导体的电阻-高二-物理-教学设计

《导体的电阻》教学设计沈国江西安国际港务区铁一中陆港高级中学一、教材内容分析《导体的电阻》在《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》中的内容要求是这样的：“通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系．会测量金属丝的电阻率．”电阻是导体的属性之一，学习导体的电阻能解决电势降落与电阻之间的联系，掌握不同材料的电阻率的区别可以为后续的大学学习奠定基础．二、学情分析学生在初中阶段已经对电阻的基础知识有一定的了解，但对电阻对电流的阻碍作用的认识并不深刻，对影响电阻大小的因素只限于定性的了解．本节课的教学要让学生通过探究实验定量认识影响电阻大小的因素，进而了解电阻定律，并由此对电阻率有一定的了解．同时，本节的实验让学生在原有的基础上对探究实验的方法进行练习，培养学生实事求是的科学态度和刻苦探索的科学精神．三、教学目标1、理解电阻的定义；2、通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，体会物理学中控制变量的研究方法；3、能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别，体会电阻率在科技、生活中的应用．四、教学重难点教学重点：电阻的定义及电阻的决定因素．教学难点：电阻的定义及电阻的决定因素．教学方法：观察法、实验法、讲授法、阅读法教学用具：探究金属导体电阻的决定因素演示器五、教学流程六、教学过程环节情境教师活动学生活动设计意图与学生发展新课导入在导体的两端加上电压，导体中会有电流．但不同的导体往往会对电流产生不同的阻碍作用．我们能不能求出导体对物体阻碍作用的大小呢？提出问题并引发学生思考回忆初中学习过的相关内容，作出回应建立初中与高中在电阻定义上的联系，为继续深化学习掌握埋下伏笔环节1：定义电阻展示ppt：1．定义：导体两端电压与通过导体的电流之比．2．公式：R＝eq\f(U,I).3．物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用．4．电阻的定义利用了部分电路欧姆定律，这是求电阻的方法之一(即伏安法)，在U-I图像中，斜率能反映导体电阻的大小．需要给学生说明：电阻利用电压的瞬时值与电流瞬时值的比值定义，因此电阻不一定等于电压的变化值ΔU与电流变化值ΔI的比值，除非是线性电阻元件，因此严格来说电阻应该用U-I图像的割线斜率表示而不是切线斜率．记录笔记强化核心知识记忆环节2：探究影响导体电阻的因素摆放探究金属导体电阻的决定因素演示器，并让学生先对课本相应知识点进行阅读【提问】影响导体电阻的因素有哪些？阅读课本并回答：导体的材料、长度、横截面积、温度等．自主阅读找出答案，学生自主学习能力得到培养【提问】应该利用什么方法进行探究？学生思考并回答：控制变量法a和b：长度l不同，横截面积S，材料相同．a和c：横截面积S不同，长度、材料相同．a和d：材料不同，长度、横截面积相同．进行实验操作的演示并记录实验数据，引导学生分析数据．观察实验，分析实验数据让学生在进行定量探究的同时再次体会探究实验的基本思路和方法通过实验数据得到什么实验结论？【回答】(1)材料相同，S一定，R与l成正比；(2)材料相同，l一定，R与S成反比；(3)S和l一定，材料不同，R不同培养学生自主分析实验数据的能力【提问】能不能利用所学的串并联电路的特点对上述实验结论进行解释？【回答】结论(1)：假设a的长度为b的n倍，则a可看成n个b串联，根据串联电路特点可知Ra＝nRb，即材料相同，S一定，R与l成正比；结论(2)：假设c的横截面积是a的n倍，则c相当于n个a并联，根据并联电路特点可知Rc＝eq\f(Ra,n)，即材料相同，l一定，R与S成反比；结论(3)：无法用串并联电路特点进行解释，猜想电阻应该与材料自身的某一种性质有关．培养学生能利用学过的知识解释现象的能力环节3:电阻定律的导入以及电阻率的简介1．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关．(2)公式：R＝ρeq\f(l,S)，式中ρ是比例系数，叫作这种材料的电阻率．2．电阻率(1)电阻率是反映导体导电性能好坏的物理量．(2)影响电阻率的两个因素是材料和温度．补充说明同种材料在不同温度下的电阻率变化、不同材料在不同温度下的电阻率变化、超导现象，补充超导的发现历史以及前沿应用科技等记录笔记强化核心知识记忆，介绍超导现象及我国在超导方面的研究成果，使学生在了解超导的同时产生民族自豪感【提问】如图，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但R2的尺寸比R1小很多．通过两导体的电流方向如图所示．这两个导体的电阻有什么关系？你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义？思考并回答：R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f(a,a·h)＝eq\f(ρ,h)由此可知导体的电阻与表面积无关，只与导体的厚度有关．这样在制造电路元件时，可以将其表面积做得很小，而不增大电阻，有利于电路元件的微型化．应用电阻定律解决实际问题，帮助学生对其有更熟练的掌握环节4：课堂总结一、电阻1、定义2、定义式3、物理意义二、电阻定律1、内容2、表达式3、电阻率带领学生口述基本内容口述基本内容复盘整节课的学习内容七、板书设计一、电阻1、定义：导体两端电压与通过导体的电流之比．2、定义式：R＝eq\f(U,I).3、物理意义：反映导体对电流的阻碍作用．二、电阻定律1、内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关．2、表达式(决定式)：R＝ρeq\f(l,S)3、电阻率ρ是反映导体导电性能好坏的物理量，影响电阻率的两个因素是材料和温度．八、课后反思本节课从教材内容和学情进行分析，制定本节课的重难点，化繁为简，重点突出，为了让课堂能有更好的材料支撑，需要在课前做好各种课外拓展阅读资料的补充(如超导)，在教学设计上没有过多的创新，重在落实重难点突破．实验是一个提高学生对物理定律掌握有力的抓手