11.2《导体的电阻》 教学设计-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(Word版 )

11.2 导体的电阻 教学设计
一、教材分析
本节教学内容出自2019版人教版高中物理必修第三册第十一章第2节。2004版人教版用了一章内容来介绍电路，而2019版将电路基本应用和电路的能量分开成11、12两个章节，删掉了逻辑电路部分，其他主体内容不变。
初中已经学过导体电阻的定义式，也定性探究了导体电阻与长度、横截面积、材料的关系，本节则在初中的基础上进一步通过控制变量法进行了定量研究，并且利用串联电路中电压与电阻成正比的特点巧妙地得出R与各个量的关系，顺利引入导体的电阻率后，再通过实验发现电阻率与温度的关系。两个实验一大一小，一个定量一个定性，角度不同，方法不同，对提高学生的科学思维、科学探究等学科素养，提高学生的推理论证、实验探究、创新等能力有很大帮助。然后介绍了超导现象及其应用，同时介绍了中国科学家在这一前沿科学中的贡献，增强了学生的民族自豪感，激发了学生振兴中华的使命感，体现了立德树人的学科德育功能。最后在拓展学习中介绍了伏安特性曲线，为后期描绘小灯泡的伏安特性曲线打下基础。
二、学情分析
学生在初中已经对电阻有一定的认识，也定性地探究了导体电阻与长度、横截面积、材料的关系。而且也能通过串并联的基本知识，推理出R与l成正比，R与S成反比，因此脑海中应该有一个模糊的概念。而如何使用实验定量研究R与l、S的关系，是本节的关键。通过引导学生自己设计实验电路，可以提升学生的实验设计和探究能力。通过定性研究电阻率和温度关系的实验，能使学生打开实验思路，进一步提升实验能力。
最后，对于超导现象这一前沿科技的介绍，提高了学生学习物理的兴趣；对于中国科学家在这一领域作用的介绍，为学生们树立了榜样，也确定了人生目标。
三、教学目标
（一）物理观念
1. 知道电阻的定义式。
2. 知道电阻率的概念，知道电阻与电阻率的关系。
（二）科学思维
1. 理解电阻的定义式，进一步体会用比值法定义物理量的科学思想。
2. 利用串并联基本规律分析L、S对导体电阻的影响，再结合不同材料电阻不同，理论推导出电阻定律。
3. 根据伏安特性曲线或U-I图像，分析导体电阻的变化。
（三）科学探究
1. 利用控制变量法探究影响导体电阻的因素，定量得出电阻定律。
2. 设计实验，定性分析温度对电阻的影响。
（四）科学态度与责任
通过超导现象的学习，和对中国科学家在这一领域的贡献介绍，提升学生学习物理的兴趣，激励学生树立远大理想目标。
四、教学重点
1. 利用控制变量法探究影响导体电阻的因素；
2. 电阻定律的理解与应用；
3. 伏安特性曲线的理解与应用。
五、教学难点
1. 设计电路，探究影响导体电阻的因素；
2. 伏安特性曲线的理解与应用。
六、教学流程
七、教学过程
环节 教学活动 学生活动 设计意图
创设情境，导入新课 提问：请同学们思考这样一个问题，站在高压线上的小鸟，为什么安然无恙？你对此有什么猜想呢？带着这个问题和你的猜想，我们进入今天的学习。 思考，猜想。 设疑，激趣。
温故知新，打开思维 问题1：一个金属导体两端的电压U与电流I有什么样的关系？请同学们绘制出这个金属导体A两端电压与电流的关系图。我们换一个金属B，结果一样吗？再在同一个图中绘出金属导体B两端电压与电流的关系图线。A、B两个导体有什么区别呢？请对比电阻定义式和欧姆定律。 绘图如下得出结论：图像斜率表示这个金属导体的电阻，由图可知，RA>RB。电阻定义式：R＝U/I，反映导体对电流阻碍作用的物理量。R与U、I无关，反映电阻本身性质。欧姆定律：I=U/R，I∝U，I∝1/R。提供了一种计算电流的方法。 回顾初中所学，通过对比电阻定义式和欧姆定律，进一步理解比值法定义的物理量。
针对训练1　(多选)下列判断正确的是A.由I＝U/R可知，U一定时，通过一段导体的电流跟导体的电阻成反比B.由I＝U/R可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比C.由R＝U/I可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比，U一定时，导体的电阻R与I成反比D.对给定的导体，比值U/I是个定值，反映了导体本身的性质 思考、做题。 及时针对训练，有助于理解并应用知识。
实验探究，培养能力 问题2：导体电阻R具体由哪些因素决定？3. 电路图如果实验室只有直流电源、滑动变阻器、若干电压表和不同的导电材料（如下），怎么比较这些不同材料的电阻呢？请同学们思考并设计一个合理的实验电路。4. 数据记录请同学们设计一个表格，用来记录相关数据。5. 实验结论6. 理论推导①如果n个R1串联后，总电阻是多少？试着推导R与L的关系。②如果n个R2并联后，总电阻是多少？试着推导R与S的关系。 思考，并根据老师引导提出猜想和实验设计思路。（此表格为参考表格）导体电阻与导体长度成 正比 ，与横截面积成 反比 ，还与导体材料有关。通过推导得出R∝L，R∝1/S。 给出具体情景，化抽象为直观。铺设思维台阶，降低思考难度。
深入理解，内化知识 电阻定律：R=ρl / S 是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。请阅读表格，看看能有什么发现？几种导体材料在20℃时的电阻率电阻率与温度有什么关系呢？请看演示实验由此可以得出什么结论呢？1911年，科学家发现一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。1987年华裔美国科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继研制出钇钡铜氧系材料，超导转变温度提高到90K（-183.15℃）。 （1）不同材料的导体电阻率不同。 （2）纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 （3）电阻率与温度有关。金属丝的电阻率与温度有关，随温度的升高而增大。观看视频。 提高学习物理的兴趣，建立学习物理的目标。增强学生的民族自豪感，激发学生振兴中华的使命感。
针对训练2．(多选)电熨斗的温度低了，为了提高其温度，可采用下列哪些方法A．换一根同样材料、同样粗细但长度长些的电阻丝B．换一根同样材料、同样粗细但长度短些的电阻丝C．换一根同样材料、同样长度但细些的电阻丝D．换一根同样材料、同样长度但粗些的电阻丝 思考、做题。 及时针对训练，有助于理解并应用知识。
拓展学习，融汇贯通 请同学们阅读课本第60页的“拓展学习”之“伏安特性曲线”。回答以下几个问题：（1）一般伏安特性曲线的横纵坐标怎么取？（2）线性元件和非线性元件的伏安特性曲线有什么不同？常见的线性元件和非线性元件有哪些？ 阅读、思考、总结归纳。 培养学生理解能力和独立思考的能力。
针对训练3　(多选)如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知A.该导体的电阻随电压的升高而增大B.该导体的电阻随电压的升高而减小C.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 ΩD.导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω 思考、做题。 及时针对训练，有助于理解并应用知识。
课堂小结，举一反三 1. 概念：电阻、电阻定律、电阻率、伏安特性曲线；2. 方法：比值法、控制变量法；3. 应用：金属温度计、定值电阻、半导体、超导现象。 学生自我归纳与老师引导相结合。 系统归纳梳理，有利于学生理解本节所学重点难点，再有针对性地进行强化巩固。
练习巩固1. 判断 (1)一根阻值为R 的均匀电阻线，均匀拉长为原来的2倍，电阻变为4R.( ) (2)任何导电材料的电阻率都是随温度的升高而增大．( )(3)电阻率大的说明材料的导电性能强，所以电阻也小．( )2. （课本P61第6题）一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c。电流沿AB方向时测得样品的电阻为R，则样品的电阻率是多少？电流沿CD方向时样品的电阻是多少？3. （多选）某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是(　　 )A．B点的电阻为12 ΩB．B点的电阻为40 ΩC．AB段，导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD．AB段，导体的电阻因温度的影响改变了10 Ω 思考、做题。 再次巩固课堂所学，提升学生思维能力。
首尾呼应，解决问题 一只鸟站在一条通过500A电流的铜质裸导线上。鸟两爪间距离是4cm，输电线的横截面积是120mm2。求鸟两爪之间的电压。 学生思考并计算出结果。 首尾呼应，利用所学知识解决本节课的开篇之问，让学生学有所得，能利用物理知识解决实际生活中的问题。
八、板书设计
创设情境，导入新课
温故知新，打开思维
实验探究，培养能力
深入理解，内化知识
拓展学习，融汇贯通
课堂小结，举一反三
首尾呼应，解决问题
11.2 导体的电阻
一、电阻
1. 定义式：R＝U/I，反映导体对电流阻碍作用的物理量。
2. R是比值法定义的物理量，与U、I无关。
二、影响导体电阻的因素
１.实验思想：控制变量法。
２.电路图：
3. 电阻定律：R=ρl / S
三、导体的电阻率
1. 电阻率ρ与材料、温度有关。
2. 超导现象。
四、伏安特性曲线
1. 伏安特性曲线一般指I-U图线，图线上某点与原点连线的斜率表示此状态下电阻值的倒数。
2. U-I图线：图线上某点与原点连线的斜率表示此状态下的电阻值。
3. 线性元件：I-U（或U-I）图线为过原点倾斜直线。R不变。
4. 非线性元件：I-U（或U-I）图线不过原点或者为曲线。R会变。