资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 高中物理 年级 高二 学期 秋季
课题 导体的电阻
教学目标
1.理解电阻的定义，体会物理概念及规律的建立过程。 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.观察实验现象，对实验数据进行分析思考，了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。通过查阅资料，初步了解超导现象及其应用。 4.能根据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。
教学内容
教学重点： 电阻的定义及电阻的决定因素 教学难点： 运用控制变量法，设计实验方案研究金属导体电阻与长度、横截面积和材料的关系，分析数据得到电阻定律。
教学过程
任务一：理解电阻的定义 问题情境：为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这样导电好（如 图1）；分压接法测电阻（如图2）。 问题： 为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这样导电好。电阻与哪些 因素有关？在初中我们学过欧姆定律，导体的电阻会不会也与通过导体的电流和导体两端的电压有关？ 2.滑动变阻器的分压接法与限流式接法的区别，与限流式接法相比又有何优点。 3.对于金属导体，导体两端的电压与通过导体的电流遵循什么规律？ 4.你认为如何定义导体的电阻较为恰当？ 5.导体U-I图像的斜率代表哪个物理量？ 设计意图： 问题1是让学生猜想如何表征电阻以及电阻与哪些因素有关。问题2有一定的难度，可以师生合作探究分压式接法的优点。问题3、5是让学生通过实验总结出导体两端的电压与通过导体的电流遵循的物理规律以及U-I图像斜率的物理含义。问题4，可以师生讨论共同总结出电阻的定义。 任务二：认识影响导体电阻大小的因素 问题情境：将滑动变阻器C端和B端接入电路，将滑动触头P向D端移动，接入电路的阻值 如何变化？（如图3）；将灯泡串联接入电路，实验发现灯丝较粗的灯泡较亮。（如图4）； 生活中导线大多是铜材料（如图5）。 问题： 1.滑动变阻器改变阻值的原理是什么？说明导体的电阻与什么因素有关？ 2.灯泡的亮度由哪个物理量决定？这个现象说明电阻与什么因素有关？ 3.铁的价格比铜的价格低，铁也是导体，导线用铜芯而不是铁芯。电阻与什么因素有关？ 设计意图： 问题1通过分析滑动变阻器改变阻值的原理使学生认识到导体的电阻与导体的长度有关。问题2中“220V 100 W”与“220V 60 W”的两个白炽灯灯泡所通过的电流相同,观察两灯泡发光的亮暗,使学生认识到灯丝有粗细,即横截面积对灯丝的电阻有影响,问题3让学生分析不同材质的导线,使学生体会到不同材质的导线导电性能可能是不一样。 任务三：实验验证导体电阻与长度、横截面积和材料间的关系 问题情境：图6限流式接法电路图,图7对比电路图,表1电压记录表。 问题： 1.实验中需要测哪些物理量 需要哪些器材 2.你能设计出实验电路图吗 请画在草稿纸上。 3.对图7教材参考方案中的电路,实验操作过程又是怎样的 4.对图7教材参考方案中的电路,方案有什么优点 实验需要测量什么量？记录表格如何设计？ 5.通过实验、归纳分析实验数据,你得到了怎样的结论 设计意图： 引导学生设计尽量多的实验方案,定量研究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系。通过小组讨论,学生阐述实验操作过程。然后,针对教材参考方案,说说方案的优点,并进行分组操作,记录相应数据。 任务四：理解电阻定律、电阻率的物理意义 问题情境：常见材料在20℃电阻率(表2),钨丝和小灯泡串接在电路中(图8)。 问题： 1.根据实验结果，电阻R与长度l、横截面积S之间的表达式是怎样的？ 2.比例系数 的物理意义？比例系数 的单位是什么？。 3.根据表二，你认为电阻率 的大小主要由什么决定？ 4.你观察到什么现象？说明了什么？与温度有什么关系？ 设计意图： 问题1、2可以通过同学讨论交流得出,问题3、4则需要教师通过分析引导展开。在做图8所示的演示实验时，可以用打火机加热灯丝，小灯泡的亮度有明显的变化。 任务五：导体的伏安特性曲线 问题情境：以通过导体的电流I为纵轴，以导体两端的电压U为横轴，绘制的I-U图像称为导体的伏安特性曲线。金属导体的伏安特性曲线（如图9）；二级管的伏安特性曲线（如图10）。 问题： 1.图9是绘制金属导体的伏安特性曲线。图像的斜率代表什么？ 2.导体a和导体b的伏安特性曲线如图1所示，哪个导体的电阻大？ 3.二极管的伏安特性曲线有什么规律？ 4.线性元件与非线性元件的区别？ 设计意图： 问题1是让学生依据U-I图像斜率的物理含义，类比推导伏安特性曲线的斜率。问题2让学生依据伏安特性曲线的斜率的物理意义判断导体电阻的大小。问题3是让学生通过实验图像总结出半导体二级管伏安特性曲线遵循的物理规律。问题4，可以师生讨论共同总结出性元件与非线性元件的区别。
备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。

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