电阻定律教案

电 阻 定 律

教学目标:

1、知识与能力:1、理解电阻定律及电阻率的物理意义,了解电阻率与温度的关系。 2、能利用电阻定律进行相关问题的分析与计算。

2、过程与方法:1、通过设计实验学会应用控制变量法的实验研究方法。 2、通过分析、处理实验数据培养学生逻辑思维能力和分析问题解决

问题的能力。

3、培养学生热爱科学,努力探索未知的激情 、提倡团结协作的学习。 教学重点:电阻定律

学生自主探究,通过分析归纳,获得定律

教学难点:电阻率的概念

教学器材:DIS实验系统,学生电源、滑动变阻器、电阻定律演示器,电键,导线若干

演示“导体电阻率随温度变化的示教板” 自制课件

教学过程:

课前准备:(学案中,引导学生回顾旧知,尝试课前探究)

1.怎样描述导体对电流的阻碍作用?(相同U,比I;相同I,比U;电阻R)

2.R1与R2的串联电阻R串=________ ,R串______R1,R串______R2(填>,

R1与R2的并联电阻R并=___________ ,R并______R1,R并______R2(填>,

4.在初中研究电流与电压和电阻间关系时,用的实验方法是______.(控制变量法) 5.导体的电阻大小与哪些因素有关?(材料、长度、横截面积) 6.请你设计出寻求导体电阻与这些因素定量关系的探究实验方案 (1) 如何实验确定电阻与长度定量关系?

(2) 如何实验确定电阻与横截面积的定量关系? (3) 如何实验确定电阻与材料种类是否有关?

(4) 导体长度、横截面积和材料种类确定了,导体电阻是否确定不变?如何验证? 一、导入课题:(联系社会、科技、生活,激发兴趣,发现问题,并带着问题上课) 趣味互动: “找碴” (利用已有知识)

投影两灯泡(25W和100W)的图片

师:请同学们仔细观察两灯泡的照片,找出两者不同之处 生:功率不同,灯丝粗细不同

师:同样接在220V的电压上,为什么功率P不同? 生:由焦耳定律,电阻不同

师:是什么原因导致两灯丝的电阻不同? 生:灯丝的粗细

师:回顾初中所学,哪些因素会影响电阻的大小?

生:影响电阻大小的有材料的种类、长度、横截面积和温度

师:生活、学习中常遇到电阻的大小问题,如:收音机的音量调节—电位器(可变电阻);电表的改装(分压电阻和分流电阻要求精确)……(学生举例)

引入课题:本节课我们就来研究导体长度、横截面积、材料的种类是如何决定电阻的 板书课题:电阻定律

二、电阻定律的获得

遵循物理规律的探究思路:现象—猜测—实验验证或理论推导—总结 (一)实验探究

教师引导:同学们已经知道导体长度、横截面积、材料的种类会影响电阻大小,请同学们猜一猜,这些因素与电阻大小的关系

生:长则大;粗则小;铜丝小,铁丝大;……

师:口说无凭,能否验证这些猜测对与错?如何验证?

学生:通过探究实验进行验证(或根据已有知识内容进行理论推导) 师:如何实验?探究实验怎样设计?

生: 确定这些影响因素的变化对阻值大小的影响

影响因素较多,可采用“控制变量法”进行逐一探究 单独改变影响电阻的因素,测定阻值大小,寻求规律

初步实验方案:相同材料,S一定,改变L,测R,寻求R随L变化规律

相同材料,L一定,改变S,测R,寻求R随S变化规律 不同材料,L和S均相同,测R,判断材料对R的影响

(根据学生方案,板书控制变量方案简况) 简介准备的实验材料(如右图所示)

师:依次测量各种情况下的电阻,根据数据寻找规律,设计数据记录表格如下表:

生:伏安法,根据欧姆定律

展示实验电路图:简述内、外接法的选择;使用滑动变阻器限流

展示实验示意图,并介绍DIS测电阻方法(用电压感应器代替电压表,用电流感应器代替电流表,用电脑采集数据并进行数据处理)

进行实验,采集数据:

学生记录数据,分析R的变化规律 教师操作电脑进行数据采集

简介:采集数据到处理表格的过程

学生思考并表述数处理实验数据,找寻物理规律的方法(求比值,作图)

实验数据的处理::(强化师生互动—此处应由学生为主)

1、如何形象直观的发现其规律:制图(按学生要求制图) ①同样材料,相同S,不同L(五组以上R-L数据,制图R-L)

②同样材料,相同L,不同S(五组以上R-S数据,制图R-S和R-

1) S

③不同材料,相同S,相同L(五组以上R,不同材料的R,制图R镍铬-R炭铜) 2、根据数据,寻找、确定规律(用EXEEL制图) (1)由3①得:R∝L (2)由3②得:R∝

1

(变换坐标轴进行处理) S

显然,仅凭这一个实验就得出各种导体电阻和长度成正比,与横截面积成反比是远远不够的,要么在更广泛的范围里实验验证,要么从其他角度入手,譬如根据已有的理论进行分析、推导。

引导:(1)有关电阻,我们已掌握哪些知识内容?(R=

RRU

,R=R1+R2 ,R=12) IR1+R2

(2)能否借助这些知识寻求R与L、S的关系?

(二)理论探究(验证)

1、两根电阻丝(L0、S0、R0)串联,L=2L0,R串=2R0,则R与导体长度成正比

2、两根相同的电阻丝(L0、S0、R0)并联,S=2S0,R=成反比

3、结论:电阻R∝公式变换:k=

RR1R2

=0,则R与横截面积

R1+R22

ll,满足表达式R=k SS

RS L

问题:k是常数吗?如果不是,k由什么决定

实验数据处理:由3③计算镍铬丝与炭铜丝的比例系数k

学生分析得出结论:相同材料的k往往一样,不同材料的k往往不一样

k由材料的性质决定,与L、S无关 L、S相同的不同材料,R越大, k越大

k的数值等于单位横截面积、单位长度时的导体电阻

k的数值反映材料的导电性能的优劣引入概念:电阻率(描述材料的

导电性能的优劣)

(三)电阻定律:内容,表达式

三、电阻定律的理解

1、 L和S:,从不同方向定量计算,其阻值可能不同

2、 电阻率ρ:由材料性质决定,与材料长度、横截面积无关

师:电阻率ρ由材料性质决定,与L、S无关,那么L、S和材料一定的电阻,在任何情况下阻值都一定吗?

学生:温度会影响电阻的大小

演示实验:用酒精灯给金属材料的电阻(丝)加热:

电流表指针变化明显,说明材料电阻率受温度影响大,

展示表格:几种材料在不同温度下的电阻率

分析表格数据,得出结论:温度会影响金属导体电阻率,

(1)金属导体的电阻率随温度升高而增大

(2)材料的电阻率受温度影响,有的影响大(电阻温度计),有的影响小(标准电阻) (3)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大

四、通过应用分析回顾课堂内容(联系生活实际,学习应用,练习技能)

问题1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质,电阻率也是由导体的性质决定的,所以电阻率越大,则电阻越大,对吗?

学生概念辩析:(电阻与电阻率)电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质,电阻大的导体对电流的阻碍作用大;电阻率反映制作导体的材料导电性能好坏的性质,电阻率小的材料导电性能好;导体的电阻大,导体材料的导电性能不一定差,电阻率不一定小;导体的导电性能好,电阻率小,电阻不一定小;

问题2、有人说:根据欧姆定律I=

UU可得R=,则R与R成正比,与I成反比,对吗? RI

学生辩析:电阻定律是电阻的决定式,欧姆定律是电阻的定义式;

电阻是导体本身的一种性质,由导体本身或环境客观因素决定,电阻定律就是关于导体电阻与其决定因素(材料、长度、横截面积等)间相互关系的基本规律,R=ρ

l

是电阻的决S

定式(由材料本身的特点决定电阻的大小),欧姆定律则表明导体两端的电压、通过导体的电流等外界条件与导体电阻的数量关系而非决定关系,R=U/I是电阻的定义式、量度式(由电路的工作状态判定电阻的大小),而R的大小与U、I无关

教师总结:(1)它们都是从大量实验中得出的规律,从不同角度研究电阻这一物理量

(2)类比:质量与密度的关系

U2问题3、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字样,由P=计算得出灯泡灯丝电阻

R

R=484Ω,该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值,两者一样吗?为什么?

问题4、.同一半圆形金属片,如图所示,从不同方向测量其电阻,(1)Ra、Rb是否相等?(2)如果不等,Ra、Rb谁大? Ra、Rb比值是多少? 五、课后探究与练习

1、解释课本P58实验的原理,判断实验所出现的现象

2、简述滑动变阻器的工作原理(实例:收音机的电位器) 3、课本P61“说一说”和“问题与练习”

4、根据阅读材料,了解有关电阻更广泛的知识

5、完成学案针对训练 六、板书设计:

同种材料,定S,变L,测R R∝L 同种材料,定L,变S,测R R∝定S,定L,变材料,测R

1 S

电 阻 定 律

教学目标:

1、知识与能力:1、理解电阻定律及电阻率的物理意义,了解电阻率与温度的关系。 2、能利用电阻定律进行相关问题的分析与计算。

2、过程与方法:1、通过设计实验学会应用控制变量法的实验研究方法。 2、通过分析、处理实验数据培养学生逻辑思维能力和分析问题解决

问题的能力。

3、培养学生热爱科学,努力探索未知的激情 、提倡团结协作的学习。 教学重点:电阻定律

学生自主探究,通过分析归纳,获得定律

教学难点:电阻率的概念

教学器材:DIS实验系统,学生电源、滑动变阻器、电阻定律演示器,电键,导线若干

演示“导体电阻率随温度变化的示教板” 自制课件

教学过程:

课前准备:(学案中,引导学生回顾旧知,尝试课前探究)

1.怎样描述导体对电流的阻碍作用?(相同U,比I;相同I,比U;电阻R)

2.R1与R2的串联电阻R串=________ ,R串______R1,R串______R2(填>,

R1与R2的并联电阻R并=___________ ,R并______R1,R并______R2(填>,

4.在初中研究电流与电压和电阻间关系时,用的实验方法是______.(控制变量法) 5.导体的电阻大小与哪些因素有关?(材料、长度、横截面积) 6.请你设计出寻求导体电阻与这些因素定量关系的探究实验方案 (1) 如何实验确定电阻与长度定量关系?

(2) 如何实验确定电阻与横截面积的定量关系? (3) 如何实验确定电阻与材料种类是否有关?

(4) 导体长度、横截面积和材料种类确定了,导体电阻是否确定不变?如何验证? 一、导入课题:(联系社会、科技、生活,激发兴趣,发现问题,并带着问题上课) 趣味互动: “找碴” (利用已有知识)

投影两灯泡(25W和100W)的图片

师:请同学们仔细观察两灯泡的照片,找出两者不同之处 生:功率不同,灯丝粗细不同

师:同样接在220V的电压上,为什么功率P不同? 生:由焦耳定律,电阻不同

师:是什么原因导致两灯丝的电阻不同? 生:灯丝的粗细

师:回顾初中所学,哪些因素会影响电阻的大小?

生:影响电阻大小的有材料的种类、长度、横截面积和温度

师:生活、学习中常遇到电阻的大小问题,如:收音机的音量调节—电位器(可变电阻);电表的改装(分压电阻和分流电阻要求精确)……(学生举例)

引入课题:本节课我们就来研究导体长度、横截面积、材料的种类是如何决定电阻的 板书课题:电阻定律

二、电阻定律的获得

遵循物理规律的探究思路:现象—猜测—实验验证或理论推导—总结 (一)实验探究

教师引导:同学们已经知道导体长度、横截面积、材料的种类会影响电阻大小,请同学们猜一猜,这些因素与电阻大小的关系

生:长则大;粗则小;铜丝小,铁丝大;……

师:口说无凭,能否验证这些猜测对与错?如何验证?

学生:通过探究实验进行验证(或根据已有知识内容进行理论推导) 师:如何实验?探究实验怎样设计?

生: 确定这些影响因素的变化对阻值大小的影响

影响因素较多,可采用“控制变量法”进行逐一探究 单独改变影响电阻的因素,测定阻值大小,寻求规律

初步实验方案:相同材料,S一定,改变L,测R,寻求R随L变化规律

相同材料,L一定,改变S,测R,寻求R随S变化规律 不同材料,L和S均相同,测R,判断材料对R的影响

(根据学生方案,板书控制变量方案简况) 简介准备的实验材料(如右图所示)

师:依次测量各种情况下的电阻,根据数据寻找规律,设计数据记录表格如下表:

生:伏安法,根据欧姆定律

展示实验电路图:简述内、外接法的选择;使用滑动变阻器限流

展示实验示意图,并介绍DIS测电阻方法(用电压感应器代替电压表,用电流感应器代替电流表,用电脑采集数据并进行数据处理)

进行实验,采集数据:

学生记录数据,分析R的变化规律 教师操作电脑进行数据采集

简介:采集数据到处理表格的过程

学生思考并表述数处理实验数据,找寻物理规律的方法(求比值,作图)

实验数据的处理::(强化师生互动—此处应由学生为主)

1、如何形象直观的发现其规律:制图(按学生要求制图) ①同样材料,相同S,不同L(五组以上R-L数据,制图R-L)

②同样材料,相同L,不同S(五组以上R-S数据,制图R-S和R-

1) S

③不同材料,相同S,相同L(五组以上R,不同材料的R,制图R镍铬-R炭铜) 2、根据数据,寻找、确定规律(用EXEEL制图) (1)由3①得:R∝L (2)由3②得:R∝

1

(变换坐标轴进行处理) S

显然,仅凭这一个实验就得出各种导体电阻和长度成正比,与横截面积成反比是远远不够的,要么在更广泛的范围里实验验证,要么从其他角度入手,譬如根据已有的理论进行分析、推导。

引导:(1)有关电阻,我们已掌握哪些知识内容?(R=

RRU

,R=R1+R2 ,R=12) IR1+R2

(2)能否借助这些知识寻求R与L、S的关系?

(二)理论探究(验证)

1、两根电阻丝(L0、S0、R0)串联,L=2L0,R串=2R0,则R与导体长度成正比

2、两根相同的电阻丝(L0、S0、R0)并联,S=2S0,R=成反比

3、结论:电阻R∝公式变换:k=

RR1R2

=0,则R与横截面积

R1+R22

ll,满足表达式R=k SS

RS L

问题:k是常数吗?如果不是,k由什么决定

实验数据处理:由3③计算镍铬丝与炭铜丝的比例系数k

学生分析得出结论:相同材料的k往往一样,不同材料的k往往不一样

k由材料的性质决定,与L、S无关 L、S相同的不同材料,R越大, k越大

k的数值等于单位横截面积、单位长度时的导体电阻

k的数值反映材料的导电性能的优劣引入概念:电阻率(描述材料的

导电性能的优劣)

(三)电阻定律:内容,表达式

三、电阻定律的理解

1、 L和S:,从不同方向定量计算,其阻值可能不同

2、 电阻率ρ:由材料性质决定,与材料长度、横截面积无关

师:电阻率ρ由材料性质决定,与L、S无关,那么L、S和材料一定的电阻,在任何情况下阻值都一定吗?

学生:温度会影响电阻的大小

演示实验:用酒精灯给金属材料的电阻(丝)加热:

电流表指针变化明显,说明材料电阻率受温度影响大,

展示表格:几种材料在不同温度下的电阻率

分析表格数据,得出结论:温度会影响金属导体电阻率,

(1)金属导体的电阻率随温度升高而增大

(2)材料的电阻率受温度影响,有的影响大(电阻温度计),有的影响小(标准电阻) (3)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大

四、通过应用分析回顾课堂内容(联系生活实际,学习应用,练习技能)

问题1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质,电阻率也是由导体的性质决定的,所以电阻率越大,则电阻越大,对吗?

学生概念辩析:(电阻与电阻率)电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质,电阻大的导体对电流的阻碍作用大;电阻率反映制作导体的材料导电性能好坏的性质,电阻率小的材料导电性能好;导体的电阻大,导体材料的导电性能不一定差,电阻率不一定小;导体的导电性能好,电阻率小,电阻不一定小;

问题2、有人说:根据欧姆定律I=

UU可得R=,则R与R成正比,与I成反比,对吗? RI

学生辩析:电阻定律是电阻的决定式,欧姆定律是电阻的定义式;

电阻是导体本身的一种性质,由导体本身或环境客观因素决定,电阻定律就是关于导体电阻与其决定因素(材料、长度、横截面积等)间相互关系的基本规律,R=ρ

l

是电阻的决S

定式(由材料本身的特点决定电阻的大小),欧姆定律则表明导体两端的电压、通过导体的电流等外界条件与导体电阻的数量关系而非决定关系,R=U/I是电阻的定义式、量度式(由电路的工作状态判定电阻的大小),而R的大小与U、I无关

教师总结:(1)它们都是从大量实验中得出的规律,从不同角度研究电阻这一物理量

(2)类比:质量与密度的关系

U2问题3、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字样,由P=计算得出灯泡灯丝电阻

R

R=484Ω,该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值,两者一样吗?为什么?

问题4、.同一半圆形金属片,如图所示,从不同方向测量其电阻,(1)Ra、Rb是否相等?(2)如果不等,Ra、Rb谁大? Ra、Rb比值是多少? 五、课后探究与练习

1、解释课本P58实验的原理,判断实验所出现的现象

2、简述滑动变阻器的工作原理(实例:收音机的电位器) 3、课本P61“说一说”和“问题与练习”

4、根据阅读材料,了解有关电阻更广泛的知识

5、完成学案针对训练 六、板书设计:

同种材料,定S,变L,测R R∝L 同种材料,定L,变S,测R R∝定S,定L,变材料,测R

1 S


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