高教版中职物理（类）电子教案401第一节 电阻定律

主题四直流电及其应用

第一节电阻定律教学设计案例

课程内容第一节电阻定律

课程类型实验探究课课时1学时

本节主要让学生通过控制变量实验，探究金属导体的电阻与长度、横

教材内容截面积和材料的定量关系，理解电阻定律，能列举电阻定律在生产、生活

分析中的应用。了解超导现象，了解超导材料研究对科学发展和人类进步的重

大意义，关注超导材料研究的最新进展。

学生在初中也定性地了解了部分电阻定律的内容，但没有要求定量

计算，中职物理中要更全面、深入地探究此规律，还要增进对控制变量实

学情分析

验方法的了解，都是本节的重点内容。另外，要注意与初中所学电流、电

阻概念和部分电路欧姆定律等内容的衔接。

1.建构电流、电阻的概念，了解电阻定律，形成电荷的定向移动形

成电流、导体对电流有阻碍作用、导体的电阻与导体的长度及横截面积等

因素有关、超导体是电阻为零的导体等物理观念，并能应用其解释相关现

象，解决生活中的简单问题。

2.了解建构电流等物理模型的方法和定义电流和电阻概念的比值定

教学目标义法。了解描述部分电路欧姆定律、电阻定律时使用的数学方法以及探究

电阻定律时使用的归纳法、控制变量法等。

3.通过观察演示实验，增强实验观察等物理学科核心素养。通过探

究实验，增强操作技能、技术运用和探究设计能力。

4.通过探究实验，进一步体会工匠精神，增强合作交流能力。了解

我国在超导材料领域的科学成就，增强民族自豪感和科技传承的责任感。

教学重点让学生建构电流、电阻等概念，探究电阻定律，了解超导现象。

教学难点建构电阻的概念，利用控制变量法探究电阻定律。

让学生通过自主学习、合作学习与探究学习，了解新知识，形成新观

教学策略

念，提高实验观察能力，受到科学方法熏陶。

主要教法启发式讲授、组织合作学习与探究学习

主要学法自主学习、探究实验、思考讨论、合作学习

多媒体课件展示系统、［四根金属导体a、b、c、d（a与b的横截

面积和材料相同，a的长度为b的1/2；b与c的长度和材料相同，b的

教学资源直径为c的:1/2；c与d的长度和横截面积相同，材料不同）、学生电源

（6V）,开关、滑动变阻器（50Q）、电压表（3V）、电流表（0.6A）、

导线若干］六套。

课堂实施

教学

教学内容教师活动学生活动设计意图

环节

1.电流的方向是如何规定的？电1.安排学生对教材和教让学生通

流的大小如何计算？进行预习（阅学视频进行过课前自

2.什么是电阻？部分电路欧姆定读教材、观看学习和思主学习，

律是什么？老师提供的考，并与同发现自己

3.金属导体的电阻大小与其本身微课视频）。学讨论其中不理解的

哪些因素有关系？有什么关系？2.就学生提发现的问问题，准

4.探究电阻定律实验中，是如何测出的问题进题，将疑问备到课堂

课前量导体的电阻的？使用了哪些科学行有针对性反馈给老上与同学

准备方法？地备课，准备师。讨论，与

5.电阻定律是什么？在课堂上学老师交

6.常见金属中，哪一种的电阻率最生讨论时给流，解决

小？予指导。疑问。

7.什么是超导现象？什么是临界

温度？

8.我国在世界超导材料领域的水

平如何？

新创设情境：展示图片、提观看、思考激发学生

课家里需要安装大功率空调时，问：学习动

引由于空调工作电流较大，可能该怎样选择力，明确

入需要为它装配一条专用导线。合适的导线学习目标

商店里出售的电线有许多种：呢？

粗的、细的、铜的、铝的，如图

所示。。

新我们在初中学过，电荷的定向展示图片、讲倾听、理解让学生增

课移动形成电流，它也是一种物解加对电流

教理模型。要形成电流，必须有模型的理

学能够自由移动的电荷一一自由解。

电荷。金属中的自由电子，电

解质溶液（酸、碱、盐的水溶

课堂液）中的正、负离子，都是自由

实施电荷。在什么条件下，自由电

荷才能发生定向移动呢？

当金属导体两端没有电压时，

导体中大量的自由电子不停地

做无规则的热运动。自由电子

向各个方向运动的机会相等，

如图所示。从宏观上看，导体

中的自由电子没有定向移动，

所以没有电流。把金属导体的

两端分别接到电源的两极上，

两端有了电压，产生电场，导

体中的自由电子在电场力的作

用下发生定向移动，形成电流，

如图所示。

导体中的电流可以是正展示图片、讲观看、倾听、让学生巩

电荷的定向移动，也可以是负解理解、记忆固对电流

电荷的定向移动，还可以是正、方向和大

负电荷沿相反方向的定向移小的认

动。习惯上规定：正电荷定向识。

移动的方向为电流的方向。在

金属导体中，电流的方向与自

由电子定向移动的方向相反；

在电解质溶液中，电流的方向

与正离子定向移动的方向相

同，与负离子定向移动的方向

相反。

电流有强弱之分，电流的

强弱用电流这个物理量来表

示。通过导体横截面的电荷量

q跟通过这些电荷量所用时间f

的比值，称为电流。电流用/表

示，贝I

一

t

电流的国际单位制单位是A

（安）。

只有在导体的两端加上电讲解倾听、理解、让学生巩

压，导体中才会有电流。那么，记忆固对部分

导体中的电流跟导体两端的电电路欧姆

压有什么数量关系呢？定律的认

德国物理学家欧姆通过实识。

验归纳出：导体中的电流/跟

导体两端的电压U成正比。对

于同一个导体，不管电压和电

流的大小怎样变化，其比值都

是恒定的。而对于不同的导体，

电压和电流的比值一般是不同

的。比值越大，表明导体在同

一电压下通过的电流越小。这

个比值反映了导体对电流的阻

碍作用，称为导体的电阻，用R

表示，则

U

R=7

电阻的国际单位制单位

是。（欧）。根据上式可知

U

，=R

即，导体中的电流/与导体两

端的电压。成正比，与导体的

电阻尺成反比。这就是部分电

路欧姆定律。

电阻是导体本身的一种性质，组织学生进合作学习、引导学生

与外加电压或内部电流的大小行探究实验。探究实验学习实验

没有关系。那么，电阻的大小提醒学生注O探究的方

与导体本身哪些因素有关系？意参考教材法。

有什么样的关系呢？中的探究步

探究实验：探究电阻定律骤进行。

发现问题：导体电阻的大小与

导体本身哪些因素有关？有什

么关系？

提出假设：导体电阻的大小与

导体的长度、横截面积和材料

等因素有关。

设计方案：由于导体的电阻受

多种因素的影响，因此要采取

控制变量法来研究电阻与以上

每一种因素的关系。这就需要

将金属导体接入电路，用电压

表测量其两端电压，用电流表

测量通过其电流，再利用部分

电路欧姆定律即可计算出它的

电阻值。最后将各金属导体的

电阻值进行比较，验证上面的

假设。

收集证据：准备a、b、c、监督学生进进行实验、引导学生

d四根金属导体(a与b的横截行实验操作，记录数据、归纳导体

面积和材料相同，a的长度为b巡视、答疑、合作学习、电阻的规

的1/2;b与c的长度和材料相指导。探究学习。律。

同，b的直径为c的1/2;c与

d的长度和横截面积相同，材

料不同)。

按照图中所示的电路图连接电

路，在图中的/、8之间分别接

入a、b、c、do调节滑动变阻

器，保持导线两端的电压相同，

分别测出相应的电流。

根据部分电路欧姆定律，利

用氏=彳计算出各导体的

电阻值。

结果验证：

(1)比较导体a、b的电

阻之比与长度之比，可归纳出

导体电阻的大小与其长度有

关，且成______比(填“正”或

“反”)。

(2)比较导体b、c的电

阻之比与横截面积之比，可归

纳出导体电阻的大小与其横截

面积有关，且成______比(填

“正”或“反正。

(3)比较导体c、d的电

阻值，可归纳出导体的电阻与

导体材料______关(填“有”或

“无叽

交流反思：与同学讨论，尝试

从微观角度解释导体的电阻为

什么与以上因素存在相应的关

系。与同学交流，导体的电阻

还可能与其他哪些因素存在关

系？该如何设计实验进行验

证？

人们通过大量实验归纳讲解倾听、理解、让学生了

出，导体的电阻R跟它的长度记忆解电阻定

/成正比，跟它的横截面积S成律及其应

反比。这就是电阻定律。写成用。

公式，则有

1

R=

式中的比例常量〃跟导体的材

料有关，是一个反映材料导电

性能的物理量，称为材料的电

阻率，它的国际单位制单位是

Q（欧•米）。几种常用材

料在20℃时的电阻率见表。

从表中可以看出，金属和合金

的电阻率都很小；而电木、橡

胶的电阻率都很大。使用时，

可以根据需要，参照电阻率表

选取合适的材料。例如，在输

电、用电线路中，为了减小电

阻就要选用铜、铝等材料作导

线；电炉、滑动变阻器等的电

阻丝要选用电阻率稍大的合金

材料制作；在用电器和电工工

具的绝缘部分，又要选用电阻

率超大的电木、橡胶等材料制

作。

我们在给空调装配专用导线回应“情境与倾听、理解让学生了

时，由于空调的功率较大，工问题”中的问解用电阻

作电流也较大，因此应选择电题。定律解决

阻较小的粗铜导线。实际问

题。

各种材料的电阻率都要受温度展示图片、讲倾听、理解、让学生了

变化的影响。纯金属（如伯、述记忆解电阻与

金、铜、银等）的电阻率随温度温度的关

的升高而增大，利用这种特性系及应

可制成电阻温度计（如图所用。

示），即利用已知金属的电阻随

温度的变化情况，测出金属的

电阻就可以知道温度。电阻温

度计测量范围广，测量精度高。

目前最精密的电阻温度计是用

伯制作的。有些合金如镒铜合

金和康铜合金，电阻率几乎不

受温度变化的影响，常用来制

作标准电阻。

19n年，荷兰科学家昂内斯用展示图片、讲观看、倾听、让学生了

液氨冷却水银，当温度下降到述记忆解超导现

4.2K时发现水银的电阻变为象。

零，这种现象称为超导现象。

能够发生超导现象的物质称为

超导体。

超导体具有很强的抗磁性，当

一个小的永磁体降落到超导体

表面附近时，在永磁体与超导

体间会产生排斥力，使永磁体

悬浮于超导体上，如图所示。

超导材料由正常状态转变讲述倾听让学生了

为超导状态的温度，称为超导解临界温

材料的临界温度。目前发现的度的概念

超导材料的临界温度都很低，及我国在

科学家们仍在努力寻找高温超超导材料

导材料，即在室温下就能工作研究领域

的超导材料，以便得到更广泛的世界领

的应用。先水平，

我国在超导材料领域的探索及增强民族

研究一直处于世界先进水平。自豪感。

1989年，我国已研制成临界温

度为132.2K的超导体。在2016

年度国家科技奖励大会上，以

中国科学院物理研究所赵忠贤

院士为代表的团队，由于在超

导材料方面的突出贡献而获得

了国家最高科学技术奖。

【应用与拓展】超导的应用组织学生自自主学习、引导学生

前景主学习、巡质疑了解超导

超导的应用具有十分诱人的前视、指导、答技术的应

景。超导的应用大致可分为三疑用前景。

类：大电流应用、电子学应用

和抗磁性应用。大电流应用即

超导发电、输电和储能等；电

子学应用包括超导计算机、超

导天线、超导微波器件等；抗

磁性主要应用于磁悬浮列车和

热核聚变反应堆等。

本节的主要内容讲完了，同学组织学生自向老师提出