高中物理教师资格证面试教案11.2 导体的电阻 教学设计

1、第 11 电路及其应用第 2 导体的电阻一、 学内分析导体的电阻是普通高中物课程标准2017 年 2020 年修订课必修 3 模块中“电路及其应用”主题下的内容。课程标准要求为：通过实验，探究并了解金属导体 的电阻与材料长和横截面积定量关系知道滑动变阻器的工作原理通过 I-U 图了 解材料的电阻特性通中理课程标( 年解读对课程的标准的解读为：本 条目要求学生通过实验探究了解金属导体的电阻与材料度和横截面之间的定量关系 解电阻定律及其表达式在验究中经历问题证据解释与交流等科学探究的过程，体 验用图像法处理数据的科学方法，促进实验探究能力的提升。本节包括电阻和电阻率两个概念实验对导体两端电压 U

2、和通过导体的电流 I 的U量，发现 U-I 图是一条过原点直线，说明导体的 比值不变，对于同导体，该比值不I同，这个比值表明了导体的导电性质，定义为导体的电阻。研究导体的电阻影响因素 控制变量这一重要科学方法定研究电阻与长度导体横截面积和材料的关系后给出 电阻率的概念，通过演示实验说明电阻率与温度的关系误!未定义签二、 情分从知识层面学生已经在初中学了电阻的概念电阻概念熟悉学生学习了很多用 比值定义法定义的物理量有于学生理解电阻的定义制变量法是一种重要的科学研 究方法在究电阻与长度导横截面积和材料因素时需用用到该方法生虽能把我实 验设计的基本思想但体实验案设计能力发展不足注意引导学生设计实验方

3、案比 较实验方案的优点和缺点生新奇现象有较强的好奇心导介绍能引起学生的学习 兴趣可让学生自行查阅互联资源读文字或观看视频为了解科学前沿打开一扇窗 口。三、 学目 学理解电阻的定义，体会物理概念及规律的建立过程。 学通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和截面积的定量关系，体 会物理学中控制变量的研究方法。 学分析实验数据，了解电阻率的物理意义及其与温度的系。学生查阅资料，初 步了解超导现象及其应用。 学能根据伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别四、 学重点教重：阻的定义及电阻的决定因素教难：用控制变量法设实验方案研究金导体电阻与长度截面积和材料 的关系，分析数据得到电阻定律。教方：授

4、法、实验探究法、启发式教学五、 学过新引投影电阻图片。1A B A B D教师介绍导体对电流有阻碍作用种性质称为导体的电阻阻丰富多样有的电阻 的阻值与光照强度有关光电阻电阻与施加于其上的压力有关表电阻？ 电阻与哪些因素有关？如何定量研究电阻的影响因素？新教 电投影电路，用伏安法测量通过导体的电流和导体两端的电压。教师介绍电路：当滑动触头 滑位置 。阻 R 被路，电流和电压均为零。当滑动 触头滑到位置 b导体 R 滑动变阻器并联。滑动触头从 到 ，导体的电压逐渐增大。展示实验测量结果见上方作)。问题 ：对于金属导体，导体两端的电压与通过导体的电流遵循什么规律？问题 ：你认为如何定义导体的电阻较为

5、恰当？问题 ：导体 U-I 图像的斜率代表哪个物理量？下图是个导体的 U-I 图像，哪个导体 的电阻大？归纳总结：电阻定义为导体两端的电压 U 通过导体电流 I 的值，=UI电阻由导体自身决定。课堂练习 练习与应用第 1 题某同学对四个电阻各进行一次测量个阻两端电压与通过电阻电流在坐标系中描 点，得到 A、B、C、D 四点试较四个电阻阻值大答案： R 思考与讨论据属结构模型体对电流为何有阻碍？从微观角度如何理解导体具 有电阻？分析：自由电子在做定向运动时要与带正电的离子实频繁碰每秒可达 1014 次，电 阻反映的是因碰撞而造成的对电子定向运动的破坏作用。欧姆定律：导体中的电流 I 跟导体两端的

6、电压 U 成比，跟导体的电阻 R 成比，即2UI=实验表明：对于金属导体，化学电解液，欧姆定律成立，其他材料导体，欧姆定律不成 立。 影导体电阻的因素问题不电阻的影响因素不同光敏电阻的阻值与光照强度有强烈的依赖关系敏 电阻与材料的温度有关。金属材料导体在生活中广泛应用。金属导体的电阻与哪些因素有 关？情境 1将滑动变阻器 端 B 端入电路，将滑动触头 P 向 D 移动，接入电路的 阻值如何变化？滑动变阻器改变阻值的原理是什么？说明导体的电阻与什么因素有关？情境 ：将灯泡串联接入电路，实验发现灯丝较粗的灯泡较亮。灯泡的亮度由哪个物理 量决定？这个现象说明电阻与什么因素有关情境 ：生活中导线大多是

7、铜材料。铁的价格比铜的价格低，铁也是导体。电阻与什么 因素有关？分析归纳金属导体电阻大的因素有导体的长度的截面积和导体的材料。 问题 ：金属导体电阻与多个因素有关。如何研究电阻某个因素的关系？你打算采用什么方法？问题 导电阻 与体长度 l 的系验料有何要求？哪些物理量相同？ 哪些物理量不同？问题 ：阅读教材“实验 研影响导体电阻的因素”内容，实验中如何测量导体的电 阻？该实验算出电阻的具体数值了吗？问题 ：该实验使用一个电压表，将电压表依次与每个金属丝并联，测量电压，表征电 阻的大小若四个电压表分别每个金属丝并联次测量出四个电压数值这方案可 行吗？若可行，试比较该方案与教材方案相比，有何优势和

8、劣势？教材方案有何优点？ 导电阻率实验表明：同种材料的导体，电阻与它的长度 l 成正比，与它的横截面积 成比 导体电阻还与构成它的材料有这个结论称为电阻定律。写成数学表达式，可以表示为，=lS式中 为料的电阻率，由材料种类决定。展示不同材料的电阻率表格。表 1 导体材料在 时的电阻率 材料 电阻率 / 银 1.6-8 铜 1.7-83铝 2.9-8钨 5.3-8铁 9.7-8镍铬合金 1.0-6镍铜合金 5.0-7锰铜合金 4.4-7思考观察表 1 中数据能释为什导线选择铜材料吗？银的电阻率小于铜的电阻 率，为什么不选择银材料？金属导体电阻率与温度有关。对于大多数金属，随着温度升高，金属材料电

9、阻率增大。 电阻率和温度之间存在定量的对应关系们根据这种关系制造了电阻温度计以量较 大的温度范围而有些合金电阻在一定温度范围内电阻率近似不变常于制作标准电 阻，用于校准仪器。温度降低，金属导体的电阻会减小。荷兰物理学家昂内斯发现当温度降低至 时， 汞的电阻突然跳跃式下降到仪器测不到的值阻变为零这种现象称为超导现象在昂内 斯之后科家们发现当温度很低时多金属和合金都会发生超导现象科学家逐渐发现 了更多的超导材料，而超导的实现温度也逐渐提升，在实际中发挥了重要应用。昂内斯的实验结果 超导体的抗磁性（慈悬浮） 伏特性曲线以通过导体的电流 I 为轴以导体端的电压 U 为轴制的 I-U 像称为导体的 伏安

10、特性曲线。问题 ：绘制金属导体的伏安特性曲线。图像的斜率代表什么？IIOU OU图 图 问题 ：导体 和导体 b 的安特性曲线如图 1 所，哪个导体的电阻大？问题 ：某导体的伏安特性曲线如图 2 所示。该导体的电阻与导体两端的电压有关吗？ 若有关，随着电压增大，导体的电阻如何变化？二极管的伏安特性曲线：4S SS S图 二管伏安特性曲线二极管是一种电学器件当正电压超过某一值时电流随电压升高急剧升高二极 管电阻很小，可认为电阻为零；当加反向电压，不太大时，电流很小，几乎为零，电路中无 电流，可视作断路。课堂小结U 电：导体两端的电压与通过导体 流的比值R= 。I 电定律材的导体与的长度 l 成比的截面积 S 反比；l导体电阻还与构成它的材料有R 电率。金属导体的电阻率随温度升高增大。 伏特性曲线根据伏安特性曲线分析电阻随电压如何变化；二极管具有单向导电性通向压，当作短路处理；通反向电压，当作断路处理 作业习应用”写在教材。六、 书设 导的电阻一、电阻U= 由材料决定I欧姆定律：I=U适用条件：金属导体、电解液二、影响导体电阻的因素三、导体的电阻率l电阻定 =电阻率 金属导体电阻率随温度升高增大四、伏安特性曲线I-U 图二极管单向导电性斜率表示七、 学反由于初中学习过电阻概念生易理念电