3.2《 电阻》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 鲁科版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
本节内容出自鲁科版高中物理必修第三册第三章第二节《电阻》,是电学知识体系中的基础性内容。教材从电流形成过程中遇到的阻碍现象入手,引入电阻概念,并通过实验初步感知不同导体对电流的阻碍作用不同。本节重点在于建立电阻的物理图景,理解其作为导体本身属性的本质特征,为后续学习欧姆定律、电阻定律及电路分析打下认知基础。教材注重从生活实例出发,强调观察与体验,体现了“物理源于生活”的课程理念,同时为学生后续的定量探究做好铺垫。
学情分析
高二学生在初中已学习了电流、电压、简单电路等基础知识,对“电阻”一词有所耳闻,但对其本质理解较为模糊,常误认为电阻随电压或电流变化。学生具备基本的实验操作能力,但对科学探究方法如控制变量法的应用尚不熟练。他们思维活跃,好奇心强,喜欢动手实践,但抽象思维能力和逻辑归纳能力仍需提升。部分学生存在“重计算、轻理解”的倾向。因此,教学应通过直观实验和生活情境激发兴趣,强化概念建构过程,纠正错误前概念,引导学生从定性感知走向初步的定量认识。
课时教学目标
物理观念
1. 初步建立电阻的概念,知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,理解其单位及符号。
2. 认识到电阻是导体本身的一种性质,不随电压或电流的变化而改变(温度不变时)。
科学思维
1. 能通过对比实验现象,运用类比、归纳等方法提炼出电阻的共性特征,发展定性分析能力。
2. 能根据实验结果推断不同导体电阻的相对大小,初步形成比较与判断的思维习惯。
科学探究
1. 经历通过灯泡亮度或电流表示数判断电阻大小的实验过程,掌握简单的定性比较方法。
2. 在教师引导下尝试提出影响电阻因素的猜想,并参与设计简单的对比实验方案。
科学态度与责任
1. 在实验操作中养成认真观察、如实记录的科学态度,尊重实验事实。
2. 感受电阻在生活中的普遍存在,增强关注身边物理现象的意识和社会责任感。
教学重点、难点
重点
1. 电阻概念的建立及其物理意义的理解。
2. 知道电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关。
难点
1. 纠正“电阻随电压或电流变化”的错误前概念。
2. 从宏观现象(亮度、电流)理解微观阻碍作用的本质。
教学方法与准备
教学方法
情境教学法、实验观察法、讲授法、讨论法
教具准备
电池组、开关、小灯泡、电流表、不同材料/尺寸的金属丝、导线、PPT课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【6分钟】 一、生活现象,引发思考 (一)、播放视频:家庭电器启动瞬间。
教师播放一段精心剪辑的视频:电吹风刚打开时风力较弱,几秒后逐渐增强;老式电视机开机时屏幕由暗到亮缓慢显现;节能灯刚开启时微微闪烁后才稳定发光。提问:“这些电器在启动时为什么不是立刻达到最大功率?是不是电流一开始比较‘小’?那是什么在‘阻挡’它快速变大呢?”引导学生关注“启动延迟”这一共性现象,激发探究兴趣。
(二)、演示实验:同电压下不同导体电流不同。
教师搭建电路:电源(3V)、开关、电流表、小灯泡串联。先接入一段铜导线,闭合开关,灯泡明亮,电流表示数较大(如0.45A)。断开开关,换接一段相同长度的镍铬合金丝,再次闭合开关,发现灯泡明显变暗,电流表示数显著减小(如0.15A)。提问:“电源电压没变,灯泡和电流表也没换,只是换了导线,为什么电流会变小?说明什么?”鼓励学生大胆表达:“是不是有些材料‘更难让电流通过’?”顺势引出“电阻”这一术语。过渡语:“正如钱学森所说:‘正确的结果,是从大量错误中得出来的。’而我们今天要寻找的,就是那条通往正确理解‘阻碍’本质的科学之路。” 1. 观看视频,描述现象。
2. 思考并回答教师提问。
3. 观察实验,记录现象差异。
4. 参与讨论,初步感知“阻碍”。
评价任务 观察能力:☆☆☆
表达清晰:☆☆☆
猜想合理:☆☆☆
设计意图 通过贴近生活的启动现象和直观的对比实验,制造认知冲突,使学生意识到导体本身存在差异。以“电流变化”为切入点,自然引出“阻碍作用”的概念,为电阻定义的提出奠定感性基础,实现从现象到概念的平稳过渡。
概念建构
【14分钟】 一、定义电阻,明确内涵 (一)、给出定义,规范表述。
教师在黑板上写出:“电阻——表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。”解释:“阻碍作用越大,电阻就越大;阻碍作用越小,电阻就越小。”介绍符号R和单位欧姆(Ω),并说明常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),1kΩ=10 Ω,1MΩ=10 Ω。举例:小灯泡电阻约几欧至几十欧,人体干燥时电阻可达几千欧以上。
(二)、澄清误区,强调本质。
针对学生可能存在的“电压大电阻大”“电流小电阻大”等错误观念,教师设计反问:“如果我把电源电压从3V调到6V,刚才那根镍铬丝的电阻会变大吗?”引导学生思考:电压变大,电流也会相应增大(I=U/R),但R本身不变。强调:“电阻就像导体的‘身份证’,由材料、长度、粗细决定,不因外加电压或流过电流的大小而改变。”类比:一根水管的粗细决定了它的通水能力,不会因为水压高低而改变其本身的粗细。
二、实验感知,比较大小 (一)、设计定性比较方法。
教师提问:“我们没有专门测电阻的仪器,如何判断两种导体谁的电阻大?”引导学生回顾刚才的实验:灯泡越暗或电流表示数越小,说明该导体对电流的阻碍越大,即电阻越大。总结出两种定性判断方法:①串联灯泡,观察亮度;②串联电流表,比较示数。
(二)、分组实验,验证猜想。
发放不同材料(铜、铁、镍铬)的金属丝,要求学生利用上述方法进行两两比较。例如:将铜丝与铁丝分别接入电路,观察灯泡亮度或读取电流值,记录结果。教师巡视指导,提醒连接牢固、读数准确。实验后组织交流:哪种材料电阻最大?哪种最小?是否与生活经验相符(如电炉丝用镍铬合金)? 1. 理解电阻定义及单位。
2. 参与讨论,澄清错误认识。
3. 学习定性比较方法。
4. 动手实验,比较电阻大小。
评价任务 概念掌握:☆☆☆
辨析能力:☆☆☆
操作规范:☆☆☆
设计意图 通过精准定义和单位介绍,建立规范的物理语言体系。通过设疑和类比,有效破除学生常见误区,突出电阻的“固有属性”本质。通过设计简单可行的定性实验,让学生亲身体验电阻的可测性与可比性,在实践中深化理解,培养科学探究意识。
拓展探究
【15分钟】 一、提出问题,猜想因素 (一)、实物展示,启发思考。
教师拿出三组对比样品:
① 同材料、同粗细、不同长度的镍铬丝(10cm vs 30cm)
② 同材料、同长度、不同粗细的镍铬丝(细 vs 粗)
③ 同长度、同粗细、不同材料的金属丝(铜 vs 镍铬)
提问:“请大家观察这几组导体,猜一猜它们的电阻是否相同?如果不同,你认为哪些因素会影响电阻的大小?”组织小组讨论,鼓励学生结合生活经验(如长电线易发热、粗电线承载电流大)提出猜想:
1. 导体的长度
2. 导体的横截面积(粗细)
3. 导体的材料
4. 温度(可补充:灯丝冷态电阻小)
(二)、设计对比实验方案。
教师引导:“我们要验证某个因素的影响,就必须保证其他因素完全一样。”以“探究长度对电阻的影响”为例,提问:“应该选哪两根金属丝?电路怎么连?”学生回答后,教师总结控制变量法的思想。要求各小组任选一个因素,设计实验步骤,并预测结果。例如:探究粗细影响时,预期粗导线灯泡更亮(电阻更小)。
二、动手验证,形成共识 (一)、学生分组实验,收集证据。
各小组根据设计方案进行实验验证。教师巡回指导,重点关注:
- 是否正确选择对比样本
- 电路连接是否正确无误
- 观察是否细致,记录是否及时
- 是否出现异常现象(如接触不良)
对操作困难的小组给予个别帮助。
(二)、汇报交流,达成结论。
邀请各小组代表分享实验过程与发现:
第一组:“我们发现长导线灯泡更暗,说明长度越长,电阻越大。”
第二组:“粗导线电流更大,说明横截面积越大,电阻越小。”
第三组:“镍铬丝比铜丝灯泡暗得多,说明材料不同,电阻不同。”
教师汇总结果,板书结论:“导体的电阻与材料、长度、横截面积有关。”并指出:“这正是我们下节课要深入研究的《电阻定律》的核心内容。” 1. 观察实物,提出猜想。
2. 设计简单实验方案。
3. 分组实验,验证假设。
4. 汇报结果,参与讨论。
评价任务 猜想合理:☆☆☆
方案可行:☆☆☆
结论可靠:☆☆☆
设计意图 通过实物对比激发探究欲望,引导学生主动提出科学问题。渗透控制变量法的思想,为后续定量研究奠定方法论基础。让学生经历完整的“猜想—设计—验证—结论”过程,在自主探究中建构知识,提升科学思维与实践能力,同时为下一课时做好自然衔接。
巩固提升
【6分钟】 一、典型辨析,深化理解 (一)、判断正误,说明理由。
题目1:某导体两端电压为0时,其电阻也为0。(错误。电阻是导体属性,电压为零时电阻仍存在)
题目2:通过某导体的电流越大,说明它的电阻越小。(不一定。未说明电压是否相同,违反控制变量原则)
题目3:把一根铜丝拉长,它的电阻会变大。(正确。长度增加,横截面积减小,均导致电阻增大)
(二)、联系实际,解释现象。
提问:“为什么高压输电线要用铝线而不是更便宜的铁线?为什么还要做得比较粗?”
引导学生从材料导电性(铝优于铁)和横截面积(粗则电阻小,减少输电损耗)两个角度分析,强调物理知识在工程技术中的关键作用。 1. 独立判断题目正误。
2. 阐述判断依据。
3. 尝试解释生活问题。
4. 理解知识实际价值。
评价任务 概念辨析:☆☆☆
逻辑严谨:☆☆☆
应用能力:☆☆☆
设计意图 通过辨析题强化对电阻本质的理解,破除思维定势。结合高压输电实例,体现物理知识的重大社会价值,增强学生的应用意识和责任感,实现知识学习与价值引领的统一。
课堂总结
【4分钟】 一、回顾主线,情感升华 (一)、结构化总结核心内容。
今天我们从生活现象出发,认识了一位新的“物理朋友”——电阻。我们知道了:电阻是导体对电流的阻碍作用,用R表示,单位是欧姆;它是导体自身的属性,就像每个人的指纹一样独特;它主要受材料、长度和粗细的影响。这些看似微小的阻碍,却在我们的电力系统中扮演着至关重要的角色。
(二)、引用名言,激励成长。
正如居里夫人所言:“生活中没有什么可怕的东西,只有需要理解的东西。”希望同学们保持这份好奇心和求知欲,在今后的学习中不断追问“为什么”,勇于探索未知的物理世界。愿你们不仅能看懂电路中的电阻,更能读懂生活中的“阻碍”,并用科学的智慧将其转化为前进的动力! 1. 跟随教师梳理知识脉络。
2. 理解电阻的物理意义。
3. 感受科学探索的魅力。
4. 树立学好物理的信心。
评价任务 知识整合:☆☆☆
情感共鸣:☆☆☆
价值认同:☆☆☆
设计意图 通过系统回顾帮助学生构建清晰的知识框架。引用科学家名言进行情感升华,激发学生热爱科学、勇于探索的精神,体现物理学科的育人功能,完成从知识传授到人格塑造的升华。
作业设计
一、基础练习题
1. 下列说法正确的是( )
A.导体中没有电流通过时,电阻为零
B.导体的电阻与它两端的电压成正比
C.导体的电阻与通过它的电流成反比
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关
2. 有两根铜导线,甲的长度是乙的2倍,甲的横截面积是乙的一半,则甲的电阻是乙的______倍。
3. 为什么电炉丝热得发红,而与之相连的导线却不怎么热?请用今天所学知识解释。
二、实践调查题
回家观察家中常用的电器(如电热水壶、电饭煲、电吹风),查看其电源线的粗细,并思考:为什么这些大功率电器的电源线都比较粗?写一段50字左右的说明。
【答案解析】
一、基础练习题
1. D(解析:电阻是导体属性,与是否通电无关)
2. 4倍(解析:R∝L/S,L变为2倍,S变为1/2,则R变为4倍)
3. 电炉丝电阻远大于导线电阻,在相同电流下,根据Q=I Rt,电炉丝产生的热量多,故发热明显。
二、实践调查题
大功率电器工作时电流大,使用粗导线可以减小电阻,从而减少导线发热,防止线路过热引发安全事故,保障用电安全。
板书设计
§3.2电 阻
一、什么是电阻?
1. 定义:导体对电流的阻碍作用
2. 符号:R
3. 单位:欧姆(Ω)
4. 本质:导体本身的性质(不随U、I变)
二、如何比较电阻大小?
→ 方法1:串联灯泡,看亮度(暗→大)
→ 方法2:串联电流表,看示数(小→大)
三、影响电阻的因素(初步)
[思维导图形式]
→ 材料
→ 长度(长→大)
→ 横截面积(粗→小)
→ 温度(金属:高→大)
教学反思
成功之处
1. 导入环节选取生活化视频和直观演示实验,有效调动了学生的学习积极性,课堂参与度高。
2. 注重破除前概念误区,通过设问和类比帮助学生建立正确的物理观念,教学效果显著。
3. 探究活动设计层次分明,从定性观察到猜想验证,符合学生认知规律,培养了初步的科学探究能力。
不足之处
1. 实验环节时间分配略显紧张,部分小组未能充分交流实验发现。
2. 对“电阻是导体属性”的抽象解释还可借助更多微观模型辅助理解。
3. 个别学生在实验操作中仍存在接线松动问题,需加强基本技能训练。