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第十二章　欧姆定律
第一节　不同物质的导电性能
1．物理观念：
(1)知道不同物质的导电性能是不同的，知道导体、绝缘体和半导体的概念。
(2)了解生活中哪些物质属于导体，哪些物质属于绝缘体。
(3)认识电阻的概念，知道电阻是导体本身的一种性质。
(4)知道电阻的常用符号与单位，并能进行单位换算，能画出电阻在电路中的符号。
2．科学思维：
通过观察，学会发现问题，进一步分析问题，体会多因素问题的研究方法。
3．科学探究：
通过实验探究的方法了解不同物质的导电性能，以及在一定条件下导体与绝缘体可以相互转化，学会研究问题的方法。
4．科学态度与责任：
(1)在实验探究中，学习研究问题的方法，培养严谨的习惯和实事求是的态度。
(2)通过了解物理学知识对人类生活和社会发展的影响，培养正确的科学价值观。
1．教学重点：
(1)导体与绝缘体的识别。
(2)电阻及其单位的换算。
2．教学难点：
对导体、绝缘体的微观本质和电阻概念的理解。
钢片、木棍、橡皮、玻璃、开关、小灯泡、电流表、电源、盐水、导线、多媒体课件等。
观察一根带绝缘皮的导线。提问：它的内部是什么物质？外面包的又是什么物质？为什么这样制作呢？
学生观察导线，思考问题，小组讨论并交流。
　　知识点一　认识导体、绝缘体和半导体
1．提出问题：不同物质的导电性能是不同的，用什么方法可鉴别哪些物质容易导电，哪些物质不容易导电呢？
学生观察桌面上摆放的物体，思考鉴别它们的导电性能的方法，小组讨论交流。
2．按照教材P74图12.1－2的实验装置，鉴别桌面上物质的导电性能。
在如图电路中A、B两点之间分别接入钢片、木棍、橡皮、玻璃和盐水，闭合开关，观察电流表的示数和小灯泡的明暗情况。
3．引导学生对鉴别的物质按导电性能分类，得出导体和绝缘体的概念。
将钢片和盐水接入电路，小灯泡发光，电路中有电流。表明这些物体容易导电，我们把它们叫作导体。
将木棍、橡皮、玻璃接入电路，小灯泡不发光，电路中几乎没有电流。表明这些物体不容易导电，我们把它们叫作绝缘体。
教师总结：容易导电的物体叫导体。常见的导体有金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。
不容易导电的物体叫绝缘体。常见的绝缘体有橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。
半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的一类物质叫作半导体。常见的半导体有锗、硅、砷化镓等，主要应用于电子工业。
4．常温下一些物质的导电性能。
从左到右导电性能越来越强，绝缘性能越来越弱。
5．引导学生看教材P75，讲解导体容易导电，绝缘体不容易导电的原理，并提出问题：同一种物质的导电性能总是一成不变的吗？
学生阅读教材P76内容，思考教师提出的问题。
教师总结：同一种物质的导电性能并不是一成不变的。在外界压力、温度、光照等条件发生改变或掺入杂质时，绝缘体有可能变成导体。
　　知识点二　电阻
1．提出问题：在刚才判断不同物体是否导电的实验中，电路中的电压是相同的，AB间接入不同的导体时，电流表的读数为什么不一样？
2．讲解电阻的概念和单位。
(1)概念：电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，用符号R表示。电阻是导体本身的一种性质。
(2)基本单位：欧姆，简称欧，用符号Ω表示。
常用单位及换算：1 kΩ＝1 000 Ω；1 MΩ＝103 kΩ＝106 Ω。
(3)在电路中的符号：。
(4)介绍常见的电阻器(多媒体课件展示)。
第一节　不同物质的导电性能
感觉前半部分的课堂节奏稍微有点松，如果可以压缩2分钟左右的话，感觉就会更好。分析其中的原因：前半部分以学生活动为主，自我感觉也没有“浪费”时间，但学生活动时间是没有办法进行准确预设的(随时有意外)，同时也提醒自己在进行教学设计时给学生预留出“宽松”的活动时间，将收到更好的课堂效果。第五节　测量导体的电阻
1．物理观念：
(1)学会用电流表和电压表测量电阻。
(2)进一步加深对欧姆定律的理解，学会用特殊方法测量电阻。
2．科学思维：
培养利用欧姆定律解决实际电学问题的方法，并将欧姆定律应用在生产、生活中以解决实际问题的意识。
3．科学探究：
根据实验原理设计实验，测量定值电阻和小灯泡的电阻值，并解释设计的意图，得到实验数据后交流、反馈、总结，了解实验过程中的注意事项，提升实验探究的能力。
4．科学态度与责任：
(1)通过参与设计、操作、分析结论，养成实事求是的科学态度、周密严谨的科学思维方法和良好的学习习惯。
(2)在共同完成的操作及实验过程中，养成相互协作的团队精神。
1．教学重点：
学习应用欧姆定律，会用电流表和电压表测量导体的电阻。
2．教学难点：
加深对欧姆定律的理解，能利用特殊方法测量导体的电阻。
电流表、电压表、滑动变阻器、电池、开关、定值电阻、多媒体课件等。
教师出示几个电阻，告诉学生，这些电阻的阻值未知。你用什么办法能知道这些电阻的阻值是多少？
学生展开讨论，各抒己见。
　　知识点一　用电流表和电压表测电阻
教师：试说明测量原理，并作出测量电路图。
学生思考，分组讨论，设计出实验电路图：
教师根据学生设计的电路进行提问。
教师：你测出几组数据？
学生：一组。
教师：利用这一组数据计算出来的电阻值准确吗？
学生：不准确。
教师：那应该怎么办呢？
学生：多测几组数据，求电阻的平均值减小误差，使实验结果更准确。
教师点拨：用什么方法可以改变通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压？应如何改进测量电路图？
学生思考、改进实验电路：
在原来的基础上，串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器的滑片获得不同的电压和对应的电流值。
学生实验：测量电阻两端电压和对应的电流值。
教师引导学生明确以下几点内容：
1．实验原理：R＝。
2．实验电路图：
3．设计实验数据记录表格如下：
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1
2
3
R＝________Ω。
教师提出问题：改变通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压，定值电阻的阻值会改变吗？
学生：不会。
教师：为什么没改变呢？
学生：电阻是导体本身的特性，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
教师点拨：通过多组数据求出定值电阻阻值，再求此阻值的平均值可以减小实验误差。
思考：如果是测小灯泡的电阻，需要多次测量求平均值吗？
教师引导学生测量小灯泡的灯丝电阻。
学生探究实验：用电流表和电压表测量小灯泡的灯丝电阻。
学生通过实验发现问题：在不同电压和电流的情况下，求出的小灯泡的灯丝电阻不同。
提问：改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，小灯泡的电阻会改变吗？能否通过多组数据求平均值的方法求灯泡电阻？
教师引导学生总结、归纳物理规律。
教师点拨：当小灯泡的电压和电流改变时，灯泡的亮度改变了，灯丝的温度改变了，前面我们知道，电阻的大小与温度有关，温度不同，电阻值不同。因此，不能通过多组数据求平均值的方法来确定灯泡的电阻。
　　知识点二　特殊法测电阻
教师提问：在同时有电流表与电压表的时候，可以通过读出两表的示数并利用欧姆定律测量得到导体的电阻，若没有电流表，仅拥有电压表和一个已知阻值的电阻，能不能测量得到导体的电阻呢？
学生展开讨论，各抒己见。
教师：试说明测量原理，并作出测量电路图。
学生思考，分组讨论，设计出实验电路图：
教师根据学生设计出的电路进行提问。
教师：可以直接测量得出未知电阻Rx的阻值吗？
学生：不可以。
教师：想要测量得到未知电阻Rx的阻值，需要知道哪些物理量？
学生：电压表V0、V1的示数U0、U1，定值电阻R0的阻值R0。
教师：将电压表V0并联在已知阻值的定值电阻R0两端的目的是什么？
学生：通过欧姆定律得到通过R0的电流。
教师：将电阻R0与Rx串联的目的是什么？
学生：利用串联电路中的电流处处相等间接得到通过Rx的电流。
教师：如何用已知的物理量表示未知电阻Rx的阻值？
学生：Rx＝R0。
交流讨论：如果在实际应用中只有一块电流表和一个已知阻值的电阻，能对一个未知电阻的阻值进行测量吗？设计出电路图，并给出未知电阻阻值的表达式。
第五节　测量导体的电阻
电阻的测量
本节课的教学是以学生分组实验为出发点，我的重心放在学生的分组实验中，给学生足够的时间去分组进行定值电阻和小灯泡电阻的实验探究，注重学生实验探究能力的培养。教学中还注重培养学生良好的学习方法和习惯，以及观察、思考、动手、记录和表述的能力(活动中激发了学生的求知欲，调动了学生的参与意识，抓住了学生的注意力，激活了学生的思维)，学生分析问题、解决问题的能力得到了提高。从而达到预期的教学效果。第六节　设计恒温电热杯
1．物理观念：
(1)认识敏感元件，知道敏感元件的种类、特性与用途。
(2)知道可以利用电路中电压或电流的变化来显示电路中的温度变化情况。
2．科学思维：
(1)在制作过程中，尝试进行观察、分析、推理和创新，培养科学思维能力。
(2)通过程序流程图的应用来厘清电路工作的逻辑，锻炼逻辑思维能力。
3．科学探究：
通过动手实践，体验科学探究的过程，掌握实验设计和操作的方法。
4．科学态度与责任：
(1)通过团队合作共同设计工作电路，培养严谨认真的科学态度和团队合作精神。
(2)通过生产、生活中的小制作来培养运用物理知识解决实际问题的责任感。
1．教学重点：
将自动温度控制系统的结构和功能与电学设计结合，设计出带有温度检测与温度控制系统的电路。
2．教学难点：
(1)设计电路过程中将电学知识与实际元件结合。
(2)设计出符合实际要求的电路。
多媒体课件等。
教师展示多媒体课件，某款恒温电热杯能使装在杯中的水始终保持设定的温度，这是怎么做到的？分别涉及哪些原理？引发学生讨论。
　　任务一　认识敏感元件
在影响导体电阻的因素中，温度也是影响因素之一，引发学生思考是否可以通过导体所处的温度直接判断导体的电阻大小。
1．敏感元件的概念。
敏感元件能敏锐地检测到某种物理、化学信息，通过一定的电路将其转变为电信号。在电子设备中采用敏感元件来感知外界的信息，可以达到比人类感觉器官更加准确、迅速的效果，从而为实现自动控制提供依据。
2．敏感元件的类型。
敏感元件通常以其可检测的物理量来命名，如热敏、光敏、压敏、磁敏、气敏、湿敏元件等。能检测到温度变化的电阻便是热敏电阻。
3．查阅资料，了解常见敏感元件的性质，设计表格总结它们的特点与应用示例。
名称 特点 应用实例
压敏电阻
光敏电阻
磁敏电阻
……
　　任务二　设计恒温电热杯的温度显示系统
教师提问：热敏电阻检测到温度的变化后自身的阻值会发生变化，但从外观看却没有明显的现象，应该如何将温度的变化显示出来呢？
学生回答：可以将热敏电阻接入电路中，通过电路中电流表或电压表的示数来显示热敏电阻阻值的变化，从而显示出温度的变化。
教师提问：那应该如何设计电路图呢？如何通过电流表或电压表的示数来确定当下的温度呢？
学生回答：电路图如下，将热敏电阻置于温度已知的环境下，读出此时电压表的示数，将温度与电压表的示数一一对应，便可以通过电压表的示数知道热敏电阻感知到的温度了。
让学生阅读教材P100的“科学窗”，并提问：若选用PTC类型的热敏电阻器，当环境温度升高时，上述电路图中热敏电阻的阻值如何变化？电压表的示数如何变化？
学生回答：若选用PTC类型的热敏电阻器，当环境温度升高时，热敏电阻的阻值增大，电压表的示数增大。
　　任务三　制作恒温电热杯的电子测温装置
教师引导学生：设计电路时应根据水温的变化范围、所选用热敏电阻的参数、以及电表的量程等条件，确定电源和其他电路元件的参数，以实现对水温的测量。
交流讨论：将电子测温装置的测量值和标准温度计的测量结果进行对照，评估测量的精度，和同学一起讨论如何进一步提高测量精度。
　　任务四　设计恒温电热杯的控温工作流程
教师提问：电热杯实现“控温”的工作逻辑是什么？
学生回答：温度低于设定值，对杯中水进行加热；温度达到设定值，加热停止。
让学生阅读教材P102～103“科学窗”，并画出恒温电热杯的工作程序流程图。小组交流讨论，设计的程序流程图是否存在瑕疵？应如何改进？
引导学生按照程序流程图设计相应的电路。
　　任务五　收集材料并制作恒温电热杯
学生收集材料并展示制作的恒温电热杯，讨论能否实现控温功能。
第六节　设计恒温电热杯
任务一　认识敏感元件
任务二　设计恒温电热杯的温度显示系统
任务三　制作恒温电热杯的电子测温装置
任务四　设计恒温电热杯的控温工作流程
任务五　收集材料并制作恒温电热杯
在教学过程中，学生对制作恒温电热杯表现出了浓厚的兴趣和积极性，通过动手实践，学生更好地理解了电路与欧姆定律。小组合作的方式培养了学生的团队合作精神和沟通能力，同时也让学生学会了分享和交流制作经验。在制作和使用过程中，部分学生遇到了一些问题，如不清楚如何对应电表示数与温度，设计的工作程序流程图错误等，教师需要及时给予指导和帮助，引导学生分析问题并解决问题。在教学中，可以进一步拓展学生的思维，引导学生思考如何将物理知识应用到更多的实际生活中，培养学生的创新意识和实践能力。第三节　变阻器
1．物理观念：
(1)知道滑动变阻器的构造与电路符号。
(2)了解变阻器的工作原理及其作用，知道滑动变阻器的使用方法与铭牌上参数的含义。
(3)知道电阻箱的工作原理与使用方法，能读出电阻箱的阻值。
2．科学思维：
根据影响电阻大小的因素，推理得出改变电阻的可行性方法，从而归纳变阻器的工作原理，体会科学推理、质疑创新的过程。
3．科学探究：
(1)通过探究变阻器原理，理解变阻器的结构。
(2)通过分组实验使用滑动变阻器改变灯泡的亮度，掌握使用滑动变阻器的方法。
4．科学态度与责任：
(1)通过理解滑动变阻器的设计、制作过程，了解科学发明创造、科技革新的过程。
(2)感悟观察实验在物理学习中的重要作用，体会物理与生活的密切联系。
1．教学重点：
(1)滑动变阻器的构造和原理。
(2)滑动变阻器的使用方法。
2．教学难点：
按要求把滑动变阻器接入电路。
铅笔芯、干电池、开关、导线、滑动变阻器、电流表、小灯泡、变光台灯、多媒体课件等。
实验演示1：学生观察台灯变亮变暗，那么是如何实现这种对台灯的明暗调节的呢？
实验演示2：利用铅笔芯对小灯泡的亮度进行调节。
学生思考：电流表的示数和小灯泡的亮度有何变化？铅笔芯接入长度有何变化？两者有关系吗？
　　知识点一　滑动变阻器的构造
多媒体展示：滑动变阻器的组装与结构。
师生共同总结：
1．结构名称：电阻线圈、金属杆、滑动头(滑片)、四个接线柱、瓷筒、支架等。(提醒学生注意导体和绝缘体的区分、连接方式)
2．结构示意图：
3．电路符号：
4．原理：改变导体接入电路的长度，从而改变接入电路中的电阻。
　　知识点二　滑动变阻器的使用
1．课件动画展示(如图)，要求学生注意观察：滑动变阻器接入不同接线柱时，是哪一部分接入电路，滑片P的移动能否改变其接入电阻，若能改变，接入电阻又是如何改变的？
2．教师演示并要求学生记录：
接线 柱 接入 部分 滑片P向右滑动 接入电阻变化 滑片P向左滑动 接入电阻变化 备 注
A、C AP 变大 变小
A、D AP 变大 变小
B、C PB 变小 变大
B、D PB 变小 变大
A、B AB 接入电阻为最大值，不变
C、D 杆CD 接入电阻为零，不变
3.总结滑动变阻器的正确连接方法：
(1)串联接在电路中。
(2)连接“一上一下”两接线柱。
(3)判断滑动变阻器的电阻变化方法：“近下小，远下大”。
　　知识点三　电阻箱——能直接读出阻值的变阻器
1．电阻箱的分类——旋钮式和插拔式。(如图)
2．读数方法。
旋钮式：各旋钮对应指示点的示数乘面板上标记的倍数并相加。
插拔式：拔出部分对应数值相加。
3．变阻器的应用——调光灯和油量表等。
第三节　变阻器
变阻器
本节教学中通过台灯灯光逐渐变亮变暗的情景，激发学生的求知欲，顺利引出课题。通过演示如何“用铅笔芯控制小灯泡的亮度”来了解滑动变阻器的原理，探究时把改变小灯泡的亮度作为实际需要，引导学生联系前面学过的引起电阻变化的因素，设计出能改变电阻的变阻器。由于变阻器的学习属于技能性训练方面的内容，以提出思考性问题的方式展开，并且课本中的思考问题只有通过动手操作，才能深刻领会。但由于课堂时间有限，对学生的引导以及给学生的自主空间还不够，下次要改进。第二节　影响导体电阻大小的因素
1．物理观念：
(1)知道电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
(2)了解什么是超导现象，知道超导体的概念与特点。
2．科学思维：
通过实验探究锻炼认识问题、解决问题的思维与方法。
3．科学探究：
通过实验探究影响电阻大小的因素，加深对控制变量法和转换法的理解。
4．科学态度与责任：
通过实验探究，培养科学探索精神。
1．教学重点：
(1)知道影响导体电阻大小的因素。
(2)超导现象及其应用。
2．教学难点：
探究影响导体电阻大小的因素。
电流表，电源，导线若干，开关，小灯泡，酒精灯，细铁丝，长度及横截面积相同的铜丝、铁丝、镍铬合金丝，长度相同、横截面积不同的镍铬合金丝，长度不同、横截面积相同的镍铬合金丝等。
从生活中观察，会发现常见的导线多是铜芯或铝芯，而很少用铁芯；有的导线芯比较粗；不同规格的灯泡，有的灯丝粗些，有的灯丝细些等。这是为什么呢？
学生小组猜想交流：因为电阻不同。
教师提问：那电阻的影响因素又有哪些呢？
　　知识点一　常温下导体的电阻与哪些因素有关
1．提出问题：影响导体电阻大小的因素有哪些？引导学生提出猜想。
2．提出猜想：小组讨论、交流，提出猜想，电阻可能与导体的材料、长度、横截面积等有关。
3．制订方案：
(1)如何判断导体电阻的大小。
小组讨论后回答：可观察电流表的示数。
(2)列出所需的器材，画出电路图。
器材：导线，电流表，开关，电源，小灯泡，长度和粗细都相同的铜丝和镍铬合金丝各一根，粗细相同但长度为原来一半的镍铬合金丝一根，长度相同但横截面积为原来2倍的镍铬合金丝一根。实验电路图如下。
(3)引导学生设计实验步骤(控制变量法)。
学生讨论后设计实验步骤：
①把两根材料不同，粗细、长度相同的电阻丝接入电路。
②把两根材料、粗细相同，长度不同的电阻丝接入电路。
③把两根材料、长度相同，粗细不同的电阻丝接入电路。
(4)设计记录数据的表格。
(5)讨论实验中应该注意的事项。
实验要点：①实验中在研究某一因素时，其他因素要保证不变；②实验中，小灯泡的作用除了显示导体的电阻大小外，还起到了保护电路的作用。如果是用电流表来做探究实验，也应在电路中连入电阻或小灯泡，以避免电路中的电流过大，烧坏电流表。
实验结论：导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。
　　知识点二　导体的电阻会受温度影响吗
1．疑问：我们知道了常温下，导体的电阻与它的材料、长度和横截面积有关。那么，如果导体的温度改变，它的电阻会不会也发生变化呢？
2．实验探究：我们做一个小实验，如图所示装置，闭合开关后，用酒精灯给细铁丝加热，在铁丝温度逐渐升高并发红的过程中，观察电流表的示数和小灯泡亮度的变化情况。
实验现象：随着温度的升高，电流表示数变小。
实验结论：导体的电阻大小与它的温度有关；金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。
3．拓展延伸：
超导现象：当温度降低到某一温度时，导体的电阻变为零，这种现象叫作超导现象。发生超导现象的导体叫超导体。
特点：超导体除了具有零电阻特性外，还具有完全抗磁性(即对磁体有排斥作用)。
第二节　影响导体电阻大小的因素
1．启发式教学，引导学生积极主动地参与课堂，效果还不错。
2．在实验探究过程中，先分组讨论，让学生说出实验的步骤和实验方法，充分强调学生学习的积极性和主动性。
3．在教学中对于学生实验时间的安排上不够精准，致使时间分配上出现问题，这在以后的教学中需要进一步改进。

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