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第四章 电路探秘
第四节 影响导体电阻大小的因素
一、目标导航
[知识与技能]
经初步分析能猜测影响电阻的一些因素；能从实验结果定性地得出导体电阻与其长度、粗细和组成材料之间的关系；知道金属导体的电阻与温度之间的关系和超导现象；能根据实验思想设计需要的实验方案，学会利用控制变量法设计实验方案；培养学生的实验操作能力。
[科学思考]
我们的人体是一个导体，那么人体的电阻有多大呢？人不同的人电阻一样吗？人体电阻的大小与什么有关呢？一个人的电阻是不变的吗？超导体的研制与应用对我们人类社会有什么意义？
[解决问题]
通过学生在课堂上的自主探究活动，总结出导体的电阻决定于导体的材料、长度和横截面积；并要确定导体的电阻与长度和横截面积的关系。
[情感与态度]
培养学生,对待实验实事求是的科学态度和严谨的科学作风；养成认真细致的学习习惯，培养学生的合作精神。
二、要点扫描
[课标解读]
《影响导体电阻大小的因素》这一课属于《科学课程标准》安排的五个内容标准中的物质科学内容中的主题3“物质的运动与相互作用”通过本节课的学习，使学生了解决定导体电阻大小的因素，并在学生学习的过程中培养学生科学探究的能力和学会实验变量的控制；通过本节课的学习后还应让学生知道物质的性质与用途的关系。
[内容分析]
本节课的内容在教科书的第140~142页，它主要设计了三个探究实验和三个思考和一个表格。通过三个学生自主探究实验的过程，可以培养学生科学探究的能力和使学生学会探究的一般过程和方法，学会实验变量的控制。通过表格中各种材料的电阻率的比较和各种材料在生活中的不同应用可以渗透物质的用途由物质的性质等决定的科学观。
教学重点是通过学生在课堂内的自主探究活动得出影响导体电阻大小的相关因素。教学难点是在科学的探究过程和学生自主探究能力的培养。教学的关键是在教师的引导与帮助下，激发起学生自主探究的兴趣，从而使学生能积极参与课堂的教学过程。
[学情分析]
通过以往的学习，学生对科学探究活动的一般过程和方法已经有了一定的了解，对实验变量的控制了已有初步的了解，但学生对科学转换法还缺乏一定的了解在教学过程要给以学生适当的引导。从而使学生能顺利的完成探究活动。
[学法点拨]
（1）教师点拨，组内学生互相讨论提出假设
科学探究活动需要合理的猜想，通过教师的引导能让学生在轻松和自由的课堂教学过程中提出自己的猜想。不但能提高学生的猜想能力，更能激发学生的探兴趣，从活跃学生的思维能力。此时学生可能会提出来许多不同的猜想，不管学生的猜想是否合理，教师都应给予积极的评价。
（2）小组合作，自主探究。
有组织、有选择的让各小组学生根据自己小组的猜想或自己小组的选择进行科学探究活动，得出结论；不但能顺利的完成教学任务，更能激发学生的探究兴趣。同时在合作探究的过程中培养了学生与他人合作的能力。
[经验介绍]
在教学过程中要善于利用实验器材，准确的得出导体的电阻与导体的长度和横截面积的关系必需要准确的控制实验变量；要注意一个导体在拉长的同时横截面积也变小了；要注意强调导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，有时还受到温度的影响，而与通过导体的电流，导体两端的电压无关。
三、教学文档
[课前准备]
教师：各种不同的金属丝和电源、灯泡，导线，电流表、开关。
[教学流程]
引入：（开门见山）：通过上节课的学习我们知道不同的物质导电能力是不同的，我们用电阻来表示物质的导电性，这节课我们就来探究一下是哪些因素影响了物质的导电性。
师问：由上一句话的内容可知，影响导体电阻大小的因素是什么？
生答：导体的材料。
师问：除了导体的材料以外，还有哪些因素会影响导体的电阻呢？请同学们猜想一下？
生答：导体的长度、导体的粗细、导体的温度--------
[设计意图：通过教师点拨，组内学生互相讨论提出假设，为后续的探究活动教学做好内容上的铺垫，同时培养学生的猜想能力]
新课时
师问：在探究导体的电阻与哪些因素有关时你怎样知道导体电阻的大小呢？先请同学们设计一个合理的电路。
学生分组设计实验电路图并说明理由。
例：
通过灯的亮度来说明接入电路的导体的电阻的大小。
[设计意图：通过小组内的讨论设计出实验电路图。有助于提高学生的实验设计能力，培养学生与他人合作能力，渗透科学转换法的设计思想，即通过从灯的亮暗或电流表的大小说明导体电阻的大小。并为科学探究实验作好准备]
1． 师问；科学探究的一般程序是建立猜想后就要设计实验，进行验证。那么大家思考，我们在实验时该怎样处理我们这么多的变量？（引出变量控制法）
2． 研究导体电阻与长度的关系
师问：导体的各个变量应如何控制？
生答：应保证导体的长度不同，但必须控制导体的材料和粗细要一致。
思考：选择什么材料的导体进行实验？为什么？
小组讨论、设计实验方案，教师巡视。
学生分组汇报实验成果。
得出结论并板书：导体长度越长，电阻越大
3． 研究导体电阻与粗细的关系
师问：导体的各个变量应如何控制？
生答：控制导体的材料和长度一致，粗细不一。
思考：怎样准确测量一根金属导线的直径。（累积取平均值）
小组讨论、设计实验方案，教师巡视。
学生分组汇报实验成果。
得出结论并板书：导体越细，电阻越大。
4． 研究导体的电阻与材料的关系
师问：导体的各个变量应如何控制？
生答：控制导体的长度和粗细一致，材料不同。
小组讨论、设计实验方案，教师巡视。
学生分组汇报实验成果。
得出结论并板书：导体材料不同，电阻不同。
总结规律：导体的电阻与导体的长度、横截面积（粗细）和材料有关。导体越长、横截面积越小，导体的电阻就越大。
[设计意图：通过各小组的探究活动得出影响导体电阻大小的因素，培养学生的科学探究能力，掌握探究活动的一般过程；并在探究过程中培养学生的动手能力和变量控制的方法。]
读表（教材141页）可知，同样条件下，银、铜、铝的电阻很小，镍鉻合金的电阻较大。一般常用的电阻常用铜或铝做导线。电木和橡胶做绝缘体。为什么？
生答：------------------------
[设计意图：学以致用，培养学生物质用途决定于物质性质的科学观和热爱科学的精神]
影响导体电阻的其他因素
我们已经知道一般情况下，玻璃是绝缘体，电阻非常大，但玻璃被烧红时，也能够导电了，电阻就减小了。说明了什么？
生：温度高低也会影响导体的电阻大小。
当温度升高时，玻璃的电阻减小了是个比较特殊的例子。根据研究表明温度升高，金属导体的电阻会增大。温度降低，金属导体的电阻会减小。经研究还发现，某些材料的温度降到一定程度时，电阻会突然消失，这叫做超导现象。例如，水银在-269℃时，电阻会突然消失。
设计实验方案来验证金属导体的电阻大小与温度有关系。
实验：用万用电表测一测人体的电阻，可发现每个的电阻是不同的，人体电阻的平均值在1000欧至2000欧。同一个人在不同情况下，电阻不同。气温高或是人体出汗时电阻；气温低、干燥的冬天，电阻就较大。
[设计意图：通过课内延伸开阔学生的视野，提升学生学习科学的兴趣]
课后小结：
同学们，通过本节课的学习我们知道了影响导体电阻大小的因素；回去后我希望同学们去查找一些有关超导材料的应用前景和开发情况。
[设计意图：把课内的知识向课外延伸，让学生主动的去学习新知识，学会学习的方法]
四、学业诊断
错例：把一根粗细均匀的铜丝均匀的拉长为原来的两倍后，铜丝的电阻为原来的几倍。
此时，很多学生会选择2倍。
错因分析：
有些学生会根据题目中“长为原来的两倍”而忽略此时铜丝以变细的细节。
五、精彩存盘
1．如图所示，长短、粗细都相同的锰铜线AC和镍铬合金线BD，先后接入电路，接AC时电流表的示数大，这表明AC的电阻_________。两次实验电流表示数不同，说明导体的电阻与_____________有关．
2．在温度一定的条件下，做“研究决定电阻大小的因素”的实验，采用了控制变量的方法．下表给出了实验中所用到的导体的情况，选择B、E导体进行对比，是为了研究导体电阻大小与___________是否有关系；为了研究导体电阻与横截面积的关系，应选择的两根导体是D和_______________。(填导体的代号)
导体代号 A B C D E F
长度／m 1.0 0.5 1.5 1.0 1.5 1.5
横截面积／mm2 1.2 0.8 1.0 0.6 0.8 1.0
材料 锰铜 钨 镍铬丝 锰铜 钨 锰铜
六、资料链接
超导现象：是指材料在低于某一温度时，电阻变为0的现象，而这一温度称为超导转变温度（Tc）。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。
超导现象的发现：1911年春，荷兰物理学家昂内斯（Kamerlingh Onnes）在用液氦将汞的温度降到4.2K时，发现汞的电阻降为零。昂内斯将这种现象称为物质的超导性。后来昂内斯和其他科学家陆续发现了其他一些金属也是超导体。昂内斯因为这项重大发现而获得1913年的诺贝尔物理学奖。
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