2.6 导体的电阻
教学设计
一、教学目标:
知识与技能
1.深化对电阻的认识,了解导体电阻的规律,能用电阻的计算式进行计算;
2.理解电阻率的意义,了解电阻率与温度的关系。
过程与方法
经历探究导体电阻决定因素的过程,体会实验探究、逻辑推理都是重要的科学研究方法,体会控制变量的思维方法。
情感态度价值观
通过对不同材料电阻率的介绍,加强学生理论联系实际的意识。
二、教学重难点:
重点:导体电阻决定因素的探究
难点:实验方案的制定、实施
三、教学方法
讨论、分组实验、讲授
四、教学过程
新课导入:
师:前面学过了电阻的定义R=U/I,是用U/I的比值表示电阻大小,而电阻与电压、电流并没有关系,那么电阻与哪些因素有关呢?
新课推进:
一、影响导体电阻的因素
师:科学探究主要分为:提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、得出结论、交流与评估。
请同学们先猜想导体电阻可能与哪些因素有关?并说明原因。
生:改变电阻丝长度,电阻改变,与长度有关;白炽灯瓦数越大,灯丝越粗:滑动变阻器滑片位置改变,与横截面有关;生活中的输电线用铜线或铝线,却不用铁丝,与材料有关;描绘小灯泡伏安特性曲线实验中温度对灯丝电阻影响明显,与温度有关……
师:实际上温度并没有直接影响电阻,而是通过影响材料的属性(电阻率)从而改变电阻的,我们将在后面讨论。
接下来的主要任务就是用实验研究电阻与导线长度、横截面积的关系。由于实验的变量比较多,所以要注意控制变量。长度、横截面积可以用直尺测量,电阻怎么测量呢?
方案一:
生:可以仿照测绘小灯泡的伏安特性曲线那样,设计一个电路测出不同的长度、不同横截面积导体材料的电阻,再从数据中找出它们的关系。
方案二:
师:方案一既要测导体长度、横截面积,又要测电压、电流,可行但操作繁琐。同学们能不能想办法对方案一加以优化呢?比如利用串并联电路的知识。
生:将材料、横截面积相同,长度不同的导线串联接入电路,因为流过它们的电流相同,所以只要测量出它们的电压,便知道了它们的电阻关系。
师:为了方便,不妨选择长度成倍数关系的导体进行实验,如下图。
。 师:怎么研究电阻与横截面积的关系呢?
生:将材料、长度相同,横截面积不同的导线连入电路中,测出它们的电压,就有了电阻关系。既可以讨论电阻与横截面积的关系了。
师:由于实验室没有这样的导体材料,于是我们大胆的猜想,可否用相同长度、横截面积和材料的导线并联接入电路。这样可以看成两根线困在了一起,起到增大横截面积的作用,如下图。这样右边部分横截面积就是左边部分的两倍。接下来测量他们的电压就可以了。
。
将学生分成两大组,左边大组(3人一小组)探究L与R的关系,右边大组(3人一小)组探究S与R的关系。3人一组,两人连线、一人记录数据……
师:这个结论前人早已用大量的更精准的实验总结出来了,只不过我们今天关心过程和方法比关心结论本身更重要。这个规律称作电阻定律:同种材料的导体,电阻与导体的长度成正比,与导体横截面积成反比,电阻还与导体材料有关。
于是,结论表示为 R∝L/S
写成等式 R=ρL/S ρ是比例系数
师:将上式变形ρ=RS/L。对长度、横截面积相同材料不同的导体,它们的电阻可能不同,所以ρ也不同,看来ρ有它特殊的含义。长度、横截面积相同的导体,ρ越大,电阻也就越大,反映导体的导电性能就差;反过来,ρ越小,则电阻也小,导体的导电性能良好。看来ρ反映了导体的导电性能的好坏,物理学中把它叫做电阻率。
从公式中不难看出它的单位:Ω·m。
需要注意的是,ρ由导体本身因素决定,与导体长度横截面积无关。
介绍几种导体材料的电阻率,指出导体的电阻率与温度有关系。
课堂小结:通过实验探究的方法定性研究了导体电阻与导体长度、横截面积、导体材料之间的关系。实验探究是一种重要的科学研究方法,希望同学们有所体会。另外得出了导体电阻的决定式,同学们还要理解电阻率的物理意义。
通过介绍市场上关于电线电缆产品质量问题的实例,让学生明白问题在于铜材料质量不合格,另外就是绝缘层质量不合格。用再生塑料制作电线外皮,电阻率达不到要求。以此增加学生的生活常识,培养他们的辨别真伪能力。制作、贩卖都是违法犯罪行为,见到违法行为要积极举报。
作业布置:P29,2、4.
教学反思:
板书设计:
一、 影响电阻的因素
实验探究: 控制变量法
二、 电阻定律:
1. 内容:同种材料的电阻,与导体长度成正比,
与导体横截面成反比,导体电阻与材料有关。
2. 公式:R=ρL/S
电阻率ρ:反映导体的导电性能。
由导体本身因素决定,与温度有关。
2.6 导体的电阻
教学设计
一、教学目标:
知识与技能
1.深化对电阻的认识,了解导体电阻的规律,能用电阻的计算式进行计算;
2.理解电阻率的意义,了解电阻率与温度的关系。
过程与方法
经历探究导体电阻决定因素的过程,体会实验探究、逻辑推理都是重要的科学研究方法,体会控制变量的思维方法。
情感态度价值观
通过对不同材料电阻率的介绍,加强学生理论联系实际的意识。
二、教学重难点:
重点:导体电阻决定因素的探究
难点:实验方案的制定、实施
三、教学方法
讨论、分组实验、讲授
四、教学过程
新课导入:
师:前面学过了电阻的定义R=U/I,是用U/I的比值表示电阻大小,而电阻与电压、电流并没有关系,那么电阻与哪些因素有关呢?
新课推进:
一、影响导体电阻的因素
师:科学探究主要分为:提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、得出结论、交流与评估。
请同学们先猜想导体电阻可能与哪些因素有关?并说明原因。
生:改变电阻丝长度,电阻改变,与长度有关;白炽灯瓦数越大,灯丝越粗:滑动变阻器滑片位置改变,与横截面有关;生活中的输电线用铜线或铝线,却不用铁丝,与材料有关;描绘小灯泡伏安特性曲线实验中温度对灯丝电阻影响明显,与温度有关……
师:实际上温度并没有直接影响电阻,而是通过影响材料的属性(电阻率)从而改变电阻的,我们将在后面讨论。
接下来的主要任务就是用实验研究电阻与导线长度、横截面积的关系。由于实验的变量比较多,所以要注意控制变量。长度、横截面积可以用直尺测量,电阻怎么测量呢?
方案一:
生:可以仿照测绘小灯泡的伏安特性曲线那样,设计一个电路测出不同的长度、不同横截面积导体材料的电阻,再从数据中找出它们的关系。
方案二:
师:方案一既要测导体长度、横截面积,又要测电压、电流,可行但操作繁琐。同学们能不能想办法对方案一加以优化呢?比如利用串并联电路的知识。
生:将材料、横截面积相同,长度不同的导线串联接入电路,因为流过它们的电流相同,所以只要测量出它们的电压,便知道了它们的电阻关系。
师:为了方便,不妨选择长度成倍数关系的导体进行实验,如下图。
。 师:怎么研究电阻与横截面积的关系呢?
生:将材料、长度相同,横截面积不同的导线连入电路中,测出它们的电压,就有了电阻关系。既可以讨论电阻与横截面积的关系了。
师:由于实验室没有这样的导体材料,于是我们大胆的猜想,可否用相同长度、横截面积和材料的导线并联接入电路。这样可以看成两根线困在了一起,起到增大横截面积的作用,如下图。这样右边部分横截面积就是左边部分的两倍。接下来测量他们的电压就可以了。
。
将学生分成两大组,左边大组(3人一小组)探究L与R的关系,右边大组(3人一小)组探究S与R的关系。3人一组,两人连线、一人记录数据……
师:这个结论前人早已用大量的更精准的实验总结出来了,只不过我们今天关心过程和方法比关心结论本身更重要。这个规律称作电阻定律:同种材料的导体,电阻与导体的长度成正比,与导体横截面积成反比,电阻还与导体材料有关。
于是,结论表示为 R∝L/S
写成等式 R=ρL/S ρ是比例系数
师:将上式变形ρ=RS/L。对长度、横截面积相同材料不同的导体,它们的电阻可能不同,所以ρ也不同,看来ρ有它特殊的含义。长度、横截面积相同的导体,ρ越大,电阻也就越大,反映导体的导电性能就差;反过来,ρ越小,则电阻也小,导体的导电性能良好。看来ρ反映了导体的导电性能的好坏,物理学中把它叫做电阻率。
从公式中不难看出它的单位:Ω·m。
需要注意的是,ρ由导体本身因素决定,与导体长度横截面积无关。
介绍几种导体材料的电阻率,指出导体的电阻率与温度有关系。
课堂小结:通过实验探究的方法定性研究了导体电阻与导体长度、横截面积、导体材料之间的关系。实验探究是一种重要的科学研究方法,希望同学们有所体会。另外得出了导体电阻的决定式,同学们还要理解电阻率的物理意义。
通过介绍市场上关于电线电缆产品质量问题的实例,让学生明白问题在于铜材料质量不合格,另外就是绝缘层质量不合格。用再生塑料制作电线外皮,电阻率达不到要求。以此增加学生的生活常识,培养他们的辨别真伪能力。制作、贩卖都是违法犯罪行为,见到违法行为要积极举报。
作业布置:P29,2、4.
教学反思:
板书设计:
一、 影响电阻的因素
实验探究: 控制变量法
二、 电阻定律:
1. 内容:同种材料的电阻,与导体长度成正比,
与导体横截面成反比,导体电阻与材料有关。
2. 公式:R=ρL/S
电阻率ρ:反映导体的导电性能。
由导体本身因素决定,与温度有关。