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课题 第四章 直流电路 第一节 电阻定律 1课时
教 学 目 标 知识目标 1. 了解电流的概念，知道电流产生的微观机制； 2. 理解部分电路欧姆定律，知道其适用条件； 3. 理解电阻定律，知道金属导线的电阻与长度、横截面积的关系。
能力目标 1. 通过对欧姆定律的复习与深化，能熟练地进行相关计算； 2. 通过对电阻定律的学习，能够进行相关的简单计算； 3. 通过对电阻定律的探究实验，增强分析问题解决问题的能力。
情感目标 1. 通过本节的学习，培养学生敢于创新的科学态度和科学精神； 2. 通过对我国在超导方面的成就的了解，激发学生的爱国主义情感。
重点 部分电路欧姆定律；电阻定律
难点 探究电阻定律
教具 多媒体展示系统、影响导体电阻的因素的实验装置数套
主要教学过程 学生活动
教 学 过 程 设 计 一、引入课题 用多媒体展示系统展示教材图4-1。 提问：在家中要安装空调时，由于空调工作电流较大，可能需要为它装配一条专用导线。商店里出售的电线有许多种：长的、短的、粗的、细的、铜的、铝的。你知道该买什么样的吗？ （一般情况下，少数学生能回答出来：要买铜的、较粗的导线。） 引入课题： 今天我们要来探究导线的电阻与哪些因素有关——第一节 电阻定律。 二、电流 我们在初中已经知道，当一段导线中有电流通过时，我们将一只电流表串联到这段导线中，就可以测量出其中的电流。但是大家知道电流究竟是怎样形成的吗？ 我们在初中学过，电荷的定向移动形成电流。要形成电流，必须有能够自由移动的电荷——自由电荷。金属中的自由电子，电解质溶液（酸、碱、盐的水溶液）中的正、负离子，都是自由电荷。在什么条件下，自由电荷才能发生定向移动呢？ 用多媒体展示系统展示教材图4-2。 当导体两端没有电压时，导体中大量的自由电荷就像气体中的分子一样，不停地做无规则的热运动。自由电子向各个方向运动的机会相等，因而对导体的任一横截面，在一段时间内从两侧穿过这个截面的自由电荷大致相等。从宏观上看，导体中的自由电荷没有定向移动，所以没有电流。 用多媒体展示系统展示教材图4-3。 把导体的两端分别接到电源的两极上，两端有了电压，产生电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。 导体中的电流可以是正电荷的定向移动，也可以是负电荷的定向移动，还可以是正、负电荷沿相反方向的定向移动。习惯上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反；在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。 电流有强弱之分，电流的强弱用电流这个物理量来表示。通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值，叫作电流。电流用I表示，则 电流的SI单位是A（安）。 三、部分电路的欧姆定律 提问：既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么数量关系呢？ （） 德国物理学家欧姆（1787—1854）通过实验研究得出结论：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比。对于同一个导体，不管电压和电流的大小怎样变化，其比值都是恒定的；而对于不同的导体，电压和电流的比值一般是不同的。比值越大，导体在同一电压下通过的电流越小。这个比值反映了导体对电流的阻碍作用，叫作导体的电阻。电阻用R表示，则 电阻的SI单位是Ω（欧）。根据上式可知 即，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。这就是部分电路欧姆定律。 实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如荧光灯管中的气体）、某些导电器件（如晶体管）和某些用电器（如电动机、电解槽等）并不适用。 四、电阻定律 将学生分为6个实验小组，每小组一套实验装置：（学生电源、单刀开关、滑动变阻器、电压表、电流表）各一个、电阻定律实验板一块（其上有四根导线）、导线若干。 用多媒体展示系统展示教材图4-4。 我们用这个电路来测量不同导线a、b、c、d的电阻，a与b的材料、横截面积相同，但a的长度是b的2倍；b与c的材料、长度相同，但b的横截面积是c的2倍；c与d的长度、横截面积相同，但材料不同。 请大家先把导线a连接入电路中。将学生电源的电压输出调为2 V，调节滑动变阻器，使电压表示数为1 V，记录下电流表的示数，计算出导线a的电阻。更换电阻，再依次测量并计算出b、c、d的电阻。 提问：a、b的长度之比是2︰1，则它们的电阻之比是多少？ （a、b的电阻之比大约是2︰1） 提问：b、c的横截面积之比是2︰1，则它们的电阻之比是多少？ （b、c的电阻之比大约是1︰2） 提问： c、d的长度、横截面积相同，但材料不同，它们的电阻是否相等？ （c、d的电阻不同。） 通过大量精确的实验发现，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。这就是电阻定律。写成公式，则有 上式中的比例常量ρ跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，叫作材料的电阻率，它的SI单位是Ω·m。 用多媒体展示系统展示教材中的表4-2，请学生观看几种材料在20 ℃时的电阻率，并找出哪种材料的电阻率最小。其次呢？还有金的电阻率更小。 从表中可以看出，金属和合金的电阻率都很小；而电木、橡胶的电阻率都很大。使用时，可以根据需要，参照电阻率表选取合适的材料。例如，在输电、用电线路中，为了减小电阻就要选用铜、铝材料做导线；而用电器和电工用具的绝缘部分，又要选用电木、橡胶等材料制作。 回应本节前的问题，我们在给空调装配专用导线时，由于空调的功率较大，需要较大的电流，因此我们常选择电阻较小的粗的铜导线。 用多媒体展示系统展示教材中的图4-5。 各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。纯金属的电阻率随温度的升高而增大。电阻温度计就是利用金属的这种特性制成的，可以用来测量很高的温度。精密的电阻温度计是用铂做的，已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以算出温度。有些合金如锰铜和康铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，因此常用来制作标准电阻。 例题 一条康铜丝，横截面积 S = 0.20 mm2，长 l = 2.5 m，在它的两端加上电压U = 0.60 V时，通过它的电流I = 0.10 A，求这种康铜丝的电阻率。 解 根据部分电路欧姆定律，康铜丝的电阻为 Ω = 6.0 Ω 根据电阻定律 得康铜丝的电阻率ρ为 课后请同学们自己阅读教材中的“物理与技术 超导体”的内容。 学生观看 学生思考并回答 板书 板书 学生观看 学生观看 板书 板书 板书 板书 学生回答 板书 板书 板书 板书 要求学生记住，第三节要用到 板书 学生观看 学生操作 学生回答 学生回答 学生回答 板书 板书 板书 结合生活 学生观看 板书
小 结 电阻定律 1．电流 正电荷的定向移动方向为电流的方向。 通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值，叫作电流。 电流的SI单位是A（安）。 2．部分电路欧姆定律 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。这就是部分电路欧姆定律。 3．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。这就是电阻定律。 回顾本节知识；体会思考方法；感受情感态度
随 堂 练 习 练习4-1 2．答 导线对折时，长度为原来的1/2，横截面积为原来的2倍，据电阻定律可知：电阻变为原来的1/4，即1 Ω；导线均匀拉长到原来的2倍时，横截面积变为原来的1/2，故电阻变为原来的4倍，即16 Ω。 3．解 由电阻定律，得 思考并回答
课 后 作 业 练习4-1 1．解 由部分电路欧姆定律，得 Ω＝4 000 Ω 所以，不能用该电流表测量通过这个电阻的电流。 要求学生独立完成

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