《电阻》教学教案

《电阻》精品教案教学目标教学目标：知识目标：认识电阻的概念，知道电阻是导体本身的一种性质。能力目标：能画出电阻在电路图中的符号，知道电阻的单位及单位换算；能在实验探究的基础上理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。情感目标：体会用控制变量法探究电阻与哪些因素有关，积极动手进行实验，通过参与科学探究活动，养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。教学重点：电阻概念的建立；探究影响电阻大小的因素。教学难点：电阻概念的建立；实验的设计与分析论证。教学过程时间教学环节主要师生活动2分钟7分钟10分钟3分钟1分钟引入电阻的概念探究：电阻大小和什么因素有关半导体和超导材料课堂小结+布置作业【点PPT，手指图片】我们先来看一些图片。这是铁丝，这是铜导线，这是银导线。【问】这些图片有什么共同点呢？【答】这位同学说他们都是导体，都可以导电。【点PPT】我们再来了解他们的价格：一吨铁的价格大概是3000元，一吨铜45000元，而银最贵，一吨要6百万元呢。【问】为什么用作导电的一般选用铜导线，一些重要的电器设备还会选用昂贵的银做导线呢。铁是既常见又便宜的导体，为什么不选用铁做导线呢？带着这个疑问，我们开始下面的实验【播放视频】【点PPT】我们来梳理一下实验现象：将铜丝接入电路时，小灯泡较亮，电流表示数为0.26A。而将镍铬合金丝接入电路时，小灯泡较暗，电流表示数减小为0.2A。【问】比较两次的实验现象，同学们能得出什么结论？【答】这两次实验的电流不同。【点PPT】那电流为什么会不同呢？实验中电源没有发生变化，只改变连入电路中的导体，电流就发生了变化。说明导体对电流有阻碍作用，使得电流在流过不同导体时，它的顺畅程度不同。【点PPT出板书】实验表明，两根长度和粗细相同的铜丝和镍铬合金丝，它们对电流的阻碍作用不相同；镍铬合金丝的阻碍作用较大。为什么铜丝和镍铬合金丝对电流的阻碍作用不相同呢？我们利用水流来模拟一下。【播放视频】【点PPT出板书】同样，自由电荷在导体中定向移动形成电流时，不同的导体对电流的阻碍作用大小不同，导致通过的电流大小不同。物理学中用电阻表示导体对电流的阻碍作用。【点PPT出板书】今天我们就来学习电阻。电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。符号是:R。【点PPT】在实验中，当铜丝接入电路时，电路中电流较大，说明铜丝对电流的阻碍作用较小，铜丝的电阻较小。而当镍铬合金丝接入电路时，电路中的电流较小，说明镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大，镍铬合金丝的电阻较大。看来铜丝和镍铬合金丝的电阻是不同的。有同学知道电阻的单位吗？【点PPT出板书】国际单位：欧姆，简称欧，符号是欧米伽。其他单位有：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），他们间的单位换算是1kΩ=1×103Ω，1MΩ=1×103kΩ=1×106Ω。【问】我们熟悉的导体，电阻都有多大呢？【点PPT】手电筒里的小灯泡，灯丝电阻为几欧至十几欧，普通照明灯泡，灯丝电阻为几百欧至上千欧。约1m长的铜导线，电阻小于百分之几欧，通常可忽略不计呢。所以，如果用铁做导线，虽然价钱便宜，但是电阻要比相同规格的铜大6倍。因此一般不用铁做导线。实验室用到的电流表电阻很小，只有零点几欧，几乎等于零。电流表相当于一根导线的说法就是从这里来的，所以不能将电流表直接连在电源两端。而电压表的电阻很大，为几千欧至几十千欧，当把电压表接入电路时，通过它的电流极小，它所在的这一路相当于断路。这与我们在电压那节课上，得出的结论是一致的。【点PPT】在电子技术中，经常会用到具有一定电阻值的元件,电阻器，也叫做定值电阻，简称电阻。这是他在电路图中的符号。今后画电路图时，一些不容易画、不会画的用电器的符号，我们一般可以用电阻符号代替。工业生产中还会用到各式各样的电阻。【点PPT，手指图片】这是色环电阻，这是绕线电阻，这是铝壳电阻，这是水泥电阻，这是贴片电阻。【问】电路中为什么要用到电阻？【答】有同学说电阻可以限制电流，起到保护电路的作用，也有同学说电阻可以分担一部分电压。或者分走一部分电流。同学们说的都非常好。随着学习的深入，将来还可以了解更多有关电阻的作用。【问】从刚才的实验看出，铜丝和镍铬合金丝对电流的阻碍作用不同，说明电阻不同。是什么因素使电阻大小不同呢？【点PPT】这两种导体的材料不同，看来材料是影响导体电阻大小的一个因素。【问】除了材料，导体电阻的大小还与哪些因素有关呢?同学们可以根据生活经验猜想，电流通过导体，就好比车流在道路上行进。有同学提出：那导体越长，对电流的阻碍作用会不会越大呢？这位同学猜想导体电阻大小和导体长度有关。【点PPT，手指图片】还有同学说，路有宽有窄，如果路越窄，车就越难通过。那么导体越细，电流会不会越难通过呢？这位同学猜想导体电阻大小和导体的粗细，也就是横截面积有关。下面我们通过实验来验证这些猜想是否正确。我们先来探究电阻的大小是否跟导体的长度有关。我们要探究的是导体电阻与长度的关系，但我们知道导体电阻跟材料有关，猜想导体电阻还可能跟横截面积有关，所以在实验中需要保证导体的材料、横截面积以及我们不知道的其他因素都不变，只改变导体的长度，看电阻是否会随之改变。这种做法是我们已经熟知的控制变量法【问】请同学们思考，如何判断导体电阻的大小？【答】这位同学建议在电路中串联一个小灯泡，通过观察灯的亮暗来判断电阻的大小。也有同学建议在电路中串联一个电流表，通过观察电流表的示数，来判断电阻大小。这两种方案，第一种更直观，第二种更精确。【点PPT】今天我们综合两种方案，进行实验。在实验中要控制导体材料，横截面积不变，改变导体的长度，通过观察并记录小灯泡的亮暗变化和电流表的示数来判断电阻的大小。下面我们开始实验。【播放视频】【点PPT】我们将实验数据填入表格中，发现，镍铬合金丝的长度不同，则小灯泡的亮度不同，电路中的电流也不同，说明导体电阻的大小不同。【点PPT出板书】因此导体的电阻跟他的长度有关。进一步分析实验数据，镍铬合金横截面积都为S时，长度越长，小灯泡发光越暗，电流越小，说明电阻就越大。【点PPT出板书】同种材料，横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大。【点PPT】我们再来研究电阻大小是否跟导体的横截面积有关。在这个实验中，我们应控制导体的材料，长度不变，只改变导体的横截面积，观察并记录小灯泡的亮暗变化和电流表示数，来判断电阻大小。下面我们开始实验。【播放视频】【点PPT】我们将实验数据填入表格中发现，镍铬合金丝的横截面积不同，则小灯泡的亮度不同，电流也不同，说明导体的电阻不同。【点PPT出板书】导体的电阻跟他的横截面积有关。【点PPT】进一步分析实验数据，镍铬合金丝长度都为L时，横截面积越小，小灯泡发光越暗，电流越小，说明电阻越大。【点PPT出板书】同种材料、长度相同的导体，横截面积越小，电阻越大。换用其他材料进行实验，结论相同。【点PPT出板书】总之，导体的材料、长度和横截面积都是影响电阻大小的内部因素。大量实验证明，在材料和横截面积不变时，导体的长度越大，电阻越大；在材料和长度不变时，导体的横截面积越大，电阻越小。所以，电阻是导体本身的一种性质。类似于物质的密度，密度虽然是物质的一种性质，但是会随一些外界的因素发生变化。导体的电阻也有这样的情况。例如导体的电阻会随温度发生变化。下面我们来看看这种现象。【播放视频】【点PPT出板书】通过实验发现温度越高，灯丝电阻越大。更多的实验证明，导体电阻跟温度有关。对金属来说，温度越高，电阻越大。不同材料的电阻，对温度的敏感程度不同。例如热敏电阻对温度的变化很敏感，而制作定值电阻的材料，在一定的温度范围内，其电阻值几乎是不变的。【点PPT，手指图片】例如一个10欧的定值电阻，在电路中正常工作时，电阻为10欧，没有连接在电路中时，电阻还是10欧。【点PPT】还记得导体和绝缘体吗，导体容易导电，是由于他对电流的阻碍作用小，电阻就小，因此导电性能较强。绝缘体不容易导电，就是由于他对电流的阻碍作用大，电阻就大，因此导电性能较弱。【点PPT，手指图片】这幅图片展示的是不同材料的导电性能排序。从左至右，材料的导电性能依次减弱。【问】大家找找看，那种材料的导电性能最强？【答】是银。所以为了需要，有时会选用昂贵的银做导线。【问】大家找找看，那种材料的绝缘能力最好？【答】是陶瓷。所以陶瓷常被用做高压绝缘部件。【点PPT，手指图片】同学们看这两种材料：锗，硅。他们的导电性能介于导体和绝缘体之间，称为半导体。【点PPT，手指图片】半导体材料在生活中的应用非常广泛。利用半导体材料制成的二极管，三极管和电阻，电容等原件用在硅单晶片上，也就是我们熟悉的芯片，就成了集成电路。而大家熟知的计算器，电话机，电脑等等这些电子设备里都有集成电路。【点PPT，手指图片】从这幅图中可以看出，银的导电性能最好，还有没有导电性能更好，电阻更小甚至消失的导体呢？【点PPT】直到1911年，荷兰物理学家卡麦林∙昂尼斯首次意外发现了超导现象。【点PPT出板书】将水银冷却到很低的温度时，其电阻为零。后来他又发现许多金属，如铝，锡都具有和水银类似的特性。在低温下电阻为零。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年的诺贝尔物理学奖。【点PPT出板书】电阻为零的这种性质称为超导性，具有这种性质的材料称为超导材料。超导材料和超导技术有着广阔的应用前景，若同学们还想了解更多知识，可在课下查阅相关资料。【点PPT】今天我们学习了电阻，电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。符号是R。单位是欧姆。电阻是导体本身的一种性质。导体电阻的大小由自身材料、长度和横截面积决定。导体的电阻会受温度的影响。【点PPT】基础性作业：完成学生资源中的课后练习。拓展性作业：自行查阅有关超导材料应用的相关资料。知能演练提升能力提升1.关于导体的电阻,下列说法正确的是()A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定2.一根锰铜线的电阻为R,要使这根连入电路的导线电阻变小,可采用的方法是()A.减小导线两端的电压B.增大导线中的电流C.将导线对折后连入电路D.将导线拉长后连入电路3.为维护消费者权益,某技术质量监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌电线中的铜芯直径明显比电线规格上标定的直径要小,导致电阻偏大。从影响导体电阻大小的因素来分析,这种电线电阻不符合规格的主要因素是()A.电线的长度B.电线的横截面积C.电线的材料 D.电线的温度4.有a、b、c、d四根导线,其中a、b、c是铜线,d是镍铬合金线,a、b粗细相同,a比b短;b、c长度相同,b比c粗;d、c长短、粗细都一样,则四根导线按其电阻大小排列顺序应是()A.Ra>Rb>Rc>RdB.Rd>Rc>Rb>RaC.Rd>Ra>Rb>RcD.Rc>Rb>Ra>Rd5.用如图所示的电路探究影响电阻大小的因素的实验时,下列说法正确的是()A.该电路中不可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱B.实验只需控制导体的材料相同C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关D.根据图中的实验可以得出:导体电阻的大小与导体的材料有关6.导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料等因素有关。如图所示,甲、乙反映了导体的电阻与导体的有关;甲、丙反映了导体的电阻与导体的有关。

7.如图所示,AB和CD均为镍铬合金线。闭合开关后,通过观察,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫(选填“等效替代法”或“转换法”)。这个实验装置是研究电阻大小与导体的关系。

8.有一种用新型材料制成的电阻,小明通过实验探究该电阻大小与某个预想的因素是否有关。他将该电阻、电流表和开关串联起来,接在电源两端。先用冷风使电阻降温,闭合开关,观测电流表示数为I1,并记录,断开开关。再用热风使电阻升温,闭合开关,观测电流表示数为I2,并记录。他发现:I1<I2。则小明所探究问题的自变量是。

9.在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学做出如下猜想:甲:导体的电阻与导体的长度有关。乙:导体的电阻与导体的材料有关。丙:导体的电阻与导体的横截面积有关。实验室备有几种电阻丝,参数如下表。编号材料长度/m横截面积/mm2a镍铬合金丝1.00.2b镍铬合金丝1.00.1c镍铬合金丝0.50.1d锰铜合金丝0.50.1下图是为完成探究连接的实验电路。(1)实验中应通过比较的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的。

(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用(填编号)两根电阻丝进行对比实验。

(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证同学的猜想。

探究创新★10.有一块长方体铁块,如图所示(AB为长),分别沿不同方向接入电路,则()A.沿AB方向接入电路时电阻最大B.沿CD方向接入电路时电阻最大C.沿EF方向接入电路时电阻最大D.沿各个方向接入电路时电阻一样大知能演练·提升1.C一般导体对电流都有阻碍作用,导体导电的同时,也对电流有阻碍作用,故A错误;导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越大,故B错误;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关,故C正确;电阻是导体本身固有的一种性质,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,故D错误。2.C导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小取决于导体的材料、长度和横截面积,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,选项A、B错误;将导线对折后连入电路,相当于减小了导体的长度,且增大了导体的横截面积,所以其电阻变小,选项C正确;如果将导线拉长,长度增大,横截面积变小,则导线的电阻变大,故选项D错误。3.B导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积以及温度有关。由题干可知,本题中引起电阻较大的原因是铜芯直径太小,即横截面积太小。4.B导线a、b材料、粗细相同,a比b短,可见Ra<Rb;导线b、c材料、长度相同,b比c粗,可见Rb