2-2 对电阻的进一步研究 教学设计

对电阻的进一步研究
1教学目标
1.通过对导体的伏安特性曲线的研究，了解作图法在物理学中的作用。
2.通过串并联电路中电阻、电流、电压关系的探究，体会分析、解决物理问题的方法。
3.通过串并联电路的等效电阻的分析，了解物理学中常用的“等效”思想。
2学情分析
学生已有知识为1.两个电阻的串联、并联求总电阻，2.电阻定律，3.部分电路欧姆定律，4.描绘运动图象。
学生的最近发展区为1.多个电阻的串并联求总电阻表达式及其推导过程，
2.描绘I-U图象。
3重点难点
学习重点：串、并联电路的规律
学习难点：伏安特性曲线、分压器
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】课前预习
1.欧姆定律
内容：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
公式：I=U/R
2.电阻定律
内容：均匀导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比。
公式：R=ρL/S
3.导体的伏安特性曲线
用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的I—U图线叫做导体的
伏安特性曲线
。
4.线性元件
伏安特性曲线是过
原点的倾斜直线
，这样的元件叫线性元件。
伏安特性曲线
不是过原点的倾斜直线
，这样的元件叫非
线性元件。
5.二极管
对欧姆定律不适用的二极管
和气态导体
等元件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线
不是
（填“是”或“不是”）直线，都是非线性元件。
二极管具有
单向导电
的特性。
3.串联电路的特点
①电路中各处的电流强度
相等
。I=
I1
=
I2
=
…
②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压
之和
。
U
=
U1
+
U2
+…
③串联电路的总电阻，等于各个电阻之和
。
R
=
R1+R2
+…
④电压分配规律：电阻越大，分压越
多
U1/R1
=
U2/R2
=
I
7.并联电路的特点
①并联电路中各支路两端的电压
相等
。U=
U1
=
U2
=…
②电路中的总电流等于各支路电流强度
之和
。I=
I1
+
I2
+…
③并联电路总电阻的倒数，等于
各个电阻的倒数之和
。
1/R=
1/R1
+
1/R2
+
…
8.电阻的等效替代
活动2【活动】课堂探究
【探究1】描绘定值电阻的I-U图象
实验器材：10Ω定值电阻1个，电压表1个，电流表1个，3V直流电源，
开关，0~20Ω滑动变阻器1个
实验主要步骤：1.设计并连接电路
2.移动滑动变阻器，记录多组I-U数据
3.建立I-U坐标，描点，连线
实验结论：
定值电阻的伏安特性曲线是过原点的倾斜直线
请完成以下题目：
①导体的伏安特性曲线，在I—U图中，过原点的倾斜直线的
斜率表示导体
电阻
的倒数，即k＝
1/R
。
若斜率越大，则代表电阻越
小
。
②完成学案的课堂练习第1题。
【探究2】研究二极管的单向导电性
实验器材：二极管1个，电压表1个，电流表1个，3V直流电源，
开关，0~20Ω滑动变阻器1个
实验主要步骤：1.设计并连接电路
2.将二极管正向通电，记录电流表读数
3.将二极管反向通电，记录电流表读数
实验结论：
二极管正向通电时，电流很大；反接时，电流很小。
请完成以下题目：
①二极管的伏安特性曲线
不是
（填“是”或“不是”）直线，为非线性元件。气态导体和二极管等器件，其电流和电压
不成
（填“成”或“不成”）正比，对欧姆定律
不适用
（填“适用”或“不适用”）。
②完成学案的课堂练习第2题
【探究3】串联电路中电流、电压、电阻的关系
若已知串联电路中I
=
I1
=
I2
，U
=
U1
+
U2
请用欧姆定律或其变形式推导两个电阻串联后总电阻与两个电阻的阻值关系：
解：串联电路中电流关系有I
=
I1
=
I2
电压关系有U
=
U1
+
U2
根据欧姆定律得，U=I
R
得：I
R
=
I1
R1
=
I2
R2
所以：R
=
R1
+
R2
完成学案的课堂练习第3题
【探究4】并联电路中电流、电压、电阻的关系
若已知并联电路中I
=
I1
+
I2
，U
=
U1
=
U2
请用欧姆定律或其变形式推导两个电阻并联后总电阻与两个电阻的阻值关系：
解：并联电路中电压关系有U
=
U1
=
U2
电流关系有I
=
I1
+
I2
根据欧姆定律，
I
=
U
/
R
得：U
/
R
=
U1
/R1
+
U2
/
R2
所以：R
=
R1
+
R2
完成学案的课堂练习第4题
【探究5】研究分压器
实验器材：电压表2个，3V直流电源，
开关，0~20Ω滑动变阻器1个
实验主要步骤：1.设计并连接电路
2.移动滑动变阻器，记录电压表读数
3.分析数据
实验结论：
输出电压随滑动变阻器Pb间电阻的增大而增大。
完成学案的课堂练习第5题
【探究6】对并联电路的再进一步研究
①有n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的
1/n
；
②若不同的电阻并联，总电阻小于其中
最小
的电阻（填最大或最小）；
③若某一支路的电阻增大，则总电阻随之
增大
；（填增大或减小）
④若并联的支路增多时，总电阻将
减小
；（填增大或减小）
⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近
小电阻
。（填大电阻或小电阻。）
完成学案的课堂练习第6题
活动3【练习】课堂练习
1．如右图所示是电阻R的I－U图线，由此得出(　AD　)
A．通过电阻的电流与两端电压成正比
B．电阻R＝0.5Ω
C．因I－U图线的斜率表示电阻的倒数
D．该导体为非线性元件
2．如图所示是某二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是(AC　)
A．加正向电压时,二极管电阻较小,且随着电压的增大而减小
B．加反向电压时,二极管电阻较小,无论加多大电压,电流都很小
C．二极管是非线性元件,其电压和电流不成正比
D．二极管是线性元件,其电压和电流成正比
3．（教材P41例题）有一盏灯泡，额定电压U1＝36V，正常工作时通过的电流I＝0.70A。若应急使用在
U＝220V的照明电路中，可以如何连接？
答案：可以与灯泡串联一个阻值为260Ω的定值电阻。
4．如图所示电路中，R1＝20Ω，电路总电阻为12Ω，电流表示数为0.3A，不计电源和电流表内阻，求：
⑴电阻R2的阻值；⑵通过R2的电流。
答案：（1）30Ω（2）0.2A
5．如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是负载电阻，电源电压为U保持恒定，滑动片P位于变阻器的中央，下列判断不正确的是(　C　)
A．空载(不接R)时，输出电压为U/2
B．接上负载R时，输出电压小于U/2
C．负载电阻R的阻值越大，输出电压越低
D．接上负载R后，要使输出电压为U/2，滑动片P须向上移动至某一位置
6．下列说法不正确的是(　D　)
A．一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零
B．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻
C．在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小
D．电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大
7．如图，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是(　AC　)
A．R1∶R2＝1∶3
B．R1∶R2＝3∶1
C．通过R1、R2电流大小相等时，电压之比为1∶3
D．R1、R2两端电压相等时，流过R1、R2电流之比为1∶3
9．如图所示是两个电阻R1、R2的I－U图线，将两电阻R1、R2并联后的电阻为R，则电阻R的I－U图象
在图中(　A　)
A．区域Ⅰ　　
B．区域Ⅱ
C．区域Ⅲ
D．不能确定
活动4【作业】布置作业
课后作业：
1.阅读P43资料活页，了解半导体材料。
2.完成P43练习：1，2，3