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(jì)思想： 通過(guò)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)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(shí)獲得知識(shí)。本節(jié)課的教學(xué)中，對(duì)于導(dǎo)線電阻與長(zhǎng)度和橫截面積的定量關(guān)系，教師沒(méi)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(jì)實(shí)驗(yàn)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出物理規(guī)律。數(shù)學(xué)函數(shù)是分析物理問(wèn)題和解決物理問(wèn)題的一種基本方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題是新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的一種能力。在本節(jié)內(nèi)容中，對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：導(dǎo)線的電阻與

2、它的長(zhǎng)度成正比；導(dǎo)線的電阻與它的橫截面積成反比。而把此實(shí)驗(yàn)結(jié)論轉(zhuǎn)化為函數(shù)關(guān)系式，是一個(gè)很強(qiáng)的抽象思維活動(dòng)。結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)情景，強(qiáng)調(diào)同種材料，橫截面積相同時(shí)導(dǎo)線的電阻與它的長(zhǎng)度成正比；同種材料，長(zhǎng)度相同時(shí)導(dǎo)線的電阻與它的橫截面積成反比。若同種材料，長(zhǎng)度、橫截面積同時(shí)變化時(shí)，其電阻將會(huì)怎樣變化？從而得出。寫(xiě)成等式。而對(duì)函數(shù)式繼續(xù)結(jié)合實(shí)驗(yàn)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(méi)有充分的感知就沒(méi)有深入的思維。物理情景和物理

3、現(xiàn)象的展示能從多個(gè)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(shí)，讓學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)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(duì)象分析： 高中物理《課標(biāo)》在這里的要求是，“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，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(zhǎng)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(shí)。 學(xué)生初中已經(jīng)定性地了解電阻跟導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)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(shí)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(guò)程與方法： 經(jīng)歷探究決定導(dǎo)線電阻因素的過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的方法； 通過(guò)決定導(dǎo)線電阻因素的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)使用變量控制法； 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，提高科學(xué)分析、提煉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力； (三)情感態(tài)度與價(jià)值觀： 經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心和探索未知的激情。 教學(xué)重點(diǎn)： 學(xué)會(huì)運(yùn)用變量控制法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究； 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)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(diǎn) 1、實(shí)

5、驗(yàn)中規(guī)范使用儀器； 2、學(xué)會(huì)運(yùn)用變量控制法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力； 3、電阻率的概念及其物理意義； 難點(diǎn)突破方法： 通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，明確導(dǎo)電性能與材料性質(zhì)有關(guān) 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，建立導(dǎo)電性能與溫度相關(guān)的聯(lián)系 通過(guò)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(guò)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(cè)量？ 2、電阻怎樣測(cè)量？能設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路嗎？ 一、探究決定導(dǎo)線電阻的因

6、素： 問(wèn)題1、從你已有的知識(shí)，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(zhǎng)短、粗細(xì)、材料、溫度有關(guān)） 師：導(dǎo)線的電阻與長(zhǎng)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(wèn)題。 問(wèn)題2、決定導(dǎo)線的電阻有多個(gè)因素，在實(shí)驗(yàn)探究中怎樣解決多個(gè)因素的問(wèn)題？ 師：請(qǐng)同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)桌上的儀器，根據(jù)已有的器材進(jìn)行變量控制并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 問(wèn)題3、請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)電路。 投影儀展示學(xué)生的電路圖。 實(shí)驗(yàn)要求：電壓表量程3V，電流表量程0.6A，導(dǎo)線電阻測(cè)量?jī)山M數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度不同 材 料 長(zhǎng)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(zhǎng)度不變，面積不同 C、保持導(dǎo)線的長(zhǎng)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(zhǎng)度L成正比。 （1） 同種材料，長(zhǎng)度L一定，電阻R隨橫截面積S成反比。 （2） 橫截面積S和長(zhǎng)度L相同時(shí)，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(shí)，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(duì)于同種材料，ρ相同，對(duì)于不同材料，ρ不同，說(shuō)明了ρ由材料決定。 二．電阻定律： 1、內(nèi)容——在溫度不變時(shí)，導(dǎo)線的電阻與它的長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比。 2、表達(dá)式 ( ——長(zhǎng)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(jiàn)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(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，該現(xiàn)象說(shuō)明了什么？ 問(wèn)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(jì)（電阻溫度計(jì)），但也有些材料的電阻率幾乎不隨溫 度改變而變化，用來(lái)制成標(biāo)準(zhǔn)電阻。 師：溫度降低，電阻率就會(huì)變小，那么當(dāng)溫度不斷降低，電阻會(huì)變?yōu)榱悖肯驅(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(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)感知電阻率與溫度有關(guān)。 附：板書(shū)設(shè)計(jì) 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(cè)電阻：。 2、通過(guò)變量控制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 二．電阻定律： 1、內(nèi)容——在溫度不變時(shí)，導(dǎo)線的電阻與它的長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比。 2、表達(dá)式 ( —長(zhǎng)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(dòng)應(yīng)該是學(xué)生

12、對(duì)知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程”。本節(jié)內(nèi)容從學(xué)生已有的知識(shí)出發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究和問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式，展開(kāi)對(duì)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(guò)程，注重對(duì)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(shí)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(jì)中對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究沒(méi)有讓學(xué)生每組做三個(gè)實(shí)驗(yàn)，而只做了兩個(gè)（一個(gè)必做，一個(gè)選做）。主要是因?yàn)檫@是高中階段學(xué)生第一次做電學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)儀器的使用還不夠熟練和規(guī)范，時(shí)間占用較長(zhǎng)；但實(shí)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(duì)于電阻率與溫度的關(guān)系運(yùn)用自己制作的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，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(shí)多花點(diǎn)時(shí)間，有很多有趣的實(shí)驗(yàn)可以自己設(shè)計(jì)、制做，而這些實(shí)驗(yàn)在課堂上往往很有用，同時(shí)也能帶動(dòng)學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)、挖掘物理模型。