横截面积为S0、电阻为R0的细导线并联而成，由R=R0n，S=nS0有R0R=SS0，即R∝1S。
思考并回答，理解表达式里ρ的含义。
回顾初中学习过的知识，并在初中定性分析的基础上进行定量的探究。
让学生在进行定量探究的同时再次练习探究实验的思路、方法。
引导学生在实验结论的基础上，再结合理论推导，得到电阻定律。
环节四
导体的
电阻率
【讲述】电阻定律：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。
电阻的决定式：R=ρlS
比例系数ρ叫做这种材料的电阻率，不同种材料的导体ρ一般不同；
在长度、横截面积一定的条件下，ρ越大，导体的电阻越大。
【展示】几种导体材料在20℃时的电阻率。
【提问】表格的题目中为什么要指明温度？
【演示实验】电阻率与温度的关系。
实验现象：用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗。
实验结论：温度升高，灯丝的电阻率变大了。
【播放视频】电阻率与温度的关系。
【讲述】金属的电阻率随温度的升高而增大。可用于制造金属电阻温度计。
【播放视频】金属电阻温度计。
【讲述】有些合金（锰铜合金和镍铜合金），电阻率几乎不受温度变化的影响。可用于制造标准电阻。
【讲述】超导现象：当温度降低到某一数值时，某些材料的电阻突然减小到零，这种现象叫做超导现象。
1987年，华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇—钡—铜—氧系材料，超导转变温度提高到90K（－183.15℃）。
【讲述】ρ10–5Ω·m的物体叫做绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。
半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制，如改变温度、光照、掺入微量杂质等。
【提问】电阻的两个计算式有何区别？
【提问】电阻和电阻率有何区别？
【提问】如图，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但R2的尺寸比R1小很多。通过两导体的电流方向如图所示。这两个导体的电阻有什么关系？你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义？
【随堂练习】
在上述实验的基础上理解电阻定律。
在上述实验的基础上理解电阻率ρ的概念。
思考并回答：
温度对导体的电阻也有影响。
观察实验，思考并理解结论。
观看视频。
观看视频，理解金属材料的电阻率特点。
理解合金材料的电阻率特点。
思考超导现象。
通过电阻率的概念，对导体、绝缘体、半导体有更深入的认识。
思考并完成表格。
思考并完成表格。
思考并回答：
R=ρlS=ρaa∙ℎ=ρℎ
由此可知导体的电阻与表面积无关，只与导体的厚度有关。这样在制造电路元件时，可以将其表面积做得很小，而不增大电阻，有利于电路元件的微型化。
练习巩固本节知识点。
介绍电阻定律，使学生对影响电阻大小的因素有更深入的理解。
通过介绍电阻率的概念进一步阐释电阻定律的含义。
进一步提问，并结合实验，使学生对电阻定律之外温度对电阻的影响有所了解。
介绍不同材料的电阻率与温度之间的关系及其应用，使学生对温度对电阻的影响有进一步的认知。
介绍超导现象及我国在超导方面的研究成果，使学生在了解超导的同时产生民族自豪感。
通过对电阻率的进一步介绍，使学生对导体、绝缘体、半导体等有更准确的认知。
概念辨析，帮助学生进一步了解不同的概念、公式的联系、区别、适用范围等。
应用电阻定律解决实际问题，帮助学生对其有更熟练的掌握。
课堂总结
一、电阻：探究实验、定义、定义式、单位
二、欧姆定律：
1、欧姆定律的内容、表达式、理解
2、伏安特性曲线
3、线性元件、非线性元件
三、电阻定律：
1、探究影响导体电阻的因素实验
2、电阻定律的内容、表达式
3、电阻率的含义、单位、与温度的关系、不同电阻率材料的用途
4、导体、绝缘体、半导体
板书设计
§11.2导体的电阻
1、探究：导体中的电流与导体两端电压的关系
电路图：
2、电阻（R）：导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值。
定义式：R=UI
单位：欧姆（Ω）
换算关系：1kΩ＝103Ω，1MΩ＝106Ω
注意：R只与导体本身性质有关。
3、欧姆定律：
①内容：I=UR
②适用范围：适用于金属、电解液等纯电阻导电
4、伏安特性曲线：I-U图
5、线性元件与非线性元件
6、探究：影响导体电阻的因素实验
7、电阻定律：R=ρlS
8、电阻率（ρ）：
①金属的电阻率随温度的升高而增大。应用：金属电阻温度计
②合金的电阻率几乎不受温度变化的影响。应用：标准电阻。
作业设计
1、梳理本节知识点。
2、教材P61“练习与应用”。
教学反思与评价