2024_2025高中物理第二章恒定电流第6节导体的电阻教案2新人教版选修3_1.docVIP

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导体的电阻

三维目标

学问与技能

1．驾驭电阻定律的内容和物理意义，能利用电阻定律进行有关的分析和计算；

2．驾驭电阻率的概念，知道电阻率和哪些因素相关。

过程与方法

用限制变量法，探究导体电阻的确定因素，培育学生利用试验抽象概括出物理规律的实力。

情感、看法与价值观

通过试验探究，体会学习的欢乐。

教学重点

电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。

教学难点

1．利用试验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点；

2．什么状况下考虑电阻率随温度的变更，什么状况下忽视这种影响。

教学方法

探究、讲授、探讨、练习。

教具

实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、试验所需合金导线、日光灯灯丝、欧姆表、酒精灯、热敏电阻、光敏电阻、手电筒。

［新课导入］

已知金属铜在单位体积中的自由电子数为8.5×1028m?3，现在横截面积为1.0mm2的铜导线中通过1.2A的电流，试求导线中自由电子的定向移动速率。（答案：8.9×10?5m/s）

在我们刚才计算中，我们用到了电流的微观说明I＝neSv，让我们探讨这样几个问题：

1．在电压确定的状况下，假如仅将导体的横截面积S增大，电流会怎样变更？（老师提示：电场强度（对柱形导体，看成匀强电场E＝）会变更吗？→v会变更吗？→n会变更吗？→结论：I变大。

2．在电压确定的状况下，假如仅将导体的长度L增大，电流会怎样变更？（提示：和上面类似）→结论：I变小。

3．在电压确定的状况下，假如仅将导体的温度上升，电流会怎样变更？（提示：和上面类似，但要提请学生留意电子热运动速率的变更──客观上造成阻碍作用加大）→结论：I变小。

总结：我们刚才探讨的虽然是电流的变更，但依据欧姆定律，它事实上反映另外一个隐含的信息：电阻会随着导体某些因素的变更而变更。

同学们在初中学过，电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小确定于哪些因素？其定性关系是什么？

导体电阻的大小确定于导体的长度、横截面积和材料。同种材料制成的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。

同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系，这节课让我们用试验定量地探讨这个问题，找出影响导体电阻的因素，并定量的总结出相关规律。

［新课教学］

一、探究影响导体电阻的因素

我们已经知道，导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素确定，那么，它究竟由哪些因素确定呢？移动滑动变阻器的滑片可以变更它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关；同是220V的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体的电阻跟横截面积有关；电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体的电阻跟它的材料有关。

试验时可以在铁丝、康铜丝、电炉丝（镍铬合金丝）等不同金属丝中选择几种，测量它们的横截面积、长度、电阻，从中找出关系。关于这些物理量的测量方法，建议如下。

取一段新的紧密绕制的电炉丝，如右图那样用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，便是电炉丝的直径，于是可以算出电炉丝的横截面积S。测量铜丝的横截面积时，可以运用类似的方法，也可以用游标卡尺或螺旋测微器测量。

把电炉丝拉直，或者用一根已经被拉直的同一规格的电炉丝，用刻度尺量出它的长度l。

可以用右图的电路电量电炉丝的电阻R：闭合开关后，测量电炉丝两端的电压、通过电炉丝的电流，然后依据欧姆定律算出电炉丝的电阻。变更滑动变阻器的滑片位置，能获得多组数据，以各组电阻数据的平均值为电阻R。

通过测量得到所需数据后，怎样得出结论？以下方法可供参考。

探究方案一：试验探究

我们可以通过试验在长度、横截面积、材料三个因素中，保持两个因素不变，比较第三个因素的影响，然后探讨另外两个因素的影响。

【试验】

探究导体电阻与其影响因素的定量关系

如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体。在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同；b与a长度不同，c与a横截面积不同；d与a材料不同。

图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比。

比较a、b的电阻之比与它们的长度之比；比较a、c的电阻之比与它们的长横截面积之比；比较a、d的电阻是否相等。这样就可以得出长度、横截面积、材料这三个因素与电阻的关系。

变更滑动变阻器的滑片位置，可以获得多组试验数据以得到更牢靠的结论。

这个试验得到的是电阻与导线长度、横截面积的比例关系，试验中不必测量电阻大小的数值。

结论：导体的电阻与导体的长度成正比。导体的电阻与导体的横截面积成反比。导体的电阻与导体材料的性质有关。

探究方案二：理论与试验相结合探究

除了上述探究思路外，我们还可以用刚刚学过的学问，通过逻辑推理来探究导体的电阻与导体长度、横截面积的