4 探究导体的电阻与材料的关系

1、实验探究导体的电阻与材料的关系教学目标：（一）知识与技能1、理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。2、了解电阻率与温度的关系。（二）过程与方法用控制变量法，探究导体电阻的决定因素，培养学生利用实验抽象概括出物理 规律的能力。（三）情感、态度与价值观通过实验探究，体会学习的快乐。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：利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。教学方法：探究、实验讨论、练习教学用具：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、实验所需合金导线、日光灯灯丝、欧姆表、酒精灯、热敏电阻、光敏电阻、手 电筒教学

2、过程：（一）引入新课教师：同学们在初中学过，电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小决定 于哪些因素？其定性关系是什么？学生：导体电阻的大小决定于导体的长度、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。教师：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，这节课让我们用实验定量地研究这个问题。（二）进行新课1、电阻定律教师：（多媒体展示）介绍固定在胶木板上的四根合金导线L、L、L、L的特1234点八 .（1）LL2为横截面积相同、材料相同而长度不同的合金导线（镍铭丝）（2）匕、L3为长度相同，材料相同但横截面积不同的合金导线（镍铭丝）（3）L、L

3、为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线（L为镍铭丝，343L4为铜丝）学生实验：按下图连接成电路。巩A 晶Li *（1）研究导体电阻与导体长度的关系，得出导线电阻与导线长度教师：将与A、B连接的导线分别接在L、L两端，调节变阻器R，保持导线两 端的电压相同，并测出电流&比较通 的关系。学生：从实验知道，电流与导线的长度成反比，表明导线的电阻与导线的长度 成正比。（2）研究导体电阻与导彳教师：将与A、B连接的导线分别接在匕、l3两端，调节变阻器R，保持导线两 端的电压相同，并测出电流.比较通过L2、L3电流的不同，得出导线电阻与导体横截 面积的关系。学生：从实验知道，电流与导线的横截面积成

4、正比，表明导线的电阻与导线的 横截面积成反比。（3）研究导体的电阻与导体材料的关系教师：将与A、B连接的导线分别接在匕、L4两端，重做以上实验。学生：从实验知道，电流与导体的材料有关，表明导线的电阻与材料的性质有 关。师生共同活动：小结实验结论，得出电阻定律。电阻定律：内容：同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S 成反比；导体电组与构成它的材料有关。这就是电阻定律。公式：R部-S教师指出：式中Q是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性 能的物理量，称为材料的电阻率。电阻率 :电阻率是反映材料导电性能的物理量。单位：欧米(Q m)投影几种导体材料在20C时的电阻率

5、材料p /Q m材料p /Q m银1.6X10-8铁1.0X10-7铜1.7X10-8锰铜合金4.4X10-7铝2.9X10-8镍铜合金5.0X10-7钨5.3X10-8镍铭合金1.0X10-6锰铜合金：85%铜，3%镍，12%锰。镍铜合金：54%铜，46%镍。.镍铭合金：67.5%镍，15%铭，16%铁，1.5%锰。学生思考：金属与合金哪种材料的电阻率大？制造输电电缆和线绕电阻时，怎样选择材料的电阻率？参考解答从表中可以看出，合金的电阻率大。制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来做.制造线绕电阻时应选用电 阻率大的合金来制作。2、电阻率与温度的关系实验：将日光灯灯丝（额定功率为8 W）与演示

6、用欧姆表调零后连接成下图电 路，观察用酒精灯加热灯丝前后，欧姆表示数的变化情况。学生总结：当温度升高时，欧姆表的示数变大，表明金属灯丝的电阻增大，从 而可以得出：金属的电阻率随着温度的升高而增大。教师：介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图2.6-5所示。图2尊5金屈电网也度计学生思考：锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，怎样利用它们的这 种性质？参考解答：利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。（三）课堂总结、点评通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：1、电阻定律R= p LS2、电阻率是反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变； 某些材料的电阻率会随温度的升高而变大（如金属材料）；某些材料的电阻率会随温 度的升高而减小（如半导体材料、绝缘体等）；而某些材料的电阻率随温度变化极小 （如康铜合金材料）（四）实例探究 电阻定律的应用【例1】一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5。，导线原 来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍？答案：8。； 5倍解析：一段导线对折两次后，变成四段相同的导线，并联后的总电阻为0.5。， 设每段导线的