探究决定导线电阻的因素

1 / 7 探究决定导线电阻的因素 m 探究决定导线电阻的因素 一、教学目标 1知识与技能 知道伏安法测量电阻的两种方法 外接法和内接法，并采用外接法来测量导线电阻。能设计和画出实验电路图，并按照电路图搭建实物电路，了解实验过程中的注意事项。通过实验探究得出导线的电阻跟导线的长度、横截面积和材料之间的关系。知道导体的电阻和电阻率之间的区别，电阻率随温度的变化，知道关于超导的有关知识。 2过程与方法 通过开展以学生为主体的探究演示、分组实验，让学生体验 物理实验探究的过程。用控制变量法，探究导线的电阻跟导线的长度、横截面积和材料之间的关系。学习计划并调控自己的实验过程，通过努力解决实验中的物理问题，发展自主学习能力。 3情感、态度与价值观 发展学生的科学探索兴趣，体验探索导体电阻规律的困难和喜悦，培养主动与他人合作的精神和与人交流的愿望。 重点难点分析 二、教学重点： 2 / 7 电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。 三、教学难点： 利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。 四、教学方法：实验探究法、归纳总结法、阅读法 五、教学用具： 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 实验所需合金导线： 材料、横截面积相同但长度不同的导线若干，材料、长度相同但横截面积不同的导线若干，长度、横截面积相同但材料不同的导线若干，电流表，电压表，学生电源，滑动变阻器，电键，导线若干 六、教学过程设计 1、引入新课从电路引出电阻： 老师：（课 35 页）自从爱迪生发明了电灯，电才真正成为普通人可以享用的资源，人类进入了电的时代。在工厂，各种各样的电气化、自动化的机械设备显著地减轻了人们的劳动强度，提高了社会的生产力；在家庭，电灯给我们带来了光明和多彩的生活；冰箱、微波炉让我们随时可以享受美味佳肴；电话、电视拉近了我们与远方朋友的距离，方便了彼此的了解和交流 所有这一切都离不开电路，而说到电3 / 7 路一定离不开电阻。 2、进行新课 （一）认识电阻（课 36 页）： 老师：各种各样的电阻器有电阻，连接电路元件的导 线也有电阻，电阻反映一段导体本身的性质，它描述对电流的阻碍作用。课件图示 （二）猜想与假设 不同的导体对电流的阻碍作用是不同的，那说明它们各自的电阻大小是不一样的。由于我们日常用到的导线都是圆柱形的，因此我们这里来研究柱形导体的电阻的大小。在导线电阻大小跟哪些因素有关？请你们猜想一下并说明你为什么这样想。 学生猜想：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。 老师引导猜想： 由于电阻起阻碍电流的作用，因此导线 越长，对电流的阻碍作用越大，导线的电阻应该越大，因此我猜想导线的电阻与导线的长度有关。 与河道类比，河道越宽时，水流越容易通过，阻碍水流的作用越小；那么由此联想到导线横截面积越大，对电流的阻碍作用越小，因此我猜想导线的电阻与导线的横截面积有关。 4 / 7 不同的金属对自由电子的束缚能力不同，它们对电流的阻碍作用也不尽相同，因此我猜想导线的电阻还与制成导线的材料有关系。 （二）伏安法测电阻与实验电路 老师：我们来研究导体电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料三个量的关系，不仅定性地更要通过做实验定量地探究。我们还没有学会使用直接测量电阻的仪表，想一想，可以用什么办法间接地测出电阻？ 学生： 老师：可以根据我们学过的欧姆定律来间接地测量电阻，这种方法叫伏安法测电阻。 伏安法测电阻可以有两种接法，一种是外接法，另一种是内接法，如图所示。 A V 外接法 A V 5 / 7 内接法 想一下，这两种接法有区别吗？若测量小电阻，用哪种接法能使 结果更精确？ 学生思考，讨论。 老师分析总结：内接法中所测的电压有误差，外接法所测的电流有误差，通过分析可知，外接法适用于测量小电阻时采用，内接法适用于测量大电阻时采用。 由于导线的电阻都比较小，因此我们应该采取外接法来进行测量。 请同学们设计实验电路。 学生：根据教师提出的要求和提示来设计实验电路图。参考如下。 老师：同学们分组做实验，可选择导体电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料三个量的关系中其中一个作为实验对象。 老师提出问题以供 思考并一边介绍仪器： 1)如果研究 “ 导线的电阻与导线的横截面积的关系 ” ，那么其他的特征（如导线的长度、导线的材料等）应如何选择？（其他的特征（如导线的长度、导线的材料等）要保持相同，而这种方法就是我们已经熟知的控制变量法可以选用6 / 7 两根横截面积不同、其他特征相同的导线作为测量的对象） 2)如何减小实验误差？（为了减小实验误差，对每根导线的电阻进行多次测量，然后取它们的平均值，由于导线的直径不便测量，因此我们已经在事先选好了两根横截面积关系已知的导线；） 老师提出实验要求及提示： 1)实验目的：（表明要进行实验的题目）例如，探究导线的电阻与导线的横截面积的关系 2)实验原理：画出电路图（可以根据自己的需要添加文字说明） 3)实验步骤： 记录实验过程中的操作步骤，并用 “” 号里的文字来表达你的注释，例如这个操作步骤的注意事项等； 在进行实验之前，必须设计好记录表格，可参照教材； 认真记录你所得到的数据，并把它们填入你设计的表格之中。 4)实验的注意事项： 闭合开关前，检查滑动变阻器位置，使其接入电路的电 阻值最大； 通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高； 适当选择电流表、电压表量程，调节滑动变阻器，尽量使量表的指针偏转较大，以减小读数误差。 7 / 7 板书设计：探究决定导线电阻的因素 一、认识电阻 （一）电阻的作用：它描述对电流的阻碍作用，反映一段导体的性质 （二）探究导线电阻大小跟哪些因素有关 1提出问题、确定目标（参考课 25 页、 36 页和提示 1） 2猜想与假设（参考实 6 页和提示 2） 3制定方案、进行实验 （ 1）伏