2024年 第八章 实验八 测定金属的电阻率教案 鲁科版选修3-1

2024年第八章实验八测定金属的电阻率教案鲁科版选修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课程基本信息1.课程名称：测定金属的电阻率

2.教学年级和班级：高中物理，选修3-1，2024年春季学期，高二年级一班

3.授课时间：2024年4月10日，周一下午第二节课，45分钟

4.教学时数：1课时

5.教学地点：物理实验室

6.教学内容：测定金属的电阻率，实验操作与数据处理

7.教学目标：

(1)学生能理解电阻率的概念及其物理意义；

(2)学生掌握测定金属电阻率的基本实验方法；

(3)学生能够进行实验操作，正确处理实验数据；

(4)学生培养实验观察能力、动手能力及科学思维。核心素养目标本节课旨在通过测定金属的电阻率实验，培养学生的科学探究能力和实践操作能力。具体包括：

1.科学探究：使学生能独立设计实验方案，进行实验操作，并对实验结果进行分析，从而培养学生的科学探究素养。

2.实践操作：通过实验操作，使学生熟练掌握测定金属电阻率的基本方法，提高学生的实践操作能力。

3.科学思维：让学生在实验过程中，体会物理量的测量方法，理解电阻率的物理意义，培养学生的科学思维。

4.团队协作：鼓励学生在实验过程中进行合作交流，共同解决问题，培养学生的团队协作能力。学情分析学生在进入本节课之前，已经学习了导体和绝缘体的概念、电流的基本规律、电阻的基本原理等物理知识。他们对实验操作有一定的了解，能够使用基本的实验仪器进行测量。但在测定金属的电阻率方面，部分学生可能对电阻率的物理意义理解不深，对实验数据的处理和分析能力有待提高。

1.知识层面：大部分学生已掌握测定电阻的基本方法，但对电阻率的概念及其物理意义了解不够清晰。因此，在教学过程中，需要加强对电阻率概念的讲解，让学生明白电阻率与电阻的区别。

2.能力层面：学生在实验操作方面具备一定的基础，但实验数据处理和分析能力参差不齐。教学中应注重培养学生的数据处理能力，引导学生运用科学方法对实验结果进行分析。

3.素质层面：学生的科学思维和团队协作能力有待提高。在实验过程中，教师应引导学生积极思考，培养学生的科学思维；同时，鼓励学生进行合作交流，共同解决问题，提高团队协作能力。

4.行为习惯：部分学生在实验过程中可能存在操作不规范、粗心大意等问题，这对实验结果产生影响。教学中，教师应注重培养学生的实验操作规范性和细心程度，确保实验结果的准确性。

5.影响因素：由于本节课为实验课，学生的实验操作能力和实验习惯对课程学习有直接影响。同时，学生对电阻率概念的理解程度以及对实验数据处理能力的掌握，也会影响到课程的学习效果。教学方法与策略1.教学方法：

-讲授法：在课堂开始时，教师通过PPT或板书对电阻率的概念、物理意义以及实验原理进行讲解，为学生提供理论基础。

-实验法：学生通过实际操作测定金属的电阻率，将理论知识与实践相结合，增强理解和记忆。

-小组讨论法：学生在实验前后分组讨论，分享实验心得和数据处理方法，促进学生之间的交流与合作。

-问题驱动学习法：教师提出与实验相关的问题，引导学生思考和探究，激发学生的学习兴趣和主动性。

2.教学活动设计：

-实验操作：学生分组进行实验，测定金属的电阻率，培养学生的动手能力和实验技能。

-数据处理与分析：学生运用所学知识处理实验数据，分析结果，培养学生的数据处理能力和科学思维。

-小组讨论与分享：学生分组讨论实验结果，分享心得体会，培养学生的交流与合作能力。

-问题解答与讨论：教师引导学生提出与实验相关的问题，进行解答和讨论，提高学生的思考和探究能力。

3.教学媒体与资源：

-PPT：教师使用PPT展示电阻率的概念、物理意义、实验原理和相关示例，提供清晰的视觉辅助。

-实验仪器：实验室中的电阻测量仪器、导线、电源等，用于学生的实际操作。

-实验指导书：提供详细的实验步骤、注意事项和数据处理方法，帮助学生进行实验。

-在线工具：如果条件允许，可以使用在线数据处理工具或软件，辅助学生进行数据分析和处理。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《测定金属的电阻率》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过需要测量金属电阻的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索测定金属电阻率的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解电阻率的基本概念。电阻率是材料导电性能的度量，它反映了材料对电流阻碍的程度。不同材料的电阻率不同，这是由材料的内部结构和成分决定的。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了如何测定金属的电阻率，以及它如何帮助我们了解材料的导电性能。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调测定金属电阻率的原理和实验操作方法。对于数据处理和分析的难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与测定金属电阻率相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示测定金属电阻率的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“测定金属电阻率在实际中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了电阻率的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对测定金属电阻率的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。教学资源拓展1.拓展资源：

-金属电阻率数据表：提供不同金属的电阻率数值，方便学生查询和对比实验结果。

-电阻率实验原理动画：通过动画形式展示电阻率的测定原理，帮助学生直观理解。

-实验操作视频教程：录制实验操作步骤和注意事项，供学生反复观看和学习。

-数据处理软件：推荐学生使用数据处理软件，如Excel、Python等，进行实验数据的分析和处理。

-在线学术文章：提供与金属电阻率相关的学术文章，供学生进一步阅读和探究。

2.拓展建议：

-学生可以利用金属电阻率数据表，了解不同金属的导电性能，并结合日常生活实例，探讨金属在实际中的应用。

-观看电阻率实验原理动画，加深对实验原理的理解，并尝试自己解释电阻率的测定过程。

-跟随实验操作视频教程，多次练习实验操作，提高实验技能和规范性。

-利用数据处理软件，进行实验数据的分析和处理，掌握数据处理方法，并尝试发现实验结果的规律。

-阅读在线学术文章，了解金属电阻率的研究前沿和应用领域，拓宽知识视野。重点题型整理1.题型一：电阻率的计算

题目：已知某金属的长度为10cm，横截面积为2cm²，测得该金属的电阻为20Ω，求该金属的电阻率。

答案：根据电阻率的定义，电阻率ρ=R×A/L，其中R为电阻，A为横截面积，L为长度。

代入已知数值，得到ρ=20Ω×2cm²/10cm=4Ω·cm。

2.题型二：实验数据的处理

题目：进行测定金属电阻率的实验时，测得不同温度下某金属的电阻值如下：

温度（℃）：20304050

电阻（Ω）：40455055

请问如何计算该金属的电阻率？

答案：首先，根据实验数据，可以计算出每个温度下的电阻率。

然后，可以观察电阻率与温度之间的关系，进一步分析金属导电性能的变化。

3.题型三：电阻率与温度的关系

题目：已知某金属的电阻率随温度变化的规律如下：

ρ1（20℃）：4Ω·cm

ρ2（30℃）：4.5Ω·cm

ρ3（40℃）：5Ω·cm

ρ4（50℃）：5.5Ω·cm

请问该金属的电阻率与温度之间的关系是什么？

答案：通过观察实验数据，可以发现电阻率随温度升高而增大。

可以推测，电阻率与温度之间可能存在线性关系，即电阻率随温度的增加而增加。

4.题型四：实验操作的注意事项

题目：在进行金属电阻率实验时，以下哪个步骤是正确的？

A.将金属丝插入测量仪器的两个夹具中

B.用手指握住金属丝进行测量

C.在测量前将金属丝冷却至室温

D.测量过程中不断晃动金属丝以确保接触良好

答案：正确的步骤是将金属丝插入测量仪器的两个夹具中（选项A）。

其他选项都可能影响实验结果的准确性。

5.题型五：实验结果的讨论与分析

题目：进行金属电阻率实验后，得到以下实验结果：

实验一：ρ=5Ω·cm

实验二：ρ=6Ω·cm

实验三：ρ=4Ω·cm

请问如何对实验结果进行分析？

答案：首先，可以计算出实验结果的平均值，即(5Ω·cm+6Ω·cm+4Ω·cm)/3=5Ω·cm。

然后，可以比较每个实验结果与平均值之间的差异，分析实验数据的准确性和可靠性。

如果实验结果相对接近，可以认为实验结果是可靠的；如果实验结果相差较大，可能需要检查实验操作和数据处理是否存在问题。板书设计1.电阻率的概念和物理意义

-定义：电阻率是材料导电性能的度量，反映了材料对电流阻碍的程度。

-物理意义：电阻率是表征材料导电性能的重要参数，与材料的内部结构和成分密切相关。

2.测定金属电阻率的方法和步骤

-实验原理：利用欧姆定律，通过测量金属的电阻值，计算其电阻率。

-实验步骤：

1.测量金属的长度和横截面积。

2.连接测量仪器，测量金属的电阻值。

3.计算电阻率：ρ=R×A/L。

3.实验数据的处理和分析

-实验数据：温度（℃）、电阻（Ω）、电阻率（Ω·cm）。

-数据分析：比较不同温度下的电阻率，观察电阻率与温度的关系。

4.实验操作的注意事项

-正确连接测量仪器，确保接触良好。

-保持金属丝在测量过程中的稳定，避免晃动。

-测量前将金属丝冷却至室温，确保实验结果的准确性。

5.实验结果的讨论与分析

-平均电阻率：5Ω·cm。

-分析实验结果的准确性和可靠性，检查实验操作和数据处理是否存在问题。教学反思与改进在《测定金属的电阻率》这一章节的课堂教学中，我进行了以下反思，并计划在未来教学中进行改进：

1.实验操作的指导：在实验过程中，我发现部分学生对实验操作不够熟练，导致实验结果不够准确。为了改进这一点，我计划在实验前增加一个实验操作的演示环节，让学生更清楚地了解实验步骤和注意事项。

2.数据处理的指导：在数据处理方面，我发现部分学生对如何使用数据处理软件不够熟悉，导致实验结果的处理不够准确。为了改进这一点，我计划在实验前增加一个数据处理软件的使用培训环节，让学生更熟练地掌握数据处理方法。

3.学生参与度：在课堂讨论和小组活动中，我发现部分学生参与度不高，可能是因为对实验内容不够感兴趣。为了提高学生的参与度，我计划在实验前引入一些与实验内容相关的实际问题，激发学生的兴趣和好奇心。

4.实验结果的讨论：在实验结果的讨论环节，我发现部分学生对实验结果的理解不够深入，可能是因为对实验原理和数据处理方法不够理解。为了提高学生对实验结果的理解，我计划在实验后增加一个实验结果的深入讨论环节，引导学生更深入地理解实验结果和实验原理。

5.反馈与评价：在教学过程中，我发现学生对实验操作和数据处理方法的反馈不够及时和准确。为了改进这一点，我计划在实验后增加一个反馈和评价环节，让学生对实验操作和数据处理方法进行反馈和评价，以便及时改进教学方法和内容。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生对电阻率的定义和物理意义理解程度较高，能够正确解释电阻率的概念。

-在实验操作过程中，部分学生表现出较高的动手能力和实验技能，但也有部分学生需要更多的指导和练习。

-学生在小组讨论中积极参与，能够提出自己的观点和想法，但仍有部分学生发言不够积极。

2.小组讨论成果展示：

-各小组能够根据实验数据进行分析和讨论，对电阻率与温度之间的关系有了一定的理解。

-小组成员之间能够互相合作，共同完成讨论任务，但部分小组在数据处理和分析方面存在一定的问题。

3.随堂测试：

-学生在电阻率的计算和实验数据的处理方面表现较好，能够正确计算电阻率和处理实验数据。

-但在实验操作的注意事项和实验结果的深入讨论方面，部分学生表现出一定的问题，需要进一步加强指导。

4.实验报告：

-学生在实验报告中能够较为详细地描述实验过程和结果，但部分学生在数据处理和分析方面的描述不够准确和详细。

-在实验结果的讨论和分析方面，部分学生能够提出自己的观点和想法，但仍有部分学生需要更多的指导和启发。

5.教师