【核心素养目标】16.3电阻（教学设计）—初中物理人教版九年级全一册

16.3 电阻
【学情分析】
学生已学过部分电学知识，能够了解生活中一些常见的现象，也掌握了一些研究物理的方法，本节主要研究电阻大小与材料种类、长度、横截面积、温度的关系，通过演示和探究实验引导学生进行探究，学生也比较难掌握相关知识点，特别是对于“电阻是导体本身的一种属性”的理解。这就要求教师在教学中选择学生熟悉的生活事例、科技发展事例，帮助学生建立易于观察的模型，通过各种方法(如类比法)帮助学生理解“电阻是导体本身的一种属性”。通过学生活动的参与，提高学生动手能力，使学生学会发现问题、分析问题、解决问题，为他们今后继续教育或终身教育打下基础。
【教学目标】
1.物理观念
（1）认识电阻的概念、符号、单位，会进行电阻单位换算。
（2）知道电阻是导体本身的一种属性。
（3）了解影响电阻大小的因素。
2.科学思维
体验利用控制变量法探究影响电阻大小因素过程，熟练掌握控制变量法。
3.科学探究
通过实验探究影响导体电阻大小的因素。
4.科学态度与责任
培养学生探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是、持之以恒的品质，热爱自然、遵守科学伦理的自觉行为。
【重点难点】
重点：影响电阻大小的因素.
难点：电阻的概念.
【新课导入】
教师出示预先准备的各式各样的电线：这是什么东西？
生：电线、导线、电缆线、电话线、闭路线。
师：请大家从导线的截面观察，这些导线有什么不同或相同的地方？
生：电线芯是金属，外面都包了一层橡胶或塑料。
师：电线芯是用容易导电的金属来做的，容易导电，是导体，电线芯的外面包了一层橡胶或塑料，是不容易导电的物体，叫绝缘体。
师：现在剥开导线的绝缘外皮，看一下导线的芯到底是用什么材料做成的。
生：是用铜做的。
师：大家见过用钢、铁做芯的导线吗？
生：好像没有。
师：常用的导线通常是用铜或铝做的，特别重要的用电设备的导线还要用昂贵的银来做。我们已经知道，钢、铁也是导体，又多又便宜，那么为什么不用钢铁来做导线呢？
【新课讲解】
一、电阻
1.电阻的定义
提出问题：为什么铜导线与镍铬导线的用途不同呢？同是导体为什么它们导电的能力又有不同呢？（下面进行实验探究）
演示实验：教师演示教材P63页《演示》中图16.3-1所示实验，把镍铬合金丝和铜丝分别接入电路，观察一下灯泡的亮度有什么不同？
步骤：①先将镍铬合金丝接入电路，合上开关，观察小灯泡的亮度.
②将镍铬合金丝换成长短、粗细相同的铜丝，合上开关，观察小灯泡的亮度.
现象：接铜丝时灯泡亮，接镍铬合金丝时灯泡暗.
分析：实验中用的是相同的电池，也就是说电压相同，为什么两条导线中的电流不同呢？
原来，导体能导电，但同时对电流又有阻碍作用；相同电压下，导线中电流不同，说明两条导线对电流的阻碍作用不同.在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小.
板书：电阻是导体对电流的一种阻碍作用.
2.电阻的单位及其换算
板书：（1）电阻的符号：R；电路图中的符号是.
（2）电阻的单位：欧姆，简称欧，符号是Ω.
常用单位：千欧（kΩ），兆欧（MΩ）.
1kΩ = 103Ω；1MΩ = 106Ω.
几种常见的电阻值：手电筒的小灯泡灯丝电阻为几欧到十几欧；日常用的白炽灯灯丝电阻为几百欧到几千欧.实验室用的约1m长的铜导线电阻小于百分之几欧，通常可以略去不计.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
二、影响电阻大小的因素
提出问题：决定导体电阻大小的因素有哪些呢？
[师] 请同学们看教材P64页《实验》——“探究影响导体电阻大小的因素”，你能猜测出影响电阻大小的因素吗？
进行猜想：电阻的大小可能与导体长度、横截面积、材料、温度有关.
设计实验：应该采用控制变量的方法进行研究.
演示实验1：长度、横截面积一定，探究电阻R与材料ρ的关系（可参考前面的演示实验）；
分析总结：前面的演示实验中，铜丝和镍铬合金丝是用不同材料制成的，虽然它们的长短、粗细相同，但是对电流的阻碍作用不同，这说明电阻的大小跟导体的材料有关.
演示实验2：材料、横截面积一定时，探究电阻R与长度l的关系；
给电路接入两根镍铬合金丝，使它们的粗细相同、长度不同，重复前面的实验.
结论：导体的电阻跟它的长度有关系，导体越长，电阻越大.
演示实验3：材料、长度一定，探究电阻R与横截面积S的关系；
仍然给电路接入两根镍铬合金丝，使它们的长度相同、粗细不同，重复前面的实验.
结论：导体的电阻跟它的横截面积有关系，导体横截面积越小，电阻越大.
演示实验4：材料、长度、横截面积一定，探究电阻R与温度t的关系.
给电路接入一个日光灯钨丝，如图所示，闭合开关，观察电流表的偏转，再用酒精灯加热钨丝，观察比较电流表的偏转.
结论：导体的电阻跟它的温度有关系，大多数导体的电阻随温度的升高而增大.
板书：导体越长，电阻越大；横截面积越大，电阻越小；电阻与材料有关、与温度有关.
电阻是导体本身的一种性质，与其本身的因素有关，不随其两端电压、通过电流的变化而变化.
说明：（1）电阻是导体本身的一种性质，一个导体的材料、长度和横截面积确定时，它的电阻是一定的，不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用总是客观存在的.无电流通过时，它的这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已.也就是说导体电阻的大小并不随着它两端电压的高低、通过电流的强弱而变化.
（2）导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积的关系可用R = ρ
来表示，其中R为电阻，l为导体的长度，S为导体的横截面积，ρ为电阻率（由导体材料决定）.
（3）导体的电阻还跟导体的温度有关.部分导体，温度越高，电阻越大；部分导体，温度越高，电阻越小.但是初中阶段，如果不加说明，温度变化对电阻值的影响不计.
（4）控制变量法：物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的办法，把多个因素的问题变成多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
教师请学生阅读教材P66页《科学世界》，了解半导体及超导现象，半导体与超导体的应用.
（1）半导体：导电能力介于金属和非金属之间的导体叫做半导体.半导体的电阻比导体大，但比绝缘体小得多，常见物质：锗、硅、砷化镓等.通常用半导体材料可以制作二极管和三极管.它被广泛应用于各种电子设备.
（2）超导现象：某些物质在很低的温度时，电阻就变成了零，这就是超导现象.能够发生超导现象的物质叫做超导体.物质电阻变为零的温度称为临界温度.当外界温度低于该物质的临界温度时，该物质具有超导性.如铝在1.39K（-271.76℃）以下电阻就变成了零.
超导现象应用于实际的好处是：①在电厂发电、输送电能、储存电能方面可以大大降低由于电阻引起的电能损耗；
②制造电子元件时不必考虑散热问题，可以大大缩小元件尺寸，实现电子设备的微型化.
超导现象的具体应用有：制造超导电机、超导电缆，利用超导体可制造磁悬浮列车、发电机、电动机等.目前，超导体还没有广泛应用于实际的原因是还没有发现常温下的超导材料.
【课堂小结】
引导学生归纳、总结本课内容：
1．物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻是导体本身的一种性质。
2．电阻的符号是R，单位是欧姆(Ω)，电阻在电路图中的符号是“”。
3．导体电阻大小的影响因素：导体的材料、导体的长度、导体的横截面积。
【教学反思】
1.这节课主要讲电阻的概念、单位及决定电阻大小的因素，另外这节的实验也有很多物理方法（如控制变量法、比较法）渗透其中，若实验器材充分，可以把该演示实验变成学生实验，进一步锻炼学生的动手能力，同时也扩大了学生的知识面.
2.关于电阻是导体的一种属性的论断学生不好理解，有的还怀疑，这个问题现在提出来，待到得出欧姆定律后，再解释就会透彻了.
3.光敏电阻和热敏电阻如果能结合实际的物品展示给学生就更好了，它在许多自动化控制方面有着不可替代的作用，让学生接触一下高科技的东西对他们兴趣的提高是有很大帮助的.