11.2《 导体的电阻》课时教案（表格式）-2025--2026年人教版高中物理必修第三册

11.2《 导体的电阻》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 人教版（2019）高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理必修第三册第十一章第二节，是电学部分的核心基础。教材通过实验探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系，引出电阻定律，并定义电阻率这一重要物理量。内容逻辑清晰，从现象到规律，从定性到定量，体现了物理学科“实验—建模—应用”的研究路径。本节为后续学习闭合电路欧姆定律、电功率等知识奠定基础，具有承上启下的关键作用。
学情分析
高二学生已具备欧姆定律、电流、电压等基本电学概念，具备一定的实验操作能力与数据分析能力。但对电阻的本质理解仍停留在“阻碍电流”这一表层认知，缺乏从微观电子运动角度的深入理解。学生在控制变量法的应用上已有经验，但在实验设计与误差分析方面仍显薄弱。此外，抽象思维能力正处于发展阶段，对电阻率这一描述材料属性的物理量理解存在困难。因此，教学中需通过直观实验、微观模型与生活实例相结合，帮助学生突破认知障碍。
课时教学目标
物理观念
1. 理解导体电阻的决定因素，掌握电阻定律的表达式及其物理意义，能用公式 R = ρL/S 进行简单计算。
2. 理解电阻率是描述材料导电性能的物理量，知道其单位与常见材料的电阻率大小关系。
科学思维
1. 经历“提出问题—设计实验—收集数据—分析归纳—得出结论”的科学探究过程，提升逻辑推理与模型建构能力。
2. 能运用控制变量法设计实验，分析实验数据，归纳物理规律，并能用微观电子运动模型解释宏观电阻现象。
科学探究
1. 能独立或合作完成“探究导体电阻与长度、横截面积关系”的实验，正确使用电流表、电压表、滑动变阻器等仪器。
2. 能通过实验数据绘制图像，分析图像斜率含义，验证电阻定律的正确性。
科学态度与责任
1. 在实验探究中养成实事求是、严谨认真的科学态度，尊重实验数据，勇于修正错误。
2. 认识电阻在生活中的广泛应用（如电热器、保险丝、超导材料），体会物理知识对科技进步与社会发展的推动作用。
教学重点、难点
重点
1. 电阻定律的内容、表达式及适用条件。
2. 电阻率的概念及其物理意义。
难点
1. 从微观电子运动角度理解电阻的成因及电阻定律的物理本质。
2. 实验中系统误差的分析与控制，如接触电阻、温度变化对电阻的影响。
教学方法与准备
教学方法
实验探究法、情境教学法、讲授法、合作学习法
教具准备
学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、不同长度与横截面积的金属丝（镍铬合金）、开关、导线、游标卡尺、米尺、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入，提出问题
【5分钟】 一、生活情境引入，激发探究兴趣 （1）、展示生活实例，引发认知冲突
教师手持两根外观相同但长度不同的电炉丝，接入电路演示发热现象。引导学生观察：“为什么两根看起来差不多的电炉丝，通电后发热程度不同？”随后更换为相同长度但粗细不同的电炉丝重复实验，再次提问：“粗的和细的，哪个更热？为什么？”通过直观的视觉与热感体验，让学生意识到导体的“阻碍作用”并非固定不变，而是与导体自身的某些属性有关。
（2）、提出核心问题，明确探究方向
教师总结学生的观察与猜想：“大家的直觉很敏锐！导体对电流的阻碍作用——也就是电阻，可能与导体的长度、粗细（横截面积）有关，甚至可能还与材料本身有关。那么，这些因素究竟是如何影响电阻大小的？它们之间是否存在定量关系？”由此引出本节课的核心探究任务：探究导体电阻的决定因素。
（3）、回顾已有知识，搭建认知桥梁
教师提问：“我们之前学过欧姆定律 I = U/R，它告诉我们如何测量一个导体的电阻。那么，测量电阻的基本方法是什么？”引导学生回忆伏安法测电阻的原理与电路图。教师在黑板上简要画出伏安法测电阻的电路示意图，强调电压表并联、电流表串联的接法，并提醒学生注意滑动变阻器的限流作用，为后续实验做好方法铺垫。 1. 观察实验现象，描述不同导体通电后的发热差异。
2. 基于生活经验，猜想影响导体电阻大小的可能因素。
3. 回忆伏安法测电阻的原理与电路连接方式。
4. 明确本节课的学习任务：探究电阻的决定因素。
评价任务 现象描述：☆☆☆
猜想合理：☆☆☆
方法回忆：☆☆☆
设计意图 通过生活化的情境实验，制造认知冲突，激发学生的好奇心与探究欲。从“是什么”过渡到“为什么”，自然引出本节课的核心问题。同时，通过回顾伏安法，激活学生已有知识，为后续实验探究提供方法支持，实现新旧知识的衔接。
实验探究，建构规律
【20分钟】 一、设计实验方案，明确探究路径 （1）、引导学生提出实验思路
教师提问：“我们要研究电阻R与长度L、横截面积S、材料ρ的关系，但影响因素不止一个，该怎么研究？”引导学生回忆初中物理中“控制变量法”的思想。师生共同讨论确定实验策略：先保持材料和横截面积不变，改变长度，测量电阻，探究R与L的关系；再保持材料和长度不变，改变横截面积，测量电阻，探究R与S的关系；最后通过比较不同材料的电阻率来体现材料的影响。
（2）、细化实验步骤，规范操作要求
教师展示实验装置图，介绍实验所用镍铬合金丝的固定支架、接线柱位置。强调实验中需测量的物理量：长度L（用米尺测量）、横截面积S（用游标卡尺测量直径d，计算S = πd /4）、电压U（电压表读数）、电流I（电流表读数），进而计算R = U/I。提醒学生每次更换导体后需断开开关，接线要牢固，避免接触电阻过大；调节滑动变阻器使电流适中，避免导体过热导致电阻变化。
二、分组实验操作，收集实验数据 （1）、组织学生分组实验
将学生分为若干实验小组，每组发放实验器材包（含不同长度的同种镍铬丝3根、不同直径的同种镍铬丝3根、米尺、游标卡尺、电学仪表等）。教师巡视各组，指导学生正确连接电路，检查接线是否正确，提醒读数时视线要与表盘垂直，记录数据要及时准确。特别关注学生在测量直径时是否正确使用游标卡尺，避免读数错误。
（2）、引导学生记录与处理数据
教师提供实验数据记录表格，要求学生分别填写“探究R与L关系”和“探究R与S关系”两组数据。鼓励学生在测量一组数据后，立即计算出对应的电阻值，并初步判断趋势。对于“R与S关系”实验，提醒学生横截面积变化时，若导体长度不变，则S增大意味着导体变粗，应预测电阻减小。
三、分析数据图像，归纳物理规律 （1）、指导学生绘制图像
教师在多媒体上展示坐标纸，引导学生以长度L为横坐标、电阻R为纵坐标，绘制R-L图像；再以横截面积的倒数1/S为横坐标、电阻R为纵坐标，绘制R-1/S图像。强调坐标轴的标度要合理，数据点要准确描出。
（2）、引导学生分析图像特征
待多数小组完成图像绘制后，教师选取典型图像投影展示。提问：“R-L图像大致呈什么形状？说明R与L有什么关系？”引导学生发现图像为过原点的直线，得出“R ∝ L”的结论。继续提问：“为什么我们要画R-1/S图像而不是R-S图像？R-1/S图像呈直线说明了什么？”引导学生理解反比关系的图像特征，得出“R ∝ 1/S”的结论。
（3）、综合归纳电阻定律
教师总结：“实验表明，在材料和温度不变的情况下，导体的电阻R与长度L成正比，与横截面积S成反比。我们将这一规律称为电阻定律，其表达式为 R = ρL/S。其中比例系数ρ就是电阻率，它反映了材料本身的导电性能。” 1. 小组讨论，确定使用控制变量法进行实验。
2. 动手连接电路，测量不同导体的电压与电流值。
3. 正确使用米尺和游标卡尺测量长度与直径，计算横截面积。
4. 记录数据，计算电阻，绘制R-L和R-1/S图像，分析规律。
评价任务 方案设计：☆☆☆
操作规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
设计意图 通过“提出问题—设计实验—动手操作—数据分析—归纳结论”的完整探究链条，让学生亲身经历科学发现的过程。控制变量法的运用培养了学生的科学思维；动手实验提升了实践能力；图像法处理数据强化了数理结合的意识。整个过程以学生为主体，教师为引导者，真正实现“做中学”。
微观解释，深化理解
【10分钟】 一、引入微观模型，解释宏观现象 （1）、展示金属导体微观结构模型
教师播放动画或展示示意图：金属晶体中，原子规则排列，外层电子脱离原子核束缚成为自由电子，做无规则热运动。当导体两端加上电压后，自由电子在电场力作用下获得一个定向移动的速度，形成电流。但自由电子在定向移动过程中会不断与晶格中的原子离子发生碰撞，这种碰撞阻碍了电子的定向运动，宏观上就表现为电阻。
（2）、从微观角度解释电阻定律
教师引导学生思考：“为什么导体越长，电阻越大？”解释道：“电子从一端移动到另一端，路径越长，遇到的‘障碍’（原子离子）就越多，碰撞次数越多，受到的阻碍就越大，电阻也就越大。”接着提问：“为什么导体越粗（横截面积越大），电阻越小？”引导学生想象：“横截面积大，相当于道路变宽，可以同时通过的电子数量增多，电流更畅通，阻碍作用减小，电阻就小。”
（3）、定义电阻率，突出材料属性
教师强调：“不同材料的原子排列密度、自由电子浓度不同，导致电子在其中运动时受到的平均阻碍不同。因此，即使长度和横截面积相同，不同材料的电阻也不同。电阻率ρ正是用来量化这种材料本身导电能力的物理量。ρ越小，导电性越好，如银、铜；ρ越大，导电性越差，如橡胶、陶瓷。某些材料在极低温下电阻突降为零，这就是超导现象，具有重大应用前景。” 1. 观看微观模型动画，理解自由电子定向移动形成电流。
2. 结合微观碰撞模型，解释电阻与长度、横截面积的关系。
3. 理解电阻率是材料本身的属性，与导体形状无关。
4. 了解超导现象及其意义。
评价任务 模型理解：☆☆☆
解释合理：☆☆☆
概念清晰：☆☆☆
设计意图 从宏观实验现象深入到微观机制解释，帮助学生建立“宏观—微观”联系的物理思维。通过生动的比喻（如“道路宽窄”）降低理解难度，使抽象概念具象化。介绍电阻率与超导，拓宽学生视野，体现物理的前沿性与应用价值，激发学习兴趣。
典例分析，巩固应用
【7分钟】 一、讲解典型例题，示范解题规范 （1）、例题1：基础计算
题目：一根长为2.0 m、横截面积为1.0×10 m 的铜导线，已知铜的电阻率为1.7×10 Ω·m，求其电阻。教师板书解题过程：先写出电阻定律公式 R = ρL/S，再代入数据：R = (1.7×10 ) × 2.0 / (1.0×10 ) = 3.4×10 Ω。强调单位统一与科学计数法的使用。
（2）、例题2：比例关系
题目：将一根均匀的金属丝拉长为原来的2倍，体积不变，求其电阻变为原来的几倍？教师引导学生分析：拉长后L' = 2L，因体积V = LS不变，故S' = V/L' = V/(2L) = S/2。代入公式得 R' = ρ(2L)/(S/2) = 4ρL/S = 4R。因此电阻变为原来的4倍。通过此题强化学生对L与S同时变化时电阻变化的理解。
（3）、例题3：生活应用
题目：家庭电路中的导线为什么通常用铜而不用铁？保险丝为什么用铅锑合金而不用铜？引导学生从电阻率角度分析：铜的ρ小，导电性好，输电损耗小；铅锑合金ρ较大，熔点低，当电流过大时能迅速熔断，起到保护作用。体现物理知识在生活中的实际应用。 1. 听讲并记录例题解题过程。
2. 参与例题2的分析，理解体积不变条件下的比例关系。
3. 思考并回答生活应用问题，理解材料选择的科学依据。
4. 完成课堂练习，巩固知识。
评价任务 公式应用：☆☆☆
比例分析：☆☆☆
生活联系：☆☆☆
设计意图 通过典型例题的讲解，帮助学生掌握电阻定律的计算方法与思维路径，规范解题步骤。比例题强化对公式内涵的理解，生活应用题体现“从物理走向社会”的课程理念，增强学生的社会责任感与应用意识。
课堂总结，升华主题
【3分钟】 一、结构化回顾，系统梳理知识 （1）、总结核心内容
教师引导学生共同回顾：“今天我们通过实验探究，得出了电阻定律 R = ρL/S，明确了导体电阻由材料、长度、横截面积共同决定。电阻率ρ是材料的固有属性，决定了材料的导电性能。”
（2）、升华科学精神
教师深情总结：“物理之美，不仅在于公式之简洁，更在于它揭示了世界运行的深层规律。从一根导线的电阻，到整个电网的能量传输；从日常用电的安全，到超导技术的未来突破，都离不开今天所学的这一定律。希望同学们不仅能记住公式，更能像科学家一样，保持好奇，勇于探究，用理性的光芒照亮未知的领域。正如爱因斯坦所说：‘想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界，推动着进步，是知识进化的源泉。’” 1. 跟随教师回顾本节课的主要知识点。
2. 理解电阻定律的物理意义与应用价值。
3. 感受科学探究的魅力与物理的广泛应用。
4. 树立用科学知识服务社会的意识。
评价任务 知识回顾：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
价值认同：☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生构建清晰的知识网络。引用爱因斯坦名言进行情感升华，将知识学习上升到科学精神与人文情怀的层面，激发学生的求知欲与使命感，实现“教书育人”的统一。
作业设计
一、基础巩固
1. 关于导体的电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 由 R = U/I 可知，电阻与电压成正比，与电流成反比
B. 由 R = ρL/S 可知，电阻与长度成正比，与横截面积成反比
C. 将一根导线对折后使用，其电阻变为原来的二分之一
D. 电阻率大的导体，电阻一定大
2. 一根镍铬合金丝，长度为1.5 m，横截面积为0.5 mm ，已知其电阻率为1.1×10 Ω·m，求它的电阻。
二、能力提升
3. 有一根粗细均匀的导体，将其均匀拉长为原长的3倍，求其电阻变为原来的多少倍？（假设体积不变）
4. 某家庭装修，需铺设100 m长的电线。现有两种选择：A种为铜线（ρ = 1.7×10 Ω·m），B种为铝线（ρ = 2.9×10 Ω·m）。若要求两种电线电阻相等，问A种电线的横截面积应为B种的多少倍？
三、拓展探究
5. 查阅资料，了解超导材料的发展历史与当前应用（如磁悬浮列车、核磁共振成像等），写一篇300字左右的小短文，谈谈你对超导技术未来的展望。
【答案解析】
一、基础巩固
1. B（解析：A错，R由导体本身决定，与U、I无关；C错，对折后L减半，S加倍，R变为1/4；D错，R还与L、S有关）
2. 解：S = 0.5 mm = 0.5×10 m ，R = ρL/S = (1.1×10 ) × 1.5 / (0.5×10 ) = 3.3 Ω
二、能力提升
3. 解：L' = 3L，V不变 S' = V/L' = V/(3L) = S/3，R' = ρ(3L)/(S/3) = 9ρL/S = 9R，故为9倍。
4. 解：R = R ρ L/S = ρ L/S S /S = ρ /ρ = (1.7×10 )/(2.9×10 ) ≈ 0.586，故A种面积约为B种的0.586倍。
板书设计
11.2 导体的电阻
【左侧】实验探究：
控制变量法 → R∝L（S、ρ不变）
　　　　　 → R∝1/S（L、ρ不变）
【中间】电阻定律：
R = ρL/S
R：电阻（Ω）
ρ：电阻率（Ω·m）→ 材料属性
L：长度（m）
S：横截面积（m ）
【右侧】微观解释：
自由电子 + 电场力 → 定向移动
碰撞晶格离子 → 阻碍 → 电阻
L↑ → 路径长 → 碰撞多 → R↑
S↑ → 通道宽 → 阻力小 → R↓
【底部】应用：铜导线（ρ小）、保险丝（ρ大、熔点低）、超导（ρ=0）
教学反思
成功之处
1. 以生活实验导入，有效激发了学生兴趣，实现了从生活走向物理的自然过渡。
2. 学生全程参与实验探究，动手能力与数据分析能力得到切实锻炼，科学探究素养得以提升。
3. 微观模型的引入使抽象概念具象化，帮助学生建立了宏观与微观的联系，突破了理解难点。
不足之处
1. 实验时间较紧，部分小组未能完成全部数据测量，影响了数据的完整性。
2. 对于游标卡尺的使用，个别学生仍不熟练，导致横截面积测量存在误差。
3. 课堂容量较大，部分学生在例题2的比例分析中反应较慢，需加强个别辅导。