2024-2025学年高中物理 第2章 电路 实验2 测定金属的电阻率教案 粤教版选修3-1

2024-2025学年高中物理第2章电路实验2测定金属的电阻率教案粤教版选修3-1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容2024-2025学年高中物理第2章电路，实验2《测定金属的电阻率》，选自粤教版选修3-1。本节内容主要包括以下部分：

1.电阻的定义及其公式；

2.金属电阻率的概念及其影响因素；

3.欧姆定律的应用，测量金属丝的电阻；

4.利用电阻率公式，计算金属丝的电阻率；

5.实验数据的处理，误差分析。核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括以下方面：

1.物理观念：通过学习电阻和电阻率的概念，使学生建立正确的物理观念，理解电阻是电流阻碍作用的大小，电阻率是材料导电性能的表征，从而加深对电学基础知识的理解。

2.科学思维：培养学生运用欧姆定律解决实际问题的能力，通过实验测量金属丝的电阻，锻炼学生的实验设计和数据分析能力，提高科学思维能力。

3.实践能力：通过动手实验，让学生掌握测定金属电阻率的方法，培养实验操作能力和团队协作能力。

4.科学探究：引导学生对实验数据进行处理和误差分析，激发学生主动探究问题的意识，提高科学探究能力。

5.情感态度与价值观：培养学生对物理实验的兴趣，养成严谨、求实的科学态度，认识物理知识与现实生活的联系，增强社会责任感。重点难点及解决办法重点：

1.电阻和电阻率的概念及其计算方法；

2.实验装置的搭建和操作步骤；

3.实验数据的收集、处理和分析。

难点：

1.电阻率与温度的关系，以及如何控制温度变化对实验结果的影响；

2.实验操作中的细节问题，如电流表的连接、滑动变阻器的使用等；

3.误差分析，区分系统误差和偶然误差，理解其对实验结果的影响。

解决办法与突破策略：

1.通过多媒体演示和实物展示，帮助学生直观理解电阻率的概念，并通过实际测量加深印象；

2.在实验前，详细讲解实验装置的搭建和操作步骤，并进行示范，确保学生正确理解；

3.引导学生使用控制变量法，探究电阻率与温度的关系，并通过实验数据记录和分析，让学生在实践中掌握；

4.对于实验操作中的细节问题，通过分组讨论和教师指导，让学生在实践中学习和纠正；

5.在数据处理阶段，引导学生运用统计学方法进行误差分析，区分不同类型的误差，并通过重复实验减少偶然误差；

6.鼓励学生反思实验过程中可能出现的问题，培养解决问题的能力和批判性思维。教学方法与策略1.教学方法选择

为达成本节课的核心素养目标，结合学习者特点，主要采用以下教学方法：

（1）讲授法：用于引入电阻和电阻率的概念，讲解实验原理和操作步骤，确保学生掌握必要的理论知识。

（2）讨论法：针对实验中的重点和难点，组织学生进行分组讨论，促进学生对问题的深入理解和解决。

（3）案例研究法：通过分析实际案例，使学生了解电阻率测定在现实生活中的应用，提高学生的实践能力。

（4）项目导向学习：将实验任务以项目的形式分配给学生，鼓励学生在完成项目过程中自主探究、合作学习。

2.教学活动设计

为实现教学目标，设计以下教学活动：

（1）导入环节：通过展示实际生活中的电阻现象，引导学生思考电阻的概念及其作用。

（2）理论讲解：利用PPT和板书，结合讲授法，讲解电阻、电阻率、欧姆定律等理论知识。

（3）实验演示：现场演示实验装置的搭建和操作步骤，让学生直观了解实验过程。

（4）分组讨论：将学生分成小组，针对实验中的重点和难点进行讨论，培养学生的合作意识和解决问题的能力。

（5）实验操作：学生分组进行实验，亲自动手测定金属丝的电阻率，巩固理论知识，提高实践能力。

（6）项目展示：各小组展示实验成果，分享实验过程中的心得体会，促进学生之间的交流与互动。

（7）总结反思：教师引导学生总结实验原理、操作步骤和注意事项，并对实验过程中的问题进行反思。

3.教学媒体和资源使用

为提高教学效果，本节课将使用以下教学媒体和资源：

（1）PPT：用于展示理论知识、实验原理和操作步骤，便于学生理解和掌握。

（2）视频：播放实验操作过程的视频，帮助学生更直观地了解实验操作细节。

（3）在线工具：利用网络资源，如教育平台、电子教材等，为学生提供丰富的学习资料。

（4）实物和实验器材：为学生提供实际操作的实验器材，使学生在实践中掌握知识。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对金属电阻率的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道金属电阻率是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于金属电阻率应用的图片或视频片段，让学生初步感受电阻率在现实生活中的重要性。

简短介绍金属电阻率的基本概念和测定方法，为接下来的学习打下基础。

2.电阻率基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解电阻率的基本概念、影响因素和测定原理。

过程：

讲解电阻率的定义，包括其与电阻的关系。

详细介绍电阻率的影响因素，如材料、温度等，并使用图表或示意图帮助学生理解。

3.实验案例分析与讨论（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解电阻率的特性和测定方法。

过程：

选择几个典型的金属电阻率测定实验案例进行分析。

详细介绍每个案例的实验步骤、注意事项及结果分析，让学生全面了解实验的整个流程。

引导学生思考这些实验案例对实际生活和科学研究的影响，以及如何应用电阻率解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论如何优化实验步骤，提高实验结果的准确性。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与金属电阻率测定相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论实验过程中可能遇到的问题、挑战以及解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对金属电阻率的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括实验主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调金属电阻率的重要性和测定意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括金属电阻率的基本概念、实验案例分析等。

强调金属电阻率在现实生活和科学研究中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于金属电阻率测定的实验报告，以巩固学习效果。知识点梳理一、电阻和电阻率的概念

1.电阻的定义：电阻是电流通过导体时，由于导体内部对电流的阻碍作用而产生的物理量。

2.电阻率的定义：电阻率是描述材料导电性能的物理量，等于单位长度、单位截面积的导体的电阻。

3.电阻与电阻率的关系：电阻R=ρL/A，其中ρ为电阻率，L为导体长度，A为导体截面积。

二、影响电阻率的因素

1.材料种类：不同材料的电阻率不同，金属的电阻率较小，非金属和半导体的电阻率较大。

2.温度：温度对金属电阻率有显著影响，一般来说，温度升高，电阻率增大。

三、欧姆定律

1.欧姆定律的内容：在电压恒定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

2.欧姆定律的表达式：I=V/R，其中I为电流，V为电压，R为电阻。

四、金属电阻率的测定方法

1.实验原理：利用欧姆定律，通过测量金属丝的电阻，计算出金属的电阻率。

2.实验步骤：

a.搭建电路，连接电源、电流表、电压表和金属丝；

b.调节滑动变阻器，使电压表示数达到预设值；

c.记录电流表示数，计算金属丝的电阻；

d.测量金属丝的长度和直径，计算截面积；

e.根据电阻率公式，计算金属的电阻率。

五、实验数据的处理和分析

1.数据记录：在实验过程中，要详细记录电流、电压、金属丝长度和直径等数据。

2.数据分析：

a.计算金属丝的平均电阻率；

b.分析实验误差，区分系统误差和偶然误差，找出可能的原因；

c.探讨如何提高实验结果的准确性。

六、实验注意事项

1.搭建电路时，确保连接正确，避免短路和断路；

2.使用电流表和电压表时，注意量程和分度值，确保读数准确；

3.调节滑动变阻器时，避免大幅度调节，以免损坏仪器；

4.测量金属丝长度和直径时，尽量减小误差；

5.实验过程中，注意安全，避免触电。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：有关金属电阻率与温度关系的深入研究文章，了解不同金属在不同温度下的电阻率变化规律。

-阅读材料：介绍新型导电材料（如石墨烯）的研究进展和应用前景，探讨其对未来电子设备的影响。

-视频资源：关于金属电阻率测定实验的操作演示视频，帮助学生更直观地了解实验步骤和技巧。

-阅读材料：电子元件中电阻器的原理和分类，了解不同类型电阻器的特点和应用场景。

-阅读材料：电阻率在工业生产和科学研究中的应用案例，如金属探伤、材料检测等。

2.拓展要求：

-鼓励学生利用课后时间阅读相关材料，加深对金属电阻率知识的理解。

-观看操作演示视频，学习实验操作的规范性和技巧，提高实验技能。

-学生可通过阅读材料和视频资源，了解电阻率在现实生活和科技发展中的应用，激发学习兴趣。

-教师提供必要的指导，如推荐合适的阅读材料，解答学生在自主学习过程中遇到的疑问。

-鼓励学生进行小组讨论，分享学习心得，互相学习，共同提高。

-学生可撰写拓展学习报告，总结所学内容，提升自身知识体系。

-教师关注学生的拓展学习进度，及时给予反馈和建议，帮助学生不断提高。教学评价与反馈1.课堂表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的情况，评估学生对电阻和电阻率概念的理解程度，以及他们在实验操作中的技能表现。

2.小组讨论成果展示：评价学生在小组讨论中的参与度、合作能力和解决问题的能力，以及他们对于金属电阻率测定实验的理解和分析能力。

3.随堂测试：通过设计一些选择题、填空题和计算题，测试学生对电阻、电阻率、欧姆定律等知识的掌握程度，以及他们运用这些知识解决实际问题的能力。

4.实验报告：评估学生对实验原理、步骤和数据处理的理解，以及他们在实验报告撰写中的表达能力和科学素养。

5.教师评价与反馈：针对学生在课堂表现、小组讨论、随堂测试和实验报告中的表现，给予及时的反馈和建议。对于表现优秀的学生，给予表扬和鼓励；对于存在问题的学生，提供指导和建议，帮助他们改进和提高。同时，教师也可以根据学生的反馈，调整教学方法和策略，以更好地满足学生的学习需求。教学反思与改进在这节关于测定金属电阻率的课程结束后，我觉得有几个地方值得反思。首先，我在导入新课的部分，通过提问和展示图片、视频的方式，激发了学生的兴趣，这一点我觉得做得还不错。但在讲解电阻率基础知识时，可能讲得有些快，有些学生对这部分内容掌握得不够扎实。

在小组讨论环节，我发现有些小组讨论不够深入，可能是因为我对他们的引导不够，或者是留给他们的时间不够充裕。在未来的教学中，我需要调整讨论的时长，同时加强对学生的引导，让他们能够更深入地探讨问题。

课堂展示与点评环节，学生的表现总体良好，但我注意到有些学生在提问和点评时不够积极。我考虑在下次课中，鼓励更多的学生参与到这个环节，提高他们的课堂参与度。

针对实验操作部分，我发现有些学生在操作过程中不够熟练，可能是因为实验前的演示不够详细。因此，我计划在下次实验课前，增加实验