2-1 探究决定导线电阻的因素 教案

2.1
探究决定导线电阻的因素
教案
三维目标：
（一）知识与技能：
理解电阻的大小跟哪些因素有关，知道电阻定律。
了解材料的电阻率的概念、物理意义、单位及其与温度的关系。
(二)过程与方法：
经历探究决定导线电阻因素的过程，认识科学探究的方法；
通过决定导线电阻因素的实验，学习使用变量控制法；
通过对实验数据的分析，提高科学分析、提炼实验结果的能力；
(三)情感态度与价值观：
经历实验探究等学习活动，发展学生对科学的好奇心和探索未知的激情。
教学重点：
学会运用变量控制法进行实验探究；
培养实验数据分析能力；
电阻定律的内容及其应用；
教学难点
1、实验中规范使用仪器；
2、学会运用变量控制法进行实验探究，培养实验数据分析能力；
3、电阻率的概念及其物理意义；
教
具：
电阻定律示教板及相关器材25套，自制教具1件，日光灯灯丝、酒精灯和电池组、电键、连接用导线25套，多媒体课件。
教学过程：
复习引入：
1、欧姆定律的内容是什么？电路中导体的电流和电压怎样测量？
2、电阻怎样测量？能设计测量电阻的电路吗？
一、探究决定导线电阻的因素：
问题1、从你已有的知识，你认为电阻的大小R可能与导体的一些什么因素有关？
学生思考、讨论。（与长短、粗细、材料、温度有关）
师：导线的电阻与长短、粗细、材料、温度有关。这是同学们的结论，具体是一种什么样的定量关系呢？这就是今天同学们要求解决的问题。
问题2、决定导线的电阻有多个因素，在实验探究中怎样解决多个因素的问题？
师：请同学们观察实验桌上的仪器，根据已有的器材进行变量控制并设计实验方案。
问题3、请同学们设计实验方案和实验电路。
投影仪展示学生的电路图。
实验要求：电压表量程3V，电流表量程0.6A，导线电阻测量两组数据，完成实验记录表，每组同学必须完成A、B、C中的一组并可以自由选做另一组。
A、保持导线的材料和面积不变，长度不同
材
料
长度
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值Ω
镍铬
2l
1.
2.
镍铬
l
1.
2.
B、保持导线的材料和长度不变，面积不同
材
料
面积
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值Ω
镍铬
2s
1.
2.
镍铬
s
1.
2.
C、保持导线的长度和面积不变，而材料不同
材
料
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值Ω
镍铬
铁丝
投影结论：同种材料，横截面积S一定，电阻R随长度L成正比。
（1）
同种材料，长度L一定，电阻R随横截面积S成反比。
（2）
横截面积S和长度L相同时，不同材料电阻关系不相等。
定理推理：同种材料，当S、L都改变时，又怎样决定R呢？引导学生思考。
，其中k物理学中叫电阻率，用ρ表示。对于同种材料，ρ相同，对于不同材料，ρ不同，说明了ρ由材料决定。
二．电阻定律：
1、内容——在温度不变时，导线的电阻与它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。
2、表达式
(
——长度
S——横截面积
——电阻率)
3、电阻率——
①单位：Ω·m
②物理意义：反映材料导电性能好坏。
观察课本P38表2-1-4。了解常见材料的电阻率。
0℃(Ω·ｍ)
20℃(Ω·ｍ)
100℃(Ω·ｍ)
银
1.48×10-8
1.6×10-8
2.07×10-8
铜
1.43×10-8
1.7×10-8
2.07×10-8
铝
2.67×10-8
2.9×10-8
3.80×10-8
钨
4.85×10-8
5.3×10-8
7.10×10-8
铁
0.89×10-7
1.0×10-7
1.44×10-7
锰铜
4.4×10-7
4.4×10-7
4.4×10-7
镍铜
5.0×10-7
5.0×10-7
5.0×10-7
③电阻率与温度关系
情景：如图，利用白炽灯灯丝演示电阻随温度变化的实验，学生观察实验现象，该现象说明了什么？
问题4、分析表格，你能总结出一些什么规律？
1、金属材料的电阻率随温度升高而增大。
2、材料的电阻率有的随温度改变而变化
大，可以利用制成温度计（电阻温度计），但也有些材料的电阻率几乎不随温
度改变而变化，用来制成标准电阻。
师：温度降低，电阻率就会变小，那么当温度不断降低，电阻会变为零？向学生提出超导体，有兴趣的同学可以借阅课外相关资料。
三、总结、扩展
本节课通过实验探索→数据分析，得到了电阻定律，知道电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量，并由实验感知电阻率与温度有关。
附：板书设计
探究决定导线电阻的因素
一、探究决定导线电阻的因素：
1、伏安法测电阻：。
2、通过变量控制进行实验探究。
二．电阻定律：
1、内容——在温度不变时，导线的电阻与它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。
2、表达式
(
—长度
S—横截面积　
—电阻率)
三．电阻率——
1、单位：
Ω·m
2、物理意义：反映材料导电性能的优劣。
3、电阻率与温度有关。