高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案：电阻定律

教学设计二整体设计教学目标一知识与技能1理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。2了解电阻率与温度的关系。二过程与方法用控制变量法，探究导体电阻的决定因素，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力。三情感、态度与价值观通过实验探究，体会学习的快乐。教学重点难点重点电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。难点利用实验，抽象概括出电阻定律。教学方法探究、讲授、讨论、练习。教学手段实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、日光灯灯丝、欧姆表、酒精灯、热敏电阻、光敏电阻、手电筒。教学过程导入新课教师同学们在初中学过，电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小决定于哪些因素其定性关系是什么学生导体电阻的大小决定于导体的长度、横截面积和材料。同种材料制成的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。教师同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系，这节课让我们用实验定量地研究这个问题。推进新课1电阻定律教师多媒体展示介绍固定在胶木板上的四根合金导线L1、L2、L3、L4的特点。1L1、L2为横截面积相同、材料相同而长度不同的合金导线镍铬丝；2L2、L3为长度相同，材料相同但横截面积不同的合金导线镍铬丝；3L3、L4为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线L3为镍铬丝，L4为康铜丝。演示实验按下图连接成电路。1研究导体电阻与导体长度的关系教师将与A、B连接的导线分别接在L1、L2两端，调节变阻器R，保持导线两端的电压相同，并测出电流。比较通过L1、L2电流的不同，得出导线电阻与导线长度的关系。学生从实验知道，电流与导线的长度成反比，表明导线的电阻与导线的长度成正比。2研究导体电阻与导体横截面积的关系教师将与A、B连接的导线分别接在L2、L3两端，调节变阻器R，保持导线两端的电压相同，并测出电流。比较通过L2、L3电流的不同，得出导线电阻与导体横截面积的关系。学生从实验知道，电流与导线的横截面积成正比，表明导线的电阻与导线的横截面积成反比。3研究导体的电阻与导体材料的关系教师将与A、B连接的导线分别接在L3、L4两端，重做以上实验。学生从实验知道，电流与导体的材料有关，表明导线的电阻与材料的性质有关。师生共同活动小结实验结论，得出电阻定律。电阻定律1内容同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关。2数学表达式RLS教师指出式中是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。电阻率1电阻率是反映材料导电性能的物理量。2单位欧米M【投影1】几种导体材料在20时的电阻率材料/M材料/M银16108铁10107铜17108锰铜合金44107铝29108镍铜合金50107钨53108镍铬合金10106锰铜合金85铜，3镍，12锰。镍铜合金54铜，46镍。镍铬合金675镍，15铬，16铁，15锰。学生思考1纯净金属与合金哪种材料的电阻率大2制造输电电缆和线绕电阻时，怎样选择材料的电阻率参考解答1从表中可以看出，合金的电阻率大。2制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来制做。制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。2电阻率与温度的关系演示实验将日光灯灯丝额定功率为8W与演示用欧姆表调零后连接成下图电路，观察用酒精灯加热灯丝前后，欧姆表示数的变化情况。学生总结当温度升高时，欧姆表的示数变大，表明金属灯丝的电阻增大，从而可以得出金属的电阻率随着温度的升高而增大。教师介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图所示。金属电阻温度计学生思考锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，怎样利用它们的这种性质参考解答利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。课堂总结与点评通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题1电阻定律RLS2电阻率是反映材料导电性能的物理量。材料的电阻率随温度的变化而改变；某些材料的电阻率会随温度的升高而变大如金属材料；某些材料的电阻率会随温度的升高而减小如半导体材料、绝缘体等；而某些材料的电阻率随温度变化极小如康铜合金材料。实例探究电阻定律的应用【例1】一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为05，导线原来的电阻多大若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍答案85倍解析一段导线对折两次后，变成四段相同的导线，并联后的总电阻为05，设每段导线的电阻为R，则05，R2，所以导线原来的电阻为4R8。R4若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍，则这一半的电阻变为4936，另一半的电阻为4，所以拉长后的总电阻为40，是原来的5倍。综合应用【例2】在相距40KM的A、B两地架两条输电线，电阻共为800，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10V，电流表的示数为40MA，求发生短路处距A处有多远如下图所示。解析设发生短路处距离A处有X米，据题意知，A、B两地间的距离L40KM，电压表的示数U10V，电流表的示数I40MA40103A，R总800。根据欧姆定律I可得A端到短路处的两根输电线的电阻URRX250UI1040103根据电阻定律可知RX2XSA、B两地输电线的电阻为R总2LS由/得RXR总XL解得XL40KM125KM。RXR总250800备课资料“超导”电阻被遗忘的角落1911年荷兰物理学家昂纳斯发现，汞的电阻在42K左右低温时急剧下降，以致完全消失。1913年他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表达这一现象。“超导电性”现象被发现之后，引起各国科学家的关注，并寄予很大期望。通过研究人们发现所有超导物质，如钛、锌、钫、汞等，当温度降至临界温度时，皆显出某些共同特征1电阻为零，一个超导体环移去电源之后，还能保持原有电流。有人做过实验，发现超导环中的电流持续了两年半而无显著衰减。2完全执磁性，这一现象由德国物理学家迈斯纳发现，只要超导材料进入超导状态，便可把磁感线排斥体外，其体内的磁感应强度总是零。迈斯纳效应电阻突然变为零时的温度称为临界温度，经世界各国物理学家的共同努力，现在临界温度已提高到100K以上。高温超导材料的不断问世，为超导材料从实验室走向应用打下了基础。其应用是多方面的，现仅列举如下超导输电线路它可以把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计，目前的铜或铝导线输电，大量的电能损耗在输电线路上，光是我国，每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电，节省电能相当于新建数十个大型发电厂。超导磁悬浮列车是一种安全、无公害、舒适、高速的新型交通工具。乘磁