高中物理 第二章第六节 电阻定律教案 新人教版选修3-1

1、第二章 第六节 电阻定律 一、三维目标：1、知识与技能（1）深化对电阻的认识，理解电阻定律。（2）理解电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系。2、过程与方法（1）学生通过分组实验，培养实验设计和实验操作能力。体验运用控制变量法研究物理问题的思维方法。（2）通过学生分组讨论、实验，学生间进行相互交流、合作3、情感、态度与价值观（1）通过实验探究，体验成功的积极情感，进一步理解认识来源于实践。（2）通过对不同材料电阻率的介绍，加强学生安全用电的意识。二、教学重点、难点：1、教学重点：通过实验探究，引导学生得出电阻定律的表达式。2、教学难点：引导学生设计实验和实验过程。三、设计理念探究式教学中，

2、整个学习过程中学生是学习活动的主体，积极主动地参与学习过程。而教师的任务是：为学生创设情境，启发学生思考，组织学生讨论，给予评价，起主导作用。本节课采用在实验室里进行实验探究法推导电阻定律，采取分组讨论设计，分组实验方法进行探究。培养学生的相互合作精神、实验动手能力，体验一种科学探究的过程。四、教学过程（一）新课引入：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：如果有两根电阻丝，一根长而粗，另一根短而细，用刚才的定性结论能否比较

3、它们电阻的大小？引入探究的课题：本节课我们将深入地探究“导体电阻与长度、横截面积、和材料之间的定量关系”。（二）进行新课一、实验法复习问题：要探究电阻R与长度、横截面积和材料三个量之间的定量关系，采用什么方法？学生：控制变量法。教师：展示一道练习，让学生了解控制变量法的运用。教师：引导学生复习测量电阻的方法。问题1：如何测量导体的电阻？问题2:伏安法测电阻的原理是什么?问题3:滑动变阻器在电路中起什么作用 ?二、实验探究（一）实验一：探究导体的电阻大小与长度的关系提供的实验器材有：一根镍铬丝（带有滑片）、毫米刻度尺、电阻丝固定装置、电压表、电流表、滑动变阻器、两节干电池、开关一个、导线若干（二

4、）实验二：探究导体的电阻大小与横截面积的关系提供的实验器材有：三根完全相同的镍铬丝、电阻丝固定器、电压表、电流表、滑动变阻器、两节干电池、开关一个、导线若干（三）学生分组实验：分为两大组（16小组，每小组四人）：一组探究实验（一）；一组探究实验（二）教师：1、引导学生利用提供的实验器材设计实验方案；画出实验电路图；设计记录数据的表格。2、展示部分学生设计的电路图、记录数据的表格。让学生说说自己设计的实验方案。重点分析、评价。3、组织学生进行实验。教师巡视，帮助学生解决实验过程中存在的困难。4、展示部分学生的实验数据和结论。和学生一起分析、评价。5、引导学生归纳总结出电阻定律三、电阻率的概念的建

5、立提问：电阻定律：R=L/S，比例系数，那么跟什么因素有关？教师：引导学生看课本P58表格，几种材料20的电阻率。思考下列问题：1 电阻率的物理意义是什么？2.电阻率的单位是什么？怎样导出电阻率的单位？3.看课本P59”说一说”中的新闻报道，为什么有杂质就影响导线的电阻？怎样影响了导线的电阻？4.请同学们看看这个表格的标题，为什么要标明具体的温度呢？（三）小结（四）作业布置一、实验法复习电阻测量设计思路：探究课必须注重学生的基础。本节课采取实验探究法推导电阻定律，电阻的测量方法，连接电路元件的基本技能等是这节课的实验技能基础，也是完成实验探究的基本保证。因此，先用实验法复习电阻的测量十分必要。

6、问题1：如何测量导体的电阻？学生思考作答。用伏安法测电阻，根据部分电路的欧姆定律I=U/R，用电压表测量电阻R两端的电压U，用电流表测量通过导体的电流I，然后求出电阻值R。问题2：测量导体电阻的电路图如何设计？学生分组讨论，培养学生互助合作精神。注重组内同学的合作与讨论，通过大家的相互交流，确立更好的方案。学生画好电路图后，各小组所设计的电路图通过网络发布，通过局域网，大家一起评价，通过讨论、分析，指出不足之处，或学习优秀的地方。大家一起选定某一电路图讨论。如选定图1，学生则建议纷纷：缺少开关，滑动变阻器。且讨论了滑动变阻器作用：限制电流，防止电流过大烧毁用电器；改变滑动变阻器阻值，多测几组求

7、平均值。讨论结果，设计出完整的电路图，如图2。问题3：测量电阻，请一同学按照电路图连接好电路。学生自愿上来连接电路，进行操作演示。（所有的仪器采取较大的示教仪器，容易观察其操作细节）大家仔细观察他的操作过程，进行评价。学生1：连接电路前有把开关断开，但开关闭合前滑动变阻器的阻值没有打到最大。学生2：电流串联进电路，电压表并联在电阻两端是对的，但量程选择错误。学生3：电流表接得有点问题，应该是电流应该从正接线柱接入。设计思路：通过网络发布，局域网资源共享，每组学生都有展示自己的机会，又能更好地进行相互交流。而通过学生个别的操作展示，给学生一个个别展示自我的机会，而所有学生一起评价讨论，达到一个相

8、互交流、共同完善的目的。且在这一过程中，将实验操作基本技能包括连接线路、电流表和电压表的读数等进行复习巩固。且为下面的实验探究打下基础。二、实验探究法推导电阻定律1） 猜想导体的电阻的决定因素不同导体的电阻大小不同，那么导体的电阻是有那些因素所决定的呢？展示一导线，如一根导线的电阻与哪些因素有关？学生独立思考几分钟，进行猜想。再组织学生讨论。设计思路：探究课中，进行科学猜想很重要，因此在实验探究前要留足够的时间给学生猜想，让学生个别思考。正是学生个体对问题的主动思考，学生对研究的方向才有更充分的准备，更好地进行实验探究。学生1：导体的电阻可能与导体的长度有关。学生2：导体的电阻可能与导体的横截

9、面积有关。学生3：导体的电阻可能与导体的材料有关。2）组织学生实验，探究导体电阻的决定因素引导：导体电阻与导体的长度、横截面积、材料间的有关，它们间的定量关系是怎样？我们能够通过什么方法来确定导体电阻的决定因素？学生：我们可以做实验来得到确定的结论。学生分组实验（每4人一组），利用给定实验器材设计实验，对导体电阻与导体的长度、横截面积、材料间的关系进行研究。要求学生利用已有的实验器材，与同组同学共同完成实验，自己设计表格记录实验数据，进行归纳总结。设计思路：心理学研究表明，学生对学习内容的巩固程度与学习方式有很大的关系，对其亲手操作过，又描述过的内容记忆最多，能记住90%。从实验出发，通过学生

10、的自主探究获取信息，处理信息，提出假设，验证假设，总结归纳物理规律，学生积极参与学习过程。在实验过程中，关注同学间的合作与讨论。注意观察学生实验，接受学生咨询，给予方法指导，但绝不能越俎代庖。在活动中不同学生会出现很大的差异,探究式教学是一种开放性学习,对不同的学生应有不同的要求,更多地关注学习困难的学生。2） 实验器材实验器材有：电阻丝数根（电阻丝上标明不同的材料的名称，横截面积不同的分别标上字母S1 ：0.20mm2、S2 ：0.40mm2、S3 ：0.60mm2区分，电阻丝不同长度标上L1、L2、L3 以示区分）电流表一个、电压表一个、开关一个、导线、干电池、毫米刻度尺、电阻丝固定装置3

11、）实验结论的展示与评价各小组将实验设计：包括实验过程、设计表格及实验结论等通过网络发布，所有学生一起讨论，且选定几个方案，重点分析、评价。方案1：探究： 导体的电阻与导体的长度的关系实验方法： 取同种材料镍铬合金制成、粗细相同为S1 ：0.20mm2的导线三根，长度不同。将导线分别固定在电阻固定器上，按电路图接线测量各自的电阻表格设计： L/长度 U/电压 I/电流 R/电阻 0.5m 1.0V 0.4A 2.5 1.0m 2.0V 0.4A 5.0 1.2m 2.4V 0.4A 6.0 数据处理： 用EXCEL处理相关数据结论: 导体的电阻与导体的长度成正比评价:学生1: 方法很好,但电阻、

12、长度多测几次求平均值学生2： 各量的读数没有估读学生3： 数据太准了吧？教师： 方案一，操作简单，结论准确。探究导体的电阻与导体的长度的关系，先确定横截面积、材料不变，很好地运用了控制变量法。但如果补充上其他同学的方法，就更好了。特别要注意，实验注意严谨，实事求是。方案2：探究： 导体的电阻与导体的横截面积的关系实验方法： 取同种材料镍铬合金制成、长度相同的导线三根，粗细不同。实验过程：取相同长度为100.00mm粗细不同的镍铬合金导线，横截面积S1 ：0.20mm2、S2 ：0.40mm2、S3 ：0.60mm2将导线分别固在电阻固定器上，按电路图接线测量各自的电阻，分别测定三根导线的电阻值

13、。测量求电阻值R 横截面积 U/电压 I/电流 R/电阻 S1 ： 0.20mm2 2.01V 0.40A 5.0 S2 ： 0.40mm2 0.96V 0.40A 2.4 S3 ： 0.60mm2 0.62V 0.40A 1.5 我的想法: 测量导线的横截面积，S=1/4d2，先测出导线直径。导线直径很小，直径很难用刻度尺测量。可以将导线折几折，测出十根导线的直径和D，d=D/10，可以求出导线直径。在算出导线的横截面积。数据处理：用EXCEL处理相关数据结论: 导体的电阻与导体的横截面积成反比评价:学生1： 结论很正确，另外提供的测量导线直径、横截面积的方法很巧妙。学生2： 电阻测量，还应

14、多次测量求平均值，并设计表格。学生3： 读数时有估读。教师 ： 方案2，结论正确。加了实验过程，设计十分具体，如再加上其他同学的想法就更好了。实验器材中已附有横截面积，但该小组建议的导线直径的测量，也很巧妙，很好地运用了放大法测量微小量。在下次的实验课，我们还要学习一种新的测量方法，学习用螺旋测微器测导线直径。方案3：探究： 导体的电阻与导体的材料的关系实验方法： 取不同材料制成、长度相同100.00mm、粗细相同横截面积为0.20 mm2的导线三根，将导线分别固定在电阻固定器上，按电路图接线测量各自的电阻实验过程： 电阻测量时，还多次测量求平均值R记录数据表格设计： 材料 U/电压 I/电流

15、 R/电阻 镍铬合金 1.02V 0.20A 5.0 1.49V 0.30A 2.02V 0.40A 镍铜合金 0.50V 0.20A 2.4 0.70V 0.30A 0.94V 0.40A 锰铜合金 0.41V 0.20A 2.1 0.64V 0.30A 0.80V 0.40A 数据处理： 用EXCEL处理相关数据结论: 导体的电阻与导体的材料有关评价: 实验十分严谨仔细,数据记录完整。设计思路：教学中应充分创造机会，学生从而有更多的自我展示机会。“实验的展示与评价”，通过实验设计和结论展示，为学生提供一个展示和交流的机会，各抒己见，充分展现自我，最大限度地开发他们的思维潜能。且通过所有学生

16、一起评价，大家共同讨论，大家都充分发表自己的见解，使大家多分享到每一个同学对探究学习的贡献。且学生能在与他人的交流中完善自己的认识，获得科学的结论。4）学生归纳总结出物理规律各小组进行组内讨论，进行实验的归纳，总结物理规律。学生1：导体的电阻与导体的长度成正比，导体的电阻与导体的横截面积成反比，导体的电阻与导体的材料有关。学生2：还要加一句，由实验得出以上结论。学生3：在实验条件下，像温度不变。教师 ： 大家总结得很好，将这几个同学的建议都合起来就得出一个完整的物理规律。电阻定律：实验表明，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。除了用文字表达，大家能不能试着用数学公式给予描述

17、。学生1：RL，R1/S学生2：可以把两者合成一条比例式，RL/S学生3：可以用等式表达，R=KL/S，（K是比例系数）教师： 的确，我们可以用公式R=KL/S，（K是比例系数）。但我们一般用公式R=L/S， 比例系数。设计思路：实验结论若以完成的形式出现在学生的面前，则无法体会到探索和发现的喜悦。所以，把小结还给学生，由学生归纳总结实验结论，让学生更多地体验实验的成功的喜悦。三、电阻率的概念的建立电阻定律：R=L/S，比例系数，那么有什么特殊的物理意义吗？学生1：电阻定律R=L/S，电阻R与导体的材料有关。那么，与导体的材料有关的物理量。教师：确实，与导体的材料本身性质有关的物理量，叫做材料

18、的电阻率。是否可以从电阻定律推导出电阻率的公式呢？学生2：将电阻定律R=L/S变换一下，即可得到=RS/L。教师：怎么样可以得知电阻率的单位？电阻率的单位是什么？学生3：电阻率的单位可以根据公式=RS/L推导出来学生4：R、S、L全部采用国际制单位、m2、m学生5：电阻率的单位是“欧姆米”，符号“m”教师：当L=1 m，S=1 m2 ，在数值上与R的关系？学生6：相等教师：横截面积、长度都相同的不同材料的导体，值与R的关系怎样？学生7：值越大，电阻R也越大，导体的导电性能越差。教师：材料的电阻率是与导体的材料本身性质有关的物理量，值越大，导体的导电性能越差。附表格（事先已发布在局域网上）：几种

19、材料20的电阻率 材料 电阻率/m 银 1.610-8 铜 1.710-8 铝 2.910-8 钨 5.310-8 锰铜合金 4.410-7 镍铜合金 5.010-7 镍铬合金 1.010-6 设计思路：电阻率作为一个新的概念，要注意一个循序渐进的过程。设计好阶梯性问题，充分利用学生的已有知识基础，引导学生自己逐步地理解这个新概念。4、课堂小结以小组为单位，学生间相互讨论、交流，再由小组为代表进行课堂小结。各小组将课堂小结发布在局域网上，全班范围进行相互讨论、交流。小组1：这节课，通过实验探究的方法推导电阻定律。小组2：这节课的学习过程是这样的：先通过实验复习电阻的测量方法 再用实验探究法推导

20、电阻定律 建立电阻定律学习电阻率的概念小组3：通过这节课，我们进一步认识到知识来自于实践设计思路：把课堂小结还给学生，由学生自己对所学的知识及研究方法进行一次回顾与总结，并对自己的认知过程进行反思，以培养学生的概括总结能力和语言表达能力。以小组为单位，学生间相互讨论、交流，起到相互促进的作用。反思传统教学模式是学生听教师传授并理解知识，然后教师示例讲解，最后学生练习完成。这种模式束缚了学生的主动性和能动性，使学生成为被动接受知识的容器，今天，我们尝试的探究课强调的是学生的一种参与和体验，让学生成为课堂学习的真正主人。具体到探究课的设计，我觉得在强调“过程性”的前提下总体上应该把握好这样几个环节。一构建情景，引出问题，激发学生进入问题情境用复习已有的知识或学生喜闻乐见的事物、事件引出问题进而让学生去发现问题，以此激发学生的学习兴趣，让学生