高中物理 第2章 恒定电流 第6节 导体的电阻（第1课时）导体电阻的影响因素的探究课件 新人教版选修3-1.ppt

1、第6节导体的电阻 第1课时导体电阻的影响因素的探究,(教师参考) 一、教学目标 知识与技能 1.了解影响导体电阻的因素 2.知道探究导体电阻与有关因素的方法 3.掌握导体电阻与有关因素的关系 4.理解电阻率的意义并了解电阻率与材料、温度等因素有关 过程与方法 1.让学生体验科学探究的过程:问题-猜想-探究-结论 2.会用控制变量法研究电阻R与导体长度l、横截面积S以及材料的关系 情感态度与价值观 通过探究和演示实验,培养学生科学思维的能力和合作交流的能力,激发求知欲望,增强学习兴趣,体会物理学研究的科学性和严谨性以及科学实践的重要性,二、教学重点难点 教学重点 实验探究导体电阻与导体长度、横截

2、面积、材料的关系 教学难点 对电阻率的理解 三、重难点突破方略 导体电阻的影响因素的探究方案制定过程的突破方略 【设问引入】 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:同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系,这节课我们用实验定量地研究这个问题.,【问题】 这里涉及一个物理量与多个物理量之间的定量关系,每一次实验中只能研究两个物理量之间的定量关系,我们要采用什么方法来处理这种问题呢? 学生:控制变量法

3、. 【多媒体展示】 投影实验原理如图所示,展示已连接好的电路. 介绍固定在胶木板上的四根合金导线L1,L2,L3,L4的特点:L1,L2为横截面积相同、材料相同(镍铬丝)而长度不同的合金导线;L2,L3为长度相同,材料相同(镍铬丝)但横截面积不同的合金导线;L3,L4为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线(L3为镍铬丝,L4为铜丝 ).,【思考与讨论1】 请同学们用“控制变量法”制定探究步骤.先让学生展示自己制定如何探究的方案,再请学生评价哪个方案优越.通过比较学生设计的方案,让学生充分发表见解. 学生:(1)在导体材料、横截面积相同的情况下,研究导体电阻与导体长度的关系;(2)在导体材

4、料、长度相同的情况下,研究导体电阻与导体横截面积的关系;(3)在导体横截面积、长度相同的情况下,研究导体的电阻与导体材料的关系. 【思考与讨论2】 实验中收集实验数据非常重要,请同学们设计表格来记录实验数据.先让学生展示自己设计的表格,再请学生评价哪个表格直观,有利于记录实验数据. 学生:(1)研究导体电阻与导体长度的关系:,(2)研究导体电阻与导体横截面积的关系:,(3)研究导体的电阻与导体材料的关系:,自主学习,课堂探究,达标测评,自主学习 课前预习感悟新知,(教师参考) 情境链接一 在90年代,中国科学院等离子体物理研究所成功地建成我国第一个超导托卡马克HT-7实验装置,使我国成为继俄、

5、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家,从此我国的核聚变研究处于世界前沿.许多金属和合金在低温下失去电阻成为超导体,它们常温下有电阻吗? 信息 导体的电阻不仅决定于导体的长度、横截面积和材料,还与导体的温度 有关.,情境链接二 家中的白炽灯灯丝断了,恰好又没有新的可换,轻轻摇晃灯泡,把断了的灯丝搭接起来,还能继续使用.这种断丝再搭接的灯泡重新连入电路中会发现它比原来更亮了,这是怎么回事呢?,教材梳理,一、影响导体电阻的因素 阅读教材第5658页“影响导体电阻的因素”部分,知道是哪几个量影响导体电阻,初步了解探究影响导体电阻的因素的实验过程. 1.与导体电阻有关因素的确定方法 (1)电阻丝横

6、截面积的测量 把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔),用刻度尺测出它的宽度,除以圈数,得到电阻丝的直径,进而计算出电阻丝的横截面积. (2)电阻丝长度的测量 把电阻丝拉直,用 量出它接入电路的有效长度.,刻度尺,2.实验探究,一个,相等,正比,3.逻辑推理探究 (1)导体电阻与长度的关系 在导体的材料、横截面积都相同的条件下,由串联电路的性质可分析出导体的电阻与长度成 . (2)导体电阻与横截面积的关系 在长度、材料相同的条件下,导体的电阻与横截面积成 . (3)导体电阻与材料的关系 长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同. 想一想 教材第56页图2.6-2中为什么要用电流表外接法?

7、滑动变阻器为什么要采用分压式连接? 答案:金属丝电阻较小,用电流表外接法减小了测电阻的实验误差.采用分压式连接滑动变阻器,可以使金属丝的电压、电流从零开始变化.,正比,反比,二、导体的电阻 阅读教材第5859页“导体的电阻”部分,知道电阻的决定式及电阻率的概念. 1.内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成 ,与它的横截面积S成 ;导体电阻还与构成它的材料 .,3.符号意义:l表示导体沿 的长度,S表示垂直于电流方向的横截面积,是电阻率,表征材料的 . 4.材料特性应用 (1)连接电路的导线一般用 的铝或铜来制作. (2)金属的电阻率随温度的升高而 ,可用来制作 ,精密的电阻温度计是用 做

8、的. (3)有些合金的电阻率几乎不受温度的影响,常用来制作 电阻.,正比,反比,有关,电流方向,导电性能,电阻率小,增大,电阻温度计,铂,标准,议一议 教材第58页“思考与讨论”的图2.6-4中两个导体的电阻有什么关系?,自主检测,AD,2.(多选)下列关于电阻率的叙述,不正确的是( ) A.金属导体的电阻率随温度的升高而增大 B.常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的 C.材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度 D.导体的电阻越大,电阻率也越大,CD,解析:由温度对材料的电阻率的影响可知,选项A正确;常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的,选项B正确;材料的电阻率取决于导体的材

9、料和温度,与其他因素无关,选项C,D错误.,3.(2016西安一中期中)有长度相同,质量相同,材料不同的金属导线A,B各一根.已知A的密度比B的大,A的电阻率比B的小.则A,B两根导线的电阻为( ) A.RARB B.RARB C.RA=RB D.无法判断,D,4.一只“220 V40 W”的灯泡不发光时的电阻应是( ) A.大于1 210 B.小于1 210 C.等于1 21 D.无法判断,解析:由于金属的电阻率随温度的升高而增大,故灯泡正常发光时温度高、电阻大,灯泡不发光时温度低,电阻较小,选项B正确.,B,课堂探究 核心导学要点探究,要点一,对导体的电阻公式的理解,【问题导引】 音响的音

10、量调节、音响混频控制台上可滑动的声音控制系统、一些台灯的亮度调节等都要用到电位器,你知道电位器是根据什么原理制造的吗? 答案:电位器是一个由电阻膜片制成的,其变阻原理类同于滑动变阻器,通过改变接入电路的膜片长度改变其电阻.,D,思路探究如何确定导体的长度和横截面积? 答案:沿电流的方向是导体的长度,与电流垂直的方向是导体的横截面积.,误区警示 对导体的电阻公式的理解 (1)一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式有关. (2)一定几何形状的导体,当长度和横截面积发生变化时,导体的电阻率不变,体积不变,由V=Sl可知l与S成反比. (3)电阻率大的导体电阻不一定大,反之电阻大的电阻率也不

11、一定大.,(教师备用) 例1-1:一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段,再将它们并联起来,测得阻值为3 ,则此电阻丝原来的阻值为( ) A.9 B.8 C.27 D.3 ,C,D,要点二,影响导体电阻率的因素,【问题导引】 将一金属电阻丝与演示用欧姆表(测电阻大小的仪表)连接成如图所示电路,观察到用酒精灯给电阻丝加热后欧姆表示数变大了,这为我们提供了怎样的信息? 答案:当温度升高时,欧姆表的示数变大,表明金属电阻丝的电阻增大,而电阻丝长度、横截面积可认为没有变化,这说明金属的电阻率随温度的升高而增大.,(教师备用) 【要点归纳】 1.电阻率是表征材料导电性能的物理量. 2.电阻率在数值上等于

12、用某种材料制成的长1 m、横截面积为1 m2的导线的电阻值. 3.电阻率与温度有关.例如金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率随温度的升高而减小. 4.超导现象:当温度降低到一定温度时,某些材料的电阻率突然减小到零的现象.,【例2】 关于电阻率,下列说法正确的是( ) A.纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率很大 B.纯金属的电阻率随温度的升高而减小 C.将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都为整根导线的二分之一 D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大,思路探究材料的电阻率与什么有关?金属的电阻率与温度有何关系?

13、答案:材料的电阻率与自身材料和温度有关;金属的电阻率随温度升高而增大.,A,(2)对电阻率的物理意义易理解为反映对电流阻碍作用的大小.切记阻碍作用大小与导电性能好坏不同.,(教师备用) 例2-1:金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;金属的电阻率随温度的升高而增大,而且有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响.根据以上的信息,判断下列说法中正确的是( ) A.连接电路用的导线一般用合金来制作 B.电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作 C.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作 D.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变

14、化的金属材料制作,解析:根据不同材料的电阻率随温度的变化情况,在不同的电路中有不同的需要,连接电路用的导线一般用电阻率较小的铜、铝导线,因为要求其电阻小对电路的影响可以忽略,选项A错误;电炉、电阻器的电阻丝要求电阻稳定,尽量减小温度对它的影响,故一般用合金来制作,选项B正确;电阻温度计是利用金属的电阻随温度的升高而增大的特点制成的,选项C错误;标准电阻一般用电阻率几乎不随温度变化而变化的合金材料制作,选项D错误.,B,例2-2:关于材料的电阻率,下列说法正确的是( ) A.每种金属都有确定的电阻率,电阻率不随温度变化 B.导线越细越长,其电阻率也越大 C.一般金属的电阻率,都随温度升高而增大 D.电阻率的大小反映了材料对电流阻碍作用的大小,解析:金属的电阻率除受材料和温度的影响外不受其他条件的影响,选项A,B错误;一般金属的电阻率,都随温度升高而增大,选项C正确;电阻率的大小反映材料导电性能的好坏,与电流的阻碍作用大小无必然联系,故选项D错误.,C,A,达标测评 随堂演练检测效果,1.欧姆