第十六章 电压 电阻 第3节 电阻（第2课时）《影响电阻大小的因素》教学设计

第3节 电阻
【教学目标】
知识与技能
能在实验研究的基础上理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
过程与方法
1．体会用控制变量法探究电阻与那些因素有关，积极动手进行实验。
2．通过实验，养成学生初步的观察、实验能力，初步的分析、概括能力以及应用物理知识解决实际问题的能力。
情感态度与价值观
1．通过实验，激发学生学习电学，的兴趣。
2．在学习知识与技能的同时，体验科学探究的乐趣和方法，领悟科学的思想和精神。
3．在同学们共同的探究活动中养成同学之间的协作意识。
【教学重点】
决定电阻大小的因素
【教学难点】
探究决定电阻大小的因素。
【教学准备】
教师准备：新技术仿真实验
学生分组：电流表1块、小灯泡一个、金属丝、各种导体、酒精灯、电阻丝、导线、开关。
【教学过程】
2.影响电阻大小的因素 （1）提出问题 （2）猜想假设 （3）设计实验 （4）进行实验 （5）得出结论 （6）电阻与温度 【复习引入】 电阻的定义、符号、单位及性质 【启发诱导】 为什么每过几年要电改一次呢？ 【顺势追问】 在材料一定的情况下，电阻还与什么因素有关呢？ 【猜想假设】 教师引导学生对猜想的因素进行筛选。 铜丝与铁丝的颜色不同，是由它们的材料不同引起的，因此可以忽略颜色，保留材料。其他因素又怎样筛选呢？ 猜想：导体的电阻是由导体的长度、横截面积、材料决定的。 【设计实验】 (一)实验方案 1.通过比较 灯的亮暗 来判断，如灯 亮 ，则对电流阻碍作用小， 电阻小 。 2.通过比较 电流表中电流的大小 ，如 电流大 ，则对电流的阻碍作用小， 电阻小。 3.既可比较灯的亮暗 ，也可比较电流的大小 。 (二)实验方法 1.探究过程中涉及到多个因素时,应采用什么探究方法 2.电压相同时，通过比较什么来确定电阻的大小 (三)设计电路 选两组同学设计的电路图进行展示。 1.探究电阻与导体材料的关系，需要控制不变的量是 、 ，改变的量是 。 2.探究电阻与导体长度的关系，需要控制不变的量是 、 ，改变的量是 。 3.探究电阻与横截面积的关系，需要控制不变的量是 、 ，改变的量是 。 【进行实验】 教师引导学生连接电路，分别探究电阻与材料、长度、横截面积的关系，把数据记录在表格中。 表一 材料长度 （m）横截面积 （mm2）电流 （A）电阻镍铬合金10.50.13大锰铜合金10.50.20小
表二 材料长度 （m）横截面积 （mm2）电流 （A）电阻镍铬 合金0.50.50.16小镍铬 合金10.50.13大
表三 材料长度 （m）横截面积 （mm2）电流 （A）电阻镍铬合金10.50.13大镍铬合金110.1小
【视频展示】 实验结论1：导体的电阻与材料有关。长度、横截面积相同，镍铬合金比锰铜合金的电阻大。 实验结论2：导体的电阻与长度有关。材料、横截面积相同，导体越长，电阻越大。 实验结论3：导体的电阻与横截面积关。材料、长度相同，横截面积越大，电阻越小。 【小资料】 在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强；反之，电阻较大，导电性能较弱。右图展示的是不同材料在导电性能上的排序，从上至下，材料的导电性能依次减弱。 【问题过渡】 除了以上导体自身因素外，你认为电阻还与哪些外界因素有关？ 【启发诱导】 家用电灯泡经常是在刚开灯时因电流大而烧坏，灯丝烧热后却很少损坏，这是为什么？ （四）探究电阻与温度的关系 各小组把事先准备好的灯丝接入电路，闭合开关后，用打火机对灯丝加热，观察灯泡的亮度及电流表的示数变化。 【提出问题】 通过实验现象，你能得出什么结论？ 【顺势追问】 这能说明所有导体的电阻都会在温度升高时变大吗？ 实验结论4： 1.对于大多数导体，温度越高，电阻越大 （某些特殊导体，温度升高，电阻减小，如：热敏电阻） 2.金属导体：温度越高，电阻越大， 温度越低，电阻越小。 3.超导现象:当温度降低到一定程度时，某些材料电阻为0。 注意：在初中阶段，若无特殊说明，皆不考虑电阻值随温度变化的情况。 【归纳总结】 导体电阻的大小与材料、长度和横截面积都有关；同种导体的长度越长、横截面积越小，其电阻值越大。电阻还与导体的温度有关,大多数导体温度越高,电阻越大。 所以，导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。对于定值电阻 ，其阻值与外加电压和通过的电流没有关系。 【反馈练习】 1.一段导体被均匀拉长后，它的电阻将 ，这是因为其他条件不变时 变大，且 变小的原故。 回答：（1）高压线的绝缘子（如图）为什么用陶瓷材料而不用玻璃？ （2）铁比铜便宜，为什么家庭电路中用铜导线而不用铁导线？ （3）为什么不能用湿手操作电器？ 3. A、B两根完全一样的导线，长度都是1 m。把A剪去一半，剩下的一半跟B相比，哪个电阻大？把A剩下的一半再拉长到 1 m跟B相比，哪个电阻大？ 学生思考回答： 学生进行回答。 学生在教师的启发下猜想假设。 猜想预设： 长度、颜色、材料、粗细（横截面积）、硬度、体积、质量。 学生思考交流后进行筛选： 1.硬度也与材料有关，保留了材料，可将硬度也忽略。 2.质量是由材料和体积决定的，保留材料和体积，可忽略质量。 3.长度和横截面积又决定着体积的大小，保留长度和横截面积，可忽略体积。 学生思考讨论回答: 1.控制变量法。 2.比较电流表的示数。 学生根据实验方案设计电路图： 学生思考后回答： 1.长度、横截面积，材料。 2.材料、横截面积，长度 3.材料、长度，横截面积。 按照电路图连接实物电路，把实验数据记录到表格中。 材料长度 （m）横截面积 （mm2）电流 （A）电阻镍铬合金10.50.13较大锰铜合金10.50.2较小
材料长度 （m）横截面积 （mm2）电流 （A）电阻镍铬 合金0.50.50.26较小镍铬 合金10.50.13较大
材料长度 （m）横截面积 （mm2）电流 （A）电阻镍铬合金10.50.13较大镍铬合金110.16较小
学生分析数据，思考后总结实验结论。 学生思考、讨论、猜想。 学生思考后回答： 灯丝电阻受温度影响。 学生课后动手操作并观察现象： 随着温度的升高，灯的亮度变暗，电流表的示数变小。 学生思考后回答： 导体电阻受温度影响，温度越高，电阻越大。 不能。 （设计意图：通过分组实验体会用控制变量法探究电阻，突破难点。） 学生完成反馈练习回答： 1. 10 2.变大；长度；电阻。
3.半导体、超导现象 （1）半导体 （2）超导现象 【引导自学】 引导学生自学P66科学世界半导体和超导现象。 【问题驱动】 1.什么是半导体 2.半导体有哪些应用？ 【展示课件】播放超导现象。 某些材料在超低温的情况下电阻突然减小到零，这种现象称为超导现象。 具有超导性质的物体称为超导体。 阅读教材、思考、交流。 回答预设： 1.像硅、锗，导电能力介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体。 2.半导体材料可以制作二极管、三极管、集成电路。 观看、了解。 （设计意图：了解科技前沿，开拓眼界，培养物理兴趣。）
三、课堂小结 回顾本节课“你学到了什么？” 学生讨论发言，梳理本节知识要点，见附件1。
四、课堂检测 教师巡视、讲评。 完成同步训练见附件2。
五、布置作业 动手动脑学物理p67 3、4、5。 课后完成
【板书设计】
【教学反思】
一、案例的“亮点”
1.在探究影响电阻的因素时采用控制变量法和转换法等方法研究物理问题,引导学生通过所做的实验来体会控制变量，实现物理方法的教学。
2.在学校缺乏教学资源时，通过仿真实验给学生演示，扩大学生的视野，实施开放教学。通过问题倾听学生的思路，并适时加以点拨，培养学生的创新思维和语言归纳的能力意识。
二、教学中易出现的问题：
实验中要及时对注意事项进行温馨提示，否则会走弯路。在探究温度对电阻的影响时，要注意灯丝在温度升高时电阻变大，只代表部分导体的特点，有些半导体会随温度的升高电阻变小。
检测题
1．A、B是两根材料相同，长度相同的导体，如果A导体的横截面积是0.5cm2，B导体的横截面积是5mm2，则导体A的电阻 导体B的电阻。
2．有三根相同材料制成的导体A、B、C，在相同的温度下，A比B长，粗细相同；C与B长度一样，C粗些．这三根导体的电阻由大到小的排列顺序为　　　　　　　　　　　。
3．下列说法正确的是（ ）
A．铁导线的电阻一定比铜导线的电阻大
B．两根长度相同的镍铬合金导线，横截面积较小的电阻一定大
C．长度相同的两根导线，细的导线电阻一定大
D．长度相同，材料相同，横截面积也相同的导线，在任何情况下，电阻都一样大
4．小芳同学在探究“决定导体电阻大小的因素”时，做出了如下猜想：
猜想①：在温度不变时，导体的电阻与导体的材料有关；
猜想②：在温度不变时，导体的电阻与导体的长度有关；
猜想③：在温度不变时，导体的电阻与导体的横被面积有关．
供她选择的导体如下表所示：
序号 材料 长度（m） 横截面积（mm2）
A 镍铬合金 0.8 0.5
B 锰铜 0.8 1
C 锰铜 0.8 0.5
D 锰铜 1.2 0.5
她画出了实验电路图，并按要求正确地连接了电路。请完成下列填空（只填序号）：
(1)要验证猜想①，小芳同学应选择的两段导体是 和 ；
(2)要验证猜想②，小芳同学应选择的两段导体是 和 ；
(3)要验证猜想③，小芳同学应选择的两段导体是 和 ；
（4）这种物理研究方法，通常叫做 。