11.2导体的电阻“教学评”一体化教学设计

“教学评”一体化教学设计课时设计“教学评”一体化教学设计纳雍六中课题人教版高中物理·必修·第三册第十一章电流及其应用第2节导体的电阻课型新授课☑复习课□试卷讲评课□其他课□授课班级授课时间教学内容分析课标要求：1.知道导体的电阻，了解影响电阻的因素；知道电阻率，了解电阻率的特点。2.通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。教材分析：本节教材内容以探究决定电阻的因素为载体，既要研究电阻与其影响因素的定量关系，更重要的是突出探究过程，因此，要求教师既要让学生有充分体验探究过程的时间，又要考虑让学生掌握必要的知识与方法。教学中可以采取实验探究重方法，理论探究重思维的策略，通过实验探究影响导体电阻的因素，再进一步通过逻辑的推理得到电阻定律，让学生体验逻辑思维的力量。学情分析知识储备：学生已经在初中学习了电阻的概念，对电阻概念熟悉。能力基础：学生学习了很多用比值定义法定义的物理量，这有助于学生理解电阻的定义。控制变量法是一种重要的科学研究方法，在研究电阻与长度、导体横截面积和材料因素时需要用到该方法。思维能力：学生虽能把握实验设计的基本思想，但具体实验方案设计能力发展不足，要注意引导学生设计实验方案，比较实验方案的优点和缺点。核心素养物理观念：让学生体会科学探究与逻辑思维相结合的物理观念，体验逻辑思维的力量。科学思维：培养学生控制变量，利用实验抽象概括出物理规律的能力。科学探究：用控制变量法，探究导体电阻的决定因素。科学态度与责任：通过电阻温度计的教学，培养学生理论联系实际、学以致用的思维品质。教学准备多媒体课件导学案活动设计教学内容教师活动学生活动评价任务环节一：导入新课活动一：展示学习目标1.经历决定导体电阻的因素的探究过程，体验运用控制变量研究物理问题的思维方法。体会实验探究和逻辑推理都是重要的科学研究方法。2.深化对电阻的认识，了解导体的电阻规律，能用电阻的计算公式进行有关计算。3.理解电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系。让学生明确学习目标，做到有的放矢；课后根据目标，学生自我评价得失情况。活动二：问题导入我们知道电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小决定导体的长度、横截面积和材料。出示图片：电线同种材料制成的导体，长度越短，横截面积越大，电阻越小。如图，为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得()一点。答案:粗那么，它们之间的定量关系是怎样的呢？1、PPT展示问题，引导学生思考。2、板书：11.2导体的电阻思考问题并尝试回答问题。评价学生回答情况。评价学生是否有对新课题的求知欲望。环节二：新课教学活动一：电阻电阻1.电阻（1）定义：在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。（2）公式：（3）在导体的U-I图像中，斜率反映了导体电阻的大小，在同一个U-I图像中斜率越大电阻越大。1、让学生阅读课本完成相关概念的学案填空。2、思考讨论:如图所示为金属导体A、B两端的电压随导体中的电流的变化情况的U-I图像，从图中你获得哪些信息？①同一个金属导体的U-I图像是一条过原点的直线；②同一个导体，电压跟电流之比都是一个常量；③图像的倾斜程度不同，表明不同导体的R值不同。1、阅读课本并回答问题。2、观察PPT展示的图片资料。1、对学生的阅读情况和回答问题的情况进行评价。2、对学生思考问题和回答问题的情况进行评价。活动二：影响导体电阻的因素实验：研究影响导体电阻的因素1、实验目的探究电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的定量关系。2.实验原理根据串联电路导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比。这样就可以得出长度、横截面积和材料这三个因素与导体电阻的关系。3.实验器材开关、电源、电压表（或多用电表）、导线、滑动变阻器、直径为0.35mm和0.25mm的镍铬丝、直径为0.35mm的铁铬丝。4.实验电路影响导体电阻的因素如图，b与a长度不同；c与a，横截面积不同；d与a，材料不同；在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同。5.研究方法采用控制变量法。（1）导体电阻与长度的关系b与a，长度不同，横截面积、材料相同。比较a、b的电阻之比与它们的长度之比。（2）导体电阻与横截面积的关系c与a，横截面积不同，长度、材料相同。比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比。（3）导体电阻与材料的关系d与a，材料不同，长度、横截面积相同。比较a、d的电阻是否相等。6.实验步骤（1）按照电路图连接电路，把直径为0.35mm和0.25mm的镍铬丝、直径为0.35mm的铁铬丝串联到电路中。（2）闭合开关后，测出直径为0.35mm，长度为20mm和10mm的镍铬丝的电压值；再测出直径为0.35mm，长度为20mm铁铬丝的电压值和直径为0.25mm，长度为20mm，的镍铬丝的电压值。（3）改变滑动变阻器滑片的位置，重复上面的步骤，并把测得的数据填入表中。7.数据处理根据表格内的数据请你计算长度之比、面积之比与电压之比的关系，并说出你发现什么规律？由表中数据可知：①a、b导体的长度之比为2:1，电压之比为1.94:1。②a、c导体的面积之比为1.96:1，电压之比为1:1.93。③a、c导体材料不同，电阻也不同。即：在误差允许范围内：La：Lb=Ua：Ub=Ra：RbSa：Sb=Ua：Ub=Ra：Rb8.实验结论由上述数据可得，在误差允许范围内，导体电阻大小与长度成正比，与面积成反比，并与导体的材料有关。1、教师为学生讲解实验，并播放实验视频；2、让学生观察实验现象并作出解释。3、对学生的解释作出必要的引导和更正。1、学生了解实验目的、原理、器材、电路并说出实验步骤，最后进行操作；2、学生观看视频影响导体电阻的因素实验视频并记录数据；3、学观察数据并计算找出规律。评价学生观察和表述实验现象的能力。评价学生对实验现象作出解释。活动三：导体的电阻率导体的电阻率1.电阻定律：（1）内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。（2）表达式：2.电阻率（1）ρ是个与材料本身有关的物理量，它直接反映了材料导电性的好坏，我们把它叫做材料的电阻率。在长度、横截面积一定的条件下，ρ越大，导体的电阻越大。（2）表达式：（3）单位：欧·米（Ω·m)（4）物理意义：反映材料导电性能的物理量，ρ越大，导电性能越差。3.几种导体材料在20℃时的电阻率。你能从表中看出哪些信息？（1）纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。电阻率小用作导电材料，电阻率大的用作绝缘材料。（2）不同材料的导体电阻率不同。思考讨论：表格在列出几种材料的电阻率时，标注了温度是20ºC，这可能说明了什么？标题有20℃的限制，这可能说明了各种材料的电阻率都随温度而变化。演示实验：电阻率与温度的关系实验器材：灯泡的灯丝、小灯泡、酒精灯、两节干电池、导线、开关出示图片：电阻率与温度的关系实验过程：如图，将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热。通过上面的演示实验说出你观察到的现象，这说明了什么问题？现象：用酒精灯给灯丝加热，灯丝的温度升高，观察到此时小灯泡变暗。这说明温度升高，电路中电阻变大，根据可知灯丝的温度升高电阻率变大了即：金属的电阻随温度的升高而增大，或金属的电阻率随温度的升高而增大。4.电阻率大小不同，与温度的关系也不同，所以用途也不同。（1）导线有些金属材料（如纯金属）电阻率较小，可以用来制作导线。（2）电阻丝有些金属材料（如合金材料）电阻率较大，可以用来制作电阻丝等。（3）还有一些合金材料电阻率随温度变化很小，可用于制作标准电阻。5.超导现象、超导体和转变温度当温度降低时，导体的电阻率将会减小。出示图片：锰铜合金和镍铜合金例如：锰铜合金和镍铜合金制作的标准电阻的电阻率几乎不受温度变化的影响。（4）电阻温度计电阻率随温度变化较大的材料，可以用来制作电阻温度计，电阻温度计连接在电路里，温度越高，导体电阻越大，电路里的电流就越小，可以用电流表的示数来表示相应的温度。①工作原理：电阻温度计是利用金属的电阻随温度变化而制成的。②主要构造：指示仪表、连接导线、热电阻（铂）。精密的电阻温度计是用铂做的。已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道温度。5.超导现象、超导体和转变温度（1）科学家们发现一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。（2）能够发生超导现象的物质称为超导体。1987年，华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇—钡—铜—氧系材料，超导转变温度提高到90K（－183.15℃）（3）转变温度：材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的转变温度．引导学生阅读课本回答电阻定律的内容。播放演示实验视频，让学生观察电阻率与温度的关系的演示实验回答问题。引导学生阅读课文了解电阻温度计。1、阅读课本并回答问题。2、观察电阻率与温度的关系的演示实验回答问题。对学生阅读课本的情况和回答问题的情况做出评价。2、评价学生观察和表述实验现象的能力。3、评价学生对实验现象作出解释。活动四：拓展学习伏安特性曲线在实际应用中，常用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线。导体A、B的伏安特性曲线对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的，它的伏安特性曲线是一条过原点的直线，也就是电流I与电压U成正比。具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件。实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫作非线性元件。某晶体二极管的伏安特性曲线1、让学生阅读课本完成相关内容。1、阅读课本并回答问题。1、对学生的阅读情况和回答问题的情况进行评价。环节三：例题讲解1.一根铜导线的电阻为R，要使连人电路中的导线电阻变小，可采用的措施是()A．对折这根导线后连人电路B．将导线拉长后连入电路C．增大导线两端的电压或减小通过导线的电流强度D．用长度、横截面积相同的铝导线代替铜导线接入电路中答案:A2．关于金属导体的电阻率，下列说法中正确的是()A．电阻率与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流强度成反比B．电阻率与导体的电阻成正比，与导体两端的电压无关C．电阻率与导体的长度和横截面积无关D．在温度不变的情况下，电阻率仅与导体的材料有关答案：CD3.一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R()A．当L不变、S增大一倍时B．当S不变、L增大一倍时C．当L和S都缩为原来的1/2时D．当L和横截面的半径都增大一倍时答案：C1、多媒体展示例题2、让学生自己先思考并用草稿纸写出解题过程，巡视学生练习情况，抽两位同学到展示自己的答案。3、教师讲解1、在草稿纸上完成展示的练习。2、认真听老师讲解练习。1、评价学生的练习情况。2、评价学生听讲解练习的情况。环节四：课堂小结1.电阻定律内容：同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关.2.比例常数ρ跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为导体的电阻率。3.电阻率的物理意义：反映了材料导电性能。4.电阻率的单位是:Ω·m5.导体的电阻率与导体的材料和温度等因素有关。引导学生小结，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。小组讨论，发言总结本节课得失1、评价学生的讨论情况和发言情况。2、评价学生对本节课的掌握情况环节五：作业设计课后练习第1、2、3、4、5题指导学生完成练习，批改练习。按要求完成练习。从完成情况和书写情况等方面进行评价。环节六：主板书设计§11