2019-2020年高中物理 《探究決定導線電阻的因素》教案 粵教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 《探究決定導線電阻的因素》教案 粵教版選修3-1 設計思想： 通過學生經歷科學探究的過程，體現出學習者的首創(chuàng)精神和作為發(fā)現者的喜悅，從而激發(fā)學習興趣同時獲得知識。本節(jié)課的教學中，對于導線電阻與長度和橫截面積的定量關系，教師沒有給予太多的提示及結論，而是讓學生自己去分析和設計實驗、通過實驗探究得出。讓學生在自主探究中揭示物理規(guī)律，培養(yǎng)科學探究的方法，激發(fā)學生的學習興趣。 重視運用數學知識分析實驗數據，得出物理規(guī)律。數學函數是分析物理問題和解決物理問題的一種基本方法，培養(yǎng)學生應用數學知識解決物理問題是新課標強調的一種能力。在本節(jié)內容中，對于學生實驗得出的結論：導線的電阻與它的長度成正比；導線的電阻與它的橫截面積成反比。而把此實驗結論轉化為函數關系式，是一個很強的抽象思維活動。結合學生實驗情景，強調同種材料，橫截面積相同時導線的電阻與它的長度成正比；同種材料，長度相同時導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。而對函數式繼續(xù)結合實驗數據分析。同種材料，k相同，而不同材料，k不相同。結論：k與材料有關。使電阻率的提出變得順理成章。 重視物理情景和物理現象的展示，幫助理解物理現象的本質和規(guī)律。概念的形成不應該僅僅是思維加工的結果，感知應該是思維的基礎。沒有充分的感知就沒有深入的思維。物理情景和物理現象的展示能從多個角度加快學生感知的進程。在電阻率與溫度的關系時，讓學生觀察演示實驗，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系，從而激發(fā)學生繼續(xù)探究的激情。 課標要求、教學內容和教學對象分析： 高中物理《課標》在這里的要求是，“通過實驗，探究決定導線電阻的因素，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，它反映了導體的電阻與導體的長度、橫截面積及電阻率的定量關系，是后面串聯、并聯電路學習的基礎知識。 學生初中已經定性地了解電阻跟導體的材料、長度、橫截面積以及溫度之間的關系，但是具體的定量關系不知道。電壓表、電流表的使用是高中階段首次使用，規(guī)范程度有待提高。 教學目標： （一）知識與技能： 理解電阻的大小跟哪些因素有關，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系。 (二)過程與方法： 經歷探究決定導線電阻因素的過程，認識科學探究的方法； 通過決定導線電阻因素的實驗，學習使用變量控制法； 通過對實驗數據的分析，提高科學分析、提煉實驗結果的能力； (三)情感態(tài)度與價值觀： 經歷實驗探究等學習活動，發(fā)展學生對科學的好奇心和探索未知的激情。 教學重點： 學會運用變量控制法進行實驗探究； 培養(yǎng)實驗數據分析能力； 電阻定律的內容及其應用； 教學難點 1、實驗中規(guī)范使用儀器； 2、學會運用變量控制法進行實驗探究，培養(yǎng)實驗數據分析能力； 3、電阻率的概念及其物理意義； 難點突破方法： 通過實驗數據分析，明確導電性能與材料性質有關 通過演示實驗，建立導電性能與溫度相關的聯系 通過學生分析電阻率表,總結規(guī)律,獲得結論 教學方法： 自主探究、綜合、講述法 教 具： 電阻定律示教板及相關器材25套，自制教具1件，日光燈燈絲、酒精燈和電池組、電鍵、連接用導線25套，多媒體課件。 教學過程： 復習引入： 1、歐姆定律的內容是什么？電路中導體的電流和電壓怎樣測量？ 2、電阻怎樣測量？能設計測量電阻的電路嗎？ 一、探究決定導線電阻的因素： 問題1、從你已有的知識，你認為電阻的大小R可能與導體的一些什么因素有關？ 學生思考、討論。（與長短、粗細、材料、溫度有關） 師：導線的電阻與長短、粗細、材料、溫度有關。這是同學們的結論，具體是一種什么樣的定量關系呢？這就是今天同學們要求解決的問題。 問題2、決定導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：請同學們觀察實驗桌上的儀器，根據已有的器材進行變量控制并設計實驗方案。 問題3、請同學們設計實驗方案和實驗電路。 投影儀展示學生的電路圖。 實驗要求：電壓表量程3V，電流表量程0.6A，導線電阻測量兩組數據，完成實驗記錄表，每組同學必須完成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、保持導線的材料和長度不變，面積不同 C、保持導線的長度和面積不變，而材料不同 材 料 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值Ω 鎳鉻 鐵絲 投影結論：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，不同材料電阻關系不相等。 定理推理：同種材料，當S、L都改變時，又怎樣決定R呢？引導學生思考。 ，其中k物理學中叫電阻率，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、內容——在溫度不變時，導線的電阻與它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比。 2、表達式 ( ——長度 S——橫截面積 ——電阻率) 3、電阻率—— ①單位：Ωm ②物理意義：反映材料導電性能好壞。 觀察課本P38表2-1-4。了解常見材料的電阻率。 0℃(Ωｍ) 20℃(Ωｍ) 100℃(Ωｍ) 銀 1.4810-8 1.610-8 2.0710-8 銅 1.4310-8 1.710-8 2.0710-8 鋁 2.6710-8 2.910-8 3.8010-8 鎢 4.8510-8 5.310-8 7.1010-8 鐵 0.8910-7 1.010-7 1.4410-7 錳銅 4.410-7 4.410-7 4.410-7 鎳銅 5.010-7 5.010-7 5.010-7 ③電阻率與溫度關系 情景：如圖，利用白熾燈燈絲演示電阻隨溫度變化的實驗，學生觀察實驗現象，該現象說明了什么？ 問題4、分析表格，你能總結出一些什么規(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，用來制成標準電阻。 師：溫度降低，電阻率就會變小，那么當溫度不斷降低，電阻會變?yōu)榱?？向學生提出超導體，有興趣的同學可以借閱課外相關資料。 三、總結、擴展 本節(jié)課通過實驗探索→數據分析，得到了電阻定律，知道電阻率是反映材料導電性能優(yōu)劣的物理量，并由實驗感知電阻率與溫度有關。 附：板書設計 探究決定導線電阻的因素 一、探究決定導線電阻的因素： 1、伏安法測電阻：。 2、通過變量控制進行實驗探究。 二．電阻定律： 1、內容——在溫度不變時，導線的電阻與它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比。 2、表達式 ( —長度 S—橫截面積　 —電阻率) 三．電阻率—— 1、單位： Ωm 2、物理意義：反映材料導電性能的優(yōu)劣。 3、電阻率與溫度有關。 教學反思: “教學活動應該是學生對知識的建構過程”。本節(jié)內容從學生已有的知識出發(fā)，結合實驗探究和問題驅動的方式，展開對決定導線電阻的因素進行探討。注重學生經歷探究的過程，注重對物理科學思維方法的滲透，目的就是培養(yǎng)學生良好的思維品質，深入的理解物理概念和規(guī)律。在知識建構中學習新東西，提高思維品質。 本節(jié)教學設計中對于學生實驗探究沒有讓學生每組做三個實驗，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生第一次做電學實驗，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。學生有選擇性，還可以向別的組交流結果，學生積極性很強。 而對于電阻率與溫度的關系運用自己制作的簡單實驗器材進行演示實驗，效果非常明顯，學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計、制做，而這些實驗在課堂上往往很有用，同時也能帶動學生在生活中去發(fā)現、挖掘物理模型。