2022年高中物理 《探究決定導(dǎo)線電阻的因素》教案 粵教版選修3-1

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1、2022年高中物理 《探究決定導(dǎo)線電阻的因素》教案 粵教版選修3-1 設(shè)計思想： 通過學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，體現(xiàn)出學(xué)習(xí)者的首創(chuàng)精神和作為發(fā)現(xiàn)者的喜悅，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣同時獲得知識。本節(jié)課的教學(xué)中，對于導(dǎo)線電阻與長度和橫截面積的定量關(guān)系，教師沒有給予太多的提示及結(jié)論，而是讓學(xué)生自己去分析和設(shè)計實驗、通過實驗探究得出。讓學(xué)生在自主探究中揭示物理規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)探究的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 重視運用數(shù)學(xué)知識分析實驗數(shù)據(jù)，得出物理規(guī)律。數(shù)學(xué)函數(shù)是分析物理問題和解決物理問題的一種基本方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題是新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的一種能力。在本節(jié)內(nèi)容中，對于學(xué)生實驗得出的結(jié)論：導(dǎo)線的電阻與

2、它的長度成正比；導(dǎo)線的電阻與它的橫截面積成反比。而把此實驗結(jié)論轉(zhuǎn)化為函數(shù)關(guān)系式，是一個很強(qiáng)的抽象思維活動。結(jié)合學(xué)生實驗情景，強(qiáng)調(diào)同種材料，橫截面積相同時導(dǎo)線的電阻與它的長度成正比；同種材料，長度相同時導(dǎo)線的電阻與它的橫截面積成反比。若同種材料，長度、橫截面積同時變化時，其電阻將會怎樣變化？從而得出。寫成等式。而對函數(shù)式繼續(xù)結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析。同種材料，k相同，而不同材料，k不相同。結(jié)論：k與材料有關(guān)。使電阻率的提出變得順理成章。 重視物理情景和物理現(xiàn)象的展示，幫助理解物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。概念的形成不應(yīng)該僅僅是思維加工的結(jié)果，感知應(yīng)該是思維的基礎(chǔ)。沒有充分的感知就沒有深入的思維。物理情景和物理

3、現(xiàn)象的展示能從多個角度加快學(xué)生感知的進(jìn)程。在電阻率與溫度的關(guān)系時，讓學(xué)生觀察演示實驗，通過直觀的燈泡的明暗、燈絲溫度的改變，建立電阻與溫度的聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究的激情。 課標(biāo)要求、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象分析： 高中物理《課標(biāo)》在這里的要求是，“通過實驗，探究決定導(dǎo)線電阻的因素，知道電阻定律?！? 本節(jié)是粵教版《物理》選修3—1第二章第一節(jié)。本節(jié)的電阻定律是這一章的基本規(guī)律之一，它反映了導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積及電阻率的定量關(guān)系，是后面串聯(lián)、并聯(lián)電路學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識。 學(xué)生初中已經(jīng)定性地了解電阻跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積以及溫度之間的關(guān)系，但是具體的定量關(guān)系不知道。電壓表、電流表

4、的使用是高中階段首次使用，規(guī)范程度有待提高。 教學(xué)目標(biāo)： （一）知識與技能： 理解電阻的大小跟哪些因素有關(guān)，知道電阻定律。 了解材料的電阻率的概念、物理意義、單位及其與溫度的關(guān)系。 (二)過程與方法： 經(jīng)歷探究決定導(dǎo)線電阻因素的過程，認(rèn)識科學(xué)探究的方法； 通過決定導(dǎo)線電阻因素的實驗，學(xué)習(xí)使用變量控制法； 通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，提高科學(xué)分析、提煉實驗結(jié)果的能力； (三)情感態(tài)度與價值觀： 經(jīng)歷實驗探究等學(xué)習(xí)活動，發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的好奇心和探索未知的激情。 教學(xué)重點： 學(xué)會運用變量控制法進(jìn)行實驗探究； 培養(yǎng)實驗數(shù)據(jù)分析能力； 電阻定律的內(nèi)容及其應(yīng)用； 教學(xué)難點 1、實

5、驗中規(guī)范使用儀器； 2、學(xué)會運用變量控制法進(jìn)行實驗探究，培養(yǎng)實驗數(shù)據(jù)分析能力； 3、電阻率的概念及其物理意義； 難點突破方法： 通過實驗數(shù)據(jù)分析，明確導(dǎo)電性能與材料性質(zhì)有關(guān) 通過演示實驗，建立導(dǎo)電性能與溫度相關(guān)的聯(lián)系 通過學(xué)生分析電阻率表,總結(jié)規(guī)律,獲得結(jié)論 教學(xué)方法： 自主探究、綜合、講述法 教 具： 電阻定律示教板及相關(guān)器材25套，自制教具1件，日光燈燈絲、酒精燈和電池組、電鍵、連接用導(dǎo)線25套，多媒體課件。 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)引入： 1、歐姆定律的內(nèi)容是什么？電路中導(dǎo)體的電流和電壓怎樣測量？ 2、電阻怎樣測量？能設(shè)計測量電阻的電路嗎？ 一、探究決定導(dǎo)線電阻的因

6、素： 問題1、從你已有的知識，你認(rèn)為電阻的大小R可能與導(dǎo)體的一些什么因素有關(guān)？ 學(xué)生思考、討論。（與長短、粗細(xì)、材料、溫度有關(guān)） 師：導(dǎo)線的電阻與長短、粗細(xì)、材料、溫度有關(guān)。這是同學(xué)們的結(jié)論，具體是一種什么樣的定量關(guān)系呢？這就是今天同學(xué)們要求解決的問題。 問題2、決定導(dǎo)線的電阻有多個因素，在實驗探究中怎樣解決多個因素的問題？ 師：請同學(xué)們觀察實驗桌上的儀器，根據(jù)已有的器材進(jìn)行變量控制并設(shè)計實驗方案。 問題3、請同學(xué)們設(shè)計實驗方案和實驗電路。 投影儀展示學(xué)生的電路圖。 實驗要求：電壓表量程3V，電流表量程0.6A，導(dǎo)線電阻測量兩組數(shù)據(jù)，完成實驗記錄表，每組同學(xué)

7、必須完成A、B、C中的一組并可以自由選做另一組。 A、保持導(dǎo)線的材料和面積不變，長度不同 材 料 長度 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值Ω 鎳鉻 2l 1. 2. 鎳鉻 l 1. 2. 材 料 面積 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值Ω 鎳鉻 2s 1. 2. 鎳鉻 s 1. 2. B、保持導(dǎo)線的材料和長度不變，面積不同 C、保持導(dǎo)線的長度和面積不變，而材料不同 材 料 電壓U/V 電流I/A

8、電阻R/Ω 電阻平均值Ω 鎳鉻 鐵絲 投影結(jié)論：同種材料，橫截面積S一定，電阻R隨長度L成正比。 （1） 同種材料，長度L一定，電阻R隨橫截面積S成反比。 （2） 橫截面積S和長度L相同時，不同材料電阻關(guān)系不相等。 定理推理：同種材料，當(dāng)S、L都改變時，又怎樣決定R呢？引導(dǎo)學(xué)生思考。 ，其中k物理學(xué)中叫電阻率，用ρ表示。對于同種材料，ρ相同，對于不同材料，ρ不同，說明了ρ由材料決定。 二．電阻定律： 1、內(nèi)容——在溫度不變時，導(dǎo)線的電阻與它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比。 2、表達(dá)式 ( ——長度 S

9、——橫截面積 ——電阻率) 3、電阻率—— ①單位：Ω·m ②物理意義：反映材料導(dǎo)電性能好壞。 觀察課本P38表2-1-4。了解常見材料的電阻率。 0℃(Ω·ｍ) 20℃(Ω·ｍ) 100℃(Ω·ｍ) 銀 1.48×10-8 1.6×10-8 2.07×10-8 銅 1.43×10-8 1.7×10-8 2.07×10-8 鋁 2.67×10-8 2.9×10-8 3.80×10-8 鎢 4.85×10-8 5.3×10-8 7.10×10-8 鐵 0.89×10-7 1.0×10-7 1.44×10-7 錳銅 4.4×10-7

10、4.4×10-7 4.4×10-7 鎳銅 5.0×10-7 5.0×10-7 5.0×10-7 ③電阻率與溫度關(guān)系 情景：如圖，利用白熾燈燈絲演示電阻隨溫度變化的實驗，學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，該現(xiàn)象說明了什么？ 問題4、分析表格，你能總結(jié)出一些什么規(guī)律？ 1、金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大。 2、材料的電阻率有的隨溫度改變而變化 大，可以利用制成溫度計（電阻溫度計），但也有些材料的電阻率幾乎不隨溫 度改變而變化，用來制成標(biāo)準(zhǔn)電阻。 師：溫度降低，電阻率就會變小，那么當(dāng)溫度不斷降低，電阻會變?yōu)榱?？向?qū)W生提出超導(dǎo)體，有興趣的同學(xué)可以借閱課外相關(guān)資料。 三、

11、總結(jié)、擴(kuò)展 本節(jié)課通過實驗探索→數(shù)據(jù)分析，得到了電阻定律，知道電阻率是反映材料導(dǎo)電性能優(yōu)劣的物理量，并由實驗感知電阻率與溫度有關(guān)。 附：板書設(shè)計 探究決定導(dǎo)線電阻的因素 一、探究決定導(dǎo)線電阻的因素： 1、伏安法測電阻：。 2、通過變量控制進(jìn)行實驗探究。 二．電阻定律： 1、內(nèi)容——在溫度不變時，導(dǎo)線的電阻與它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比。 2、表達(dá)式 ( —長度 S—橫截面積　 —電阻率) 三．電阻率—— 1、單位： Ω·m 2、物理意義：反映材料導(dǎo)電性能的優(yōu)劣。 3、電阻率與溫度有關(guān)。 教學(xué)反思: “教學(xué)活動應(yīng)該是學(xué)生

12、對知識的建構(gòu)過程”。本節(jié)內(nèi)容從學(xué)生已有的知識出發(fā)，結(jié)合實驗探究和問題驅(qū)動的方式，展開對決定導(dǎo)線電阻的因素進(jìn)行探討。注重學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，注重對物理科學(xué)思維方法的滲透，目的就是培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)，深入的理解物理概念和規(guī)律。在知識建構(gòu)中學(xué)習(xí)新東西，提高思維品質(zhì)。 本節(jié)教學(xué)設(shè)計中對于學(xué)生實驗探究沒有讓學(xué)生每組做三個實驗，而只做了兩個（一個必做，一個選做）。主要是因為這是高中階段學(xué)生第一次做電學(xué)實驗，對儀器的使用還不夠熟練和規(guī)范，時間占用較長；但實際效果反而比較好。學(xué)生有選擇性，還可以向別的組交流結(jié)果，學(xué)生積極性很強(qiáng)。 而對于電阻率與溫度的關(guān)系運用自己制作的簡單實驗器材進(jìn)行演示實驗，效果非常明顯，學(xué)生的印象也非常深刻。給人的啟發(fā)是只要我們平時多花點時間，有很多有趣的實驗可以自己設(shè)計、制做，而這些實驗在課堂上往往很有用，同時也能帶動學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)、挖掘物理模型。