探究决定导线电阻的因素

1、探究决定导线电阻的因素【教学目的】1、理解电流的产生原因。2、理解导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，比例系数与导体的材料有关。3、理解金属导体的电阻由自由电子与金属离子碰撞而产生，金属材料的电阻率随温度的升高而增大。【教学重点】理解电阻定律【教学难点】电阻率的概念【教学媒体】干电池组，电键，电流表，电压表，滑动变阻器，电阻丝若干条，导线若干【教学安排】【新课导入】直接导入新课我们初中学习了电流，电荷的定向移动形成电流。在前一章中我们知道电荷在电场力的作用些会发生运动。那么电流形成的本质原因是什么呢？【新课内容】1、导线中的电场结合课本图2.1-2分析导线中的电场的分布情况。（1）导线中

2、的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果。其一、电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。 其二、这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。（2）恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。2、电流（标量）（1）概念：电荷的定向移动形成电流。（2）电流的方向：规定正

3、电荷定向移动的方向为电流方向。（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：（4）电流的微观表示取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少？-引导学生推导归纳：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 这就是电流的微观表示式。（5）单位：安培（A） 1 A =103mA = 106A（6）电流的种类： 直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类

4、：其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流，方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。 交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。通过例题分析让学生把电流与导线内自由电子的定向移动的速率联系起来，同时说明电子定向移动的速率和在导线中建立恒定电场的速率是两个不同的概念。3、电阻定律我们已经知道电阻的大小不是由电压和电流决定的。而是由电阻本身决定的。那么到底是电阻的哪些因素影响电阻的大小呢？又是什么样的函数关系呢？这一节我们就一起来探究这个问题。1. 实验探究（1） 猜想：学生提出可能的影响因素如：温度/材料/长短/粗细等等（要求给出猜想的感受或理论依据，并对其函数关系做定性判断

5、）（2） 设计实验：提出问题1：实验中有很多的物理量，应采用什么方法？应怎么选择待测电阻丝？用控制变量法；所以要选择几根电阻丝，其中A、B、C是同种材料，横截面积依次为1: 2:4。每根电阻丝可选择接入电路的长度。D是另一种材料的电阻丝，还可以用酒精灯加热以改变温度。提出问题2：需要测量哪些物理量？由于长度、粗细都可以用倍数的关系，所以主要要测量读数的就是电阻值了。提出问题3：要如何测定导体的电阻？（请同学设计电路）可用万用表的欧姆档，但这样的测量太粗略。所以最好使用欧姆定律，利用电压和电流间接测量电阻值。电路如右图。提出问题4：实验中如何减小读数时的偶然误差？偶然误差可通过多次测量减小，即应

6、用滑动变阻器调节电压和电流，求其比值的平均值。（3） 实验操作：按电路，依次将 A、B、C、D三段电阻丝分别接入电路中，利用 R=U/I测出三段电阻丝电阻，并加以比较。教师演示，学生读数并记录表中，控制变量完成操作。（4） 数据分析：先定性观察：R与材料、长度、横截面积有关。后根据数据表格推理得出电阻与横截面积成反比；与电阻长度成正比；与电阻材料有关。，其中K代表了材料对电阻的影响。我们用电阻率来表示它，符号换成。即。电阻率，即当导体有1m2截面积，长1m时的电阻值在数值上等于电阻率。电阻率的单位为 欧姆米（）阅读书P52/表格，感受一些材料的电阻率，知道导体和绝缘体在电阻率上的差别。强调：的

7、大小由导体材料决定。这个公式也非决定式，因为电阻率是由材料决定的。同时，的大小与温度有关，一般随温度升高而增大。演示实验：把单独一根电阻丝接入前图所示电路中，测出电阻来，用酒精灯加热。再看电压表、电流表读数，可以计算出电阻，从而判断电阻增大了。阅读书P52/内容，知道金属导体的电阻率通常随温度升高而增大，在小温度变化范围内呈线形关系。而绝缘体和半导体的电阻率则随温度升高而呈非线性的减小。，知道导体和绝缘体在电阻率上的差别。某些合金如锰铜和康铜的电阻率则几乎不随温度改变。不同材料的电阻率随温度的变化情况不同，根据这一特性，我们可以物尽其用。常用的电阻温度计是用金属铂做成的，锰铜和康铜的电阻率几乎

8、不受温度变化的影响，常常用来制作标准电阻。当温度降低到一定温度附近时，某些材料的电阻率会突然减小到零。超导体有很奇妙的特性，如磁场无法渗透到它内部。演示课件：超导现象以及磁悬浮。（5） 得出结论并板书：电阻定律：在温度一定的条件下。导体电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比。3、身边的电阻：电阻有固定电阻和可调电阻（电位器）。其中可调电阻如电位器、滑动变阻器主要是通过改变电阻接入电路的长度来调节阻值的大小的。阅读书P54/信息窗学会辨别色环电阻。 练习与巩固1、关于材料的电阻率，下列说法中正确的是()A.把一根长导线截成等长的三段，每段的电阻率是原来的1/3B.金属的电阻率随温度的升高而增大C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量2、一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一