高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第二章 恒定电流6 导体的电阻教学设计

课题

2.6电阻定律

课 型

新授课

课 时

1

教学

目标

1、掌握电阻定律的内容和物理意义

2、掌握电阻率的概念，知道电阻率和哪些因素相关

教 学

重 点

难 点

【教学重点】  电阻定律的理解和掌握

【教学难点】  什么情况下考虑电阻率随温度的变化，什么情况下忽略这种影响

教 学

准 备

蓄电池、电流表、伏特表、滑动变阻器、不同材料、粗细、长度的导线若干。

教

学

过

程

○、复习＆引入

计算：已知金属铜在单位体积中的自由电子数为8.5×1028m−3，现在横截面积为1.0mm2的铜导线中通过1.2A的电流，试求导线中自由电子的定向移动速率。

☆学生计算…（答案：8.9×10−5m/s）

在我们刚才计算中，我们用到了电流的微观解释I = neSv ，让我们讨论这样几个问题：

1、在电压一定的情况下，如果仅将导体的横截面积S增大，电流会怎样变化？

学生讨论…（教师提示：电场强度<对柱形导体，看成匀强电场E = >会变化吗？→v会变化吗？→n会变化吗？）→结论：I变大。

2、在电压一定的情况下，如果仅将导体的长度l增大，电流会怎样变化？

学生讨论…（教师提示：和上面类似）→结论：I变小。

3、在电压一定的情况下，如果仅将导体的温度升高，电流会怎样变化？

学生讨论…（教师提示：和上面类似，但要提请学生注意电子热运动速率的变化——客观上造成阻碍作用加大）→结论：I变小。

同学们，我们刚才讨论的虽然是电流的变化，但根据欧姆定律，它事实上反映另外一个隐含的信息：电阻会随着导体某些因素的改变而改变。本节的任务，就是要是要具体找出影响导体电阻的因素，并定量的总结出相关规律。

一、电阻定律

请同学们根据刚才的理论分析，总结三个因素对电阻的定性影响——

☆学生：S增大，R减小；l增大，R增大；T升高，R增大。

过渡：这种关系能不能通过实验来验证呢？我们下面请看——

演示实验：教材P153“实验”

实验目的、实验原理简介

实验器材介绍（变阻器的必要性）

电路连接

实验步骤分三步走…

结论：用打勾（√）的方式照应前面的板书（学生结论）

这里虽然照应了两个，还有一个由于条件所限，没有得到验证。而且，一个新的因素冒了出来——材料。究竟，决定电阻变化的因素有哪些、定量的规律又是怎样的呢？

电阻定律：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。

R = ρ

二、电阻率

由于在S 、l相同的情况下，ρ大，R就大，导电性就差，反之，则越好。所以ρ是一个能反映导体导电性能好坏的物理量。研究表明，电阻率又和两个因素相关（这就象写一篇文章的插叙一样），它们是——

1、材料。

具体情况请见教材P154表格   ☆学生看表…

从表格我们可以看出哪些信息？（导电性谁好谁差；标题有20℃的限制）

2、温度

研究表明，一般的导体，在温度升高时，ρ增大。（但对与非金属导体，也会出现反常情况）

至此，我们先前从理论的角度得出影响电阻的几个因素就一一做了介绍。

作 业

布 置

1、复习课本内容

 2、完成P57问题与练习：2、4

3、作业纸

课堂总结

本节知识较单纯，电阻定律只是在初中的基础上给出了一个定量的关系。但是，本节还是有一个新的要点，那就是，我们发现导体的电阻还会和温度相关。这一点在实际中是有意义的，比如，物理学家们根据这个特性制成了热敏电阻，大家只要去了解一下电饭煲的工作原理，就会感受到热敏电阻的使用价值了。此外，电阻随温度的变化在接下来的第四节（超导及其应用）中还会有深刻的发挥。

不过话又说回来，当我们考虑到电阻随温度的变化时，我们的很多电学问题的讨论是很麻烦的，因此，在更加广泛的场合，我们忽略了这种效应。甚至在中学阶段，如果不是题目明确考察电阻随温度的变化规律，我们都不考虑这一点。这也是我们应该记住的一个常规。

作为电阻定律的巩固，我们最后完成这样一个练习——

★证明串（并）联电路总电阻和分电阻的关系，这里假定各个分电阻都是相同的。