11.2 导体的电阻 教学设计（第二课时）（表格式）

教学设计
课程基本信息
学科 高中物理 年级 高二 学期 秋季
课题 导体的电阻（第二课时 影响导体电阻的因素、电阻率及应用）
教学目标
1.在实验中，研究金属导体的电阻与材料、长度、横截面的定量关系，熟练掌握控制变量的研究方法。 2.在体验中，开展对电阻率的讨论，培养质疑论证，实证科学态度。 3.在对比中，理解电阻的两个公式的区别与联系，并能和电容器的电容形成横向迁移。 4.在应用中，体会理论联系实际的美妙，形成科学推理分析解决问题的方法。
教学内容
教学重点： 1.通过实验探究的方法开展定量研究问题，对实验方案的创新设计。
2.通过质疑评价推进电阻率研究的深入和实际的应用。 教学难点： 引导学生对实验方案的进阶设计，最终触发思维从理解到创新的发展。
教学过程
研究问题3：导体的电阻于决定于什么？ 问题（1）：导体的电阻与电流和电压都无关，那么影响电阻大小的因素是什么呢？ 学生思考：导体的电阻与材料、长度、横截面有关（初中学过） 教师引导：怎么电阻与它们之间的定量关系呢？---实验研究 问题（2）：电阻的大小与三个因素有关，问题比较复杂，我们在实验中用什么方法来研究，可以使问题简化呢？ 学生活动：控制变量法（具体说说，怎么控制？）通过表格中的四根金属丝实例说明。 研究长度对电阻的影响，选用______；横截面对电阻的影响，选用______；材料对电阻的影响，选用______ 问题（3）：如何设计实验？请选择适当的实验器材画出实验电路．以研究长度与电阻之间的关系为例 方案设计：合作讨论，制定实验方案的实施过程，包括①实验操作的电路图②实验过程中需要记录什么物理量③如何处理实验数据，得出结论。 交流展示： 同伴互评：方案是否可行？并说说设计的方案有什么不满意的地方？ 学生甲：方案1（图1）测出长度，伏安法测出电阻值，而且还可以多次测量去平均值了。 评价：很细致！但有些麻烦 学生乙：并联电路：（图2）利用电流之比是电阻的反比，可以不测出电阻的具体值。 评价：为我们方案设计打开了思路，原来可以不测出电阻的值，利用电流的反比得到不同长度下电阻的比值关系。 学生丙：串联电路：（图3）电压之比与电阻成正比。 评价：操作更为便捷，比较更为直观！ 学生实验： 提供电源直流4-6V，电压表量程3V，电流表量程0.6A，把学生分成三组，允许学生可从三个实验方案中任选一个进行实验． 第一组探究：保持导体的材料和面积不变，长度不同 第二组探究：保持导体的材料和长度不变，横截面积不同 第三组探究：保持导体的横截面和长度不变，材料不同 实验结论：保持导体的材料和横截面积不变时，导体的电阻大小与电阻丝长度成正比．保持导体的材料和长度不变时，导体的电阻大小与电阻丝的横截面积成反比，导体的电阻与材料有关。 表达式： 学生活动：查阅资料和课本书籍，阅读电阻率的相关内容。 质疑：温度也会影响电阻的大小（初中已学），温度到底影响的是什么？ 电阻率与温度有关 ① 有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响 ② 金属的电阻率随温度的升高而增大 演示实验：电阻率与温度的关系。 研究问题4： R＝ρ与R＝的比较 教师提问：本节课我们学习了有关电阻的两个表达式，这两者之间是什么关系？ 学生讨论： （1）R＝ρ是电阻定律的表达式，也是电阻的决定式，提供了测定电阻率的一种方法——ρ＝R （2）电阻的定义式，R与U、I无关，提供了测定电阻的一种方法——伏安法 （3）R＝ρ 对R＝补充说明了导体的电阻不是取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积。 进一步追问：这两者之间的关系跟我们之前学过的哪个电子元件有异曲同工之妙？ 学生思考：电容器的电容（思维迁移） 【实际应用】 应用1：低温下的奇迹---超导 教师陈述：1911年的时候1911年荷兰物理学家昂内斯在实验过程中惊讶地发现，当温度降到零下-269.53℃，水银的电阻忽然不见了，这个低温下的奇迹被他命名为“超导”。我们来了解一下这一神奇现象。 视频素材：超导现象（图4、图5） 提出问题：既然电阻为零，这对远距离输电是无法抗拒的诱惑，哪为什么近100年来超导还没有被广泛应用呢？ 学生思考：你认为超导研究的主要困难在哪？转变温度 教师介绍：是的，所以世界各国的科学家都努力在寻找转变温度较高的超导材料。1986年为止，科学家发现的最高临界温度23.2K（-249.95℃），1986年，人类在超导领域取得了重大突破，一些铜的氧化物才来可在44K（-229.15℃）左右出现超导现象。探索具有高临界转变温度的超导体，成为无数科学家追逐的目标。 我国的赵忠贤先生与其团队一起，将铁基超导的Tc提高到了55K（-218.15℃）。正因为我国科学家在这一领域取得的重大成就，我国的凝聚态物理在世界上获得了广泛的认可，在超导方面终于走在了世界的最前沿。 视频素材： 应用2：奇妙的温度计---电阻温度计 教师陈述：如果说超导是极低温度下的现象，那么在一般温度下，1821年英国的戴维就发现了金属的电阻随温度变化的规律，铂金属的电阻随温度的图像。（图6）这有什么用呢？ 学生思考：可以做成温度计。 1876年，德国的西门子公司造成了世界上第一支铂电阻温度计。它的测温范围在-2000C-8000C。（图7） 共同评价：测温度转化为测电阻 应用3：神奇的体重计 学生活动：试一试能测出体脂率的体重计（图8） 学生思考：体重计是怎么能测出人体的脂肪含量的？ 思考线索： ①观察体重计的外观与普通体重计有何不同？有4块金属片 ②想要测出脂肪含量，要怎么操作？光脚上秤（图9） ③人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子，离子容易导电，脂肪则不容易导电！ 共同评价：测非电学量转化为电学量。 课堂小结： 备注： 1.超导材料的介绍视频来自： 网络视频再编辑 2.中国对超导的研究视频来自：cctv10 走进科学 《神奇的材料》视频再编辑。