《电阻定律》教学设计.docVIP

/sundae_meng电阻定律教学设计一、教学设计说明物理课程标准要求：通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。教材选择与分析：教科版选修3-1，本模块中的概念和规律是进一步学习物理学的基础，是高中物理核心内容的一部分。本节课位于该模块的电路部分的第二节，是在电场和欧姆定律后衔接的内容，主要介绍导体电阻与其相关因素间的量化关系。学情分析：学生已经具备的知识基础有：1、知道导体电阻及相关因素；2、了解基本串并联电路及其特点；3、知道什么是控制变量法及如何应用。二、教学设计：课题电阻定律教学目标知识与技能：1、进一步了解电阻，知道电阻定律，并能用电阻定律进行计算；2、理解电阻率的物理意义，知道电阻率与哪些因素有关；3、通过学生分组实验，培养实验设计和动手操作的能力。过程与方法：1、引导学生利用控制变量法探究电阻和相关因素的量化关系；2、学生通过对实验设计、改良，体会由特殊到一般过程；3、通过观察教师演示实验,认识电阻率和温度之间的关系。情感态度与价值观：1、体会控制变量的科学探究方法和认识科学收集实验数据的重要性2、体验剥丝抽茧的探究过程教学重点引导并组织学生利用控制变量法探究电阻定律教学难点学生利用有限的实验资源，设计更便于操作的实验方案教学方法引导学生自主探究实验为主、教师演示实验为辅教学器材完全相同的四根镍铬合金电阻丝、电源、安培表、电压表、电建、滑动变阻器、导线若干；演示用自主教具教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图展示两个电阻器引课：这两个电阻谁的阻值大？思考并得出：什么都看不到怎么知道阻值的大小回溯电阻的相关因素，引出本节课的目的提出： 那我们需要知道导体的什么特征，才有可能判断电阻的阻值根据初中的知识回答出：导体的长度、截面积和材料（可能还有温度）再次强化决定导体电阻的因素：长度、截面积和材料提出：现在有三根电阻丝，我们可以直接看出来它们的长度、截面积和不同材料，能直接说出谁的阻值大么？积极地讨论，并的出三种可能的答案1、长度最长的；2、最细的3、还应看材料引起学生的思考：三个因素是如何决定电阻的阻值的，要综合考虑提出：导体的长度、截面积和材料到底是如何影响导体电阻的阻值的呢？它们之间有没有公式进行计算呢？这就是我们这节课要研究的问题。思考进入主题提出：要知道电阻和长度、截面积和材料三个因素的关系，我们可以用什么方法？学生回答控制变量法1、在材料和截面积一定时，电阻和长度之间的关系2、在长度和材料一定时，电阻和截面积之间的关系3、在长度和截面积一定时，电阻和材料之间的关系探究方法的引出，回顾并加深理解控制变量法实验设备的介绍：现在每桌同学的桌面上有四根材料、截面积、长度完全相同的电阻丝，伏特表、安培表、滑动变阻器和电源观察实验设备，分析实验设备、回忆伏安法测电阻的实验研究实验仪器，回顾电路的连接方式提出: 首先我们在导体的材料和截面积一定时，研究电阻和长度的关系.请同学们根据桌面上的仪器思考用什么样的实验方式？在学生讨论的过程中，给予点评指出：该怎么处理数据呢？我们要有一个预期的结果。积极的讨论并回答自己的实验思路：用刻度尺测量电阻丝的长度，再用伏安法测出该长度的电阻的阻值，进行比较实验方案的探索从伏安法测电阻的实验入手提出：其它因素不变时，长度越长电阻越大，我们猜想一下电阻和长度可能是什么关系？学生提出他们最熟悉的正比的关系引导学生提出猜想进而提出：什么是正比关系，不仅指变化趋势相同，并且长度如果是原来的两倍，阻值也应为原来的两倍，它们改变的倍数关系也要相同。学生考虑从倍数关系改变长度，思考改进设计方案引导学生从量化的角度考虑问题，从倍数关系处理数据，符合现在学生的认知水平。提出：根据这种思路，我们又可以怎样设计实验？在学生讨论中，利用问题驱动：要如何改变长度？画图：电路有什么特点？学生的讨论过程：（解决几个问题）1、导线的长度会由小变大，如果整数倍增加，正比关系更容易建立；2、是在一根电阻丝上改变长度好，还是有更大的范围，如果想要范围大，就需要串联电阻丝，电阻丝的最大长度就是四个全部串联；3、当把四根电阻丝全部串联联入电路时，想要伏安法测电阻只有改变伏特表的接点就可以了；4、想要简化实验，电阻长度的改变是5、理想伏特表接入点的改变不会影响整个回路的电流即I可以保持恒定，那么根据欧姆定律，R就与U成正比。突破难点的过程思维的进行是循序渐进的，从比例关系入手设计实验再次用控制变量法提高探究实验的效率提出：这种利用比例关系得结论的实验方法看似特殊，但物理规律总要经历由从特殊到一般的过程，这也与我们目前的实验条件相符合的。AVRRRRabcde学生总结并提出实验方案：如果四根完全相同的电阻丝串联，接入如图所示的电路，就像四根完全相同的电阻串联，回路电流不变，伏特表分别依次跨接在ab、ac、ad、ae两端，电阻的长度依次由 ，如果在误差允许的范围内，电压比为1:2:3:4，电阻比为1:2:3:4，就能够说明体现学生的主动性，是探究实验的主体探究小结：我们利用特殊的方法得到了，科学家经过大量的实验也同样表明。全体学生根据提出的方案进行探究实验，一名同学上来公布他的实验结果和结论。锻炼动手能力，体验科学探究的意义提出：第一个实验给我们提出一种思路，在有限的时间里我们可以通过特殊的方法得到结论。大家思考一下我们刚才实验的几个特殊性，看应该用什么方法来研究R与S的关系呢？分析：第一个实验的两个特点1、回路电流是个相对不变的，电压的关系即为电阻的关系；2、串联电路实现了导体长度的增加。思考：在长度和材料不变时，研究R与S的关系时，是否可以1、通过并联来增加截面积；2、也保持回路的电流不变，电压关系即为电阻关系电路图的设计：1、由于电阻丝全部并联，伏特表的接点就不用发生变化了；2、改变面积就要每次减到一根并联，安培表的示数一定会改变的，怎么才能不变，连接一个滑动变阻器调节。VARX实验电路图：实验方案：第一步：按照电路，先把四个完全相同的电阻丝全部并联，调节滑动变阻器，记住安培表的指针位置，记录伏特表的读数。第二步：依次减少并联的根数由，每次改变都要调整滑动变阻器， 保持安培表指针的位置不变，分别记录每次伏特表的示数。第三步：根据伏特表的示数关系得出当截面积递减时电阻的变化规律锻炼知识的迁移和推演能力提出：经过对比例数据得研究我们此次实验得到了的结论，大量的科学实验同样得出了该结论即活动：学生按实验方案进行实验，由一名学生总结结论培养动手能力、数据得处理能力、总结能力板书：1、电阻定律 提出：由该式，L和S相同的导体K也不相同，显然比例常数K是与导体材料有关的物理量，我们将K称为电阻率用符号来表示。板书： 电阻率2、电阻率提出：我们把公式继续推导： 它的单位是，在数值上等于用这种材料制成长、横截面积为的导体的电阻。板书：单位：加深：显然电阻率是定长度、定面积的电阻，所以它只是表征导体材料导电性质的物理量认识新知识知道电阻定律认识电阻率正确认识公式及物理量提出：导体为什么能够对电流的通过有阻碍作用呢？我们以金属导体为例探索一下。（引出电阻的微观猜想）利用问题驱动思考：提出：金属导体内部大量自由电子在外加电场的作用下，定向移动形成电流，那除了自由电子以外的其它粒子还在做什么运动？提出：其它粒子的无故则热运动会与发生定向移动的自由电子发生碰撞。提出：碰撞会产生怎样的结果？提出：如果碰撞的频繁呢？提出：碰撞的频繁程度会与什么因素有关呢？ 的电阻率，而且这个实验加热后I减小说明电阻率怎么变化了？板书：电阻率与材料和温度有关总结：经过大量的科学实验表明,金属导体的电阻率会随着温度的升高而增大，会随着温度的降低而减小。提出：热运动的剧烈程度在宏观上有何表现的？提出：温度会影响导体的电阻?实验演示：加热导体的电阻发生改变提出：显然温度的改变的确影响了不变长度、截面积和材料的导体7回忆电流的产生过程，电流的定义式联系初中学过的热运动的知识理解定向运动和无规则运动间矛盾回答问题：破坏自由电子的定向运动自由电子定向运动缓慢单位时间内通过导体截面积的电量就会减少I就会减少宏观上表现为导体对电流的阻碍其它粒子的热运动剧烈程度温度观察实验回答问题：电阻率增大了获取新经验从旧知识中获取新的猜想和经验课堂总结：这节课我们知道了导体长度、截面积和材料和电阻阻值间的定量关系，知道了表征导体材料导电性质的物理量电阻率及金属导体的电阻率和温度的关系。思考，导体的电阻可以在某种条件下变为零吗？提出：请同学们课后自己阅读超导现象。回顾本节课的要点，根据老师的提问引起新的思考。课程的结束也是新的开始，在获得新知后应拓展认识的视野板书设计电阻定律1、电阻定律 电阻率2、电阻率 单位：物理意义：某种材料制成导体长、横截面积为的导体的电阻电阻率与材料和温度有关教学反思本节课的设计上一直力求在三个方面有所尝试：首先，学生探究实验的主要目的究竟是什么，它是引导学生思维发展的、递进的、建构的一种途径和方法,同时它必须是可控的。可以通过实验设备的选择，流程的探索，引导学生向着可预期的方向思考，这既可以发展学生的思维，也可以提高课堂效率。其次，物理规律的探究过程可以在有限的条件下由特殊到一般，渗透这样的思维