2024-2025学年新教材高中物理 第三章 恒定电流 第3节 测量金属丝的电阻率教案 粤教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第三章恒定电流第3节测量金属丝的电阻率教案粤教版必修3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分析本节课的主要教学内容来自2024-2025学年新教材高中物理第三章“恒定电流”中的第3节“测量金属丝的电阻率”，粤教版必修3。教学内容围绕电阻率的概念、测量原理及实验操作展开。具体包括电阻率的定义、决定因素，以及通过实验测量金属丝电阻率的方法。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生已学习过欧姆定律、电阻的概念和测量方法，对电流、电压、电阻的关系有了基本的理解。在此基础上，本节课将引导学生探索电阻率与材料性质的关系，以及如何通过实验测量电阻率，从而加深对电学基础知识的理解和应用。核心素养目标本节课的核心素养目标针对高中物理学科，旨在培养学生的科学探究能力、实验操作技能和科学思维能力。通过学习测量金属丝的电阻率，学生将能够：

1.掌握电阻率的基本概念，理解物理现象背后的科学原理，提高科学探究能力；

2.学会设计实验方案，进行实验操作，准确测量金属丝的电阻率，培养实验操作技能；

3.能够运用所学知识分析实验结果，发现并解决实际问题，提升科学思维能力。学情分析本节课面向的是高中物理学科的学生群体，以下从学生层次、知识、能力、素质方面及行为习惯等方面进行具体分析。

1.学生层次：

学生处于高中阶段，已经具备了一定的物理知识基础，能够理解并运用基本的物理概念和公式。然而，在物理学科上，学生的层次差异较大，部分学生对物理学习兴趣浓厚，基础扎实；另一部分学生对物理概念理解不够深入，需要加强引导。

2.知识方面：

学生在之前的学习中，已经接触了欧姆定律、电阻等基本概念，具备了一定的电学知识。但对于电阻率这一新概念，学生可能存在理解上的困难。此外，学生在实验操作方面，对于测量电阻的方法有一定的了解，但测量金属丝电阻率可能较为陌生。

3.能力方面：

学生在科学探究能力上，具备一定的观察能力和分析能力，但部分学生在实验设计、问题解决等方面能力较弱。在实验操作能力上，学生可能存在操作不规范、数据处理不熟练等问题。

4.素质方面：

学生在团队合作、沟通表达方面表现良好，能够积极参与课堂讨论和实验操作。但在自主学习、问题解决方面，部分学生可能缺乏主动性和积极性。

5.行为习惯：

学生在课堂学习中，能遵循课堂纪律，认真听讲。但在实验操作过程中，可能存在注意力不集中、操作不规范等行为习惯问题。

对课程学习的影响：

1.学生在知识层次和能力方面的差异，可能导致教学过程中部分学生跟不上课程进度，需要教师针对不同层次的学生进行分层教学。

2.学生在实验操作能力上的不足，可能影响实验结果的准确性，需要教师在实验前进行详细的指导。

3.学生的自主学习能力和问题解决能力，对课程学习效果有重要影响。教师应引导学生培养良好的学习习惯，提高学生的问题解决能力。

4.学生在课堂纪律和实验操作过程中的行为习惯问题，需要教师加强管理，确保课堂秩序和实验安全。教学资源1.硬件资源：

-金属丝样品

-电阻表

-电流表

-电压表

-电源

-导线

-多用电表

-实验桌、椅子

2.软件资源：

-物理实验软件（模拟实验）

-数据处理软件（如Excel）

3.课程平台：

-学校课程管理系统（发布预习资料、课后作业等）

4.信息化资源：

-电子教案

-课件PPT

-物理教学视频（电阻率相关概念、实验操作演示）

-电子版教材

5.教学手段：

-讲授法

-演示法

-实验法

-小组讨论

-互动提问

-课后作业与反馈

-云平台教学互动（线上预习、讨论、作业提交等）教学流程1.导入新课（用时5分钟）

课程开始时，通过提问方式回顾上节课内容，如电流、电压和电阻的关系，引导学生思考电阻的影响因素。随后，展示一根金属丝，提问学生：“大家觉得这根金属丝的电阻会受到哪些因素的影响？”让学生预测金属丝电阻与长度、横截面积等因素的关系，从而引出本节课的主题——测量金属丝的电阻率。

2.新课讲授（用时10分钟）

（1）介绍电阻率的概念，阐述电阻率是描述材料导电性能的物理量，与材料种类、温度有关，与长度、横截面积无关。

（2）讲解电阻率的计算公式，解释各个符号的含义，以及如何通过实验测量金属丝的电阻率。

（3）演示实验操作步骤，强调注意事项，如正确使用仪器、避免短路等。

3.实践活动（用时15分钟）

（1）学生分组进行实验，按照实验步骤测量金属丝的电阻率，观察并记录数据。

（2）引导学生思考如何改进实验方法，减小误差，如调整电流大小、选用适当长度的金属丝等。

（3）实验结束后，学生利用数据处理软件（如Excel）分析实验数据，绘制图表，探讨金属丝电阻率与长度、横截面积等因素的关系。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

（1）讨论实验过程中遇到的问题及解决方法，如电流不稳定、测量数据不准确等。

（2）分析实验结果，探讨金属丝电阻率与哪些因素有关，以及这些因素对电阻率的影响程度。

（3）举例回答以下问题：

a.金属丝长度对电阻率有何影响？

b.金属丝横截面积对电阻率有何影响？

c.如何通过实验方法判断金属丝的电阻率？

5.总结回顾（用时5分钟）

本节课通过实验测量金属丝的电阻率，使学生掌握了电阻率的概念、计算方法和实验操作。总结回顾时，强调以下要点：

（1）电阻率是描述材料导电性能的物理量，与材料种类、温度有关，与长度、横截面积无关。

（2）实验测量金属丝电阻率的方法及注意事项。

（3）金属丝电阻率与长度、横截面积等因素的关系。

最后，布置课后作业，要求学生结合实验数据，撰写实验报告，加深对电阻率概念的理解。

总用时：45分钟。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《物理学家列传》：了解物理学家在电学领域的研究成果，如欧姆、焦耳等人的贡献。

-《材料的导电性能与应用》：介绍不同材料的导电性能及其在日常生活和工业中的应用。

-《电学实验技巧与方法》：探讨电学实验中常用的技巧和方法，提高实验操作的准确性和效率。

2.课后自主学习和探究：

-研究金属丝电阻率与温度的关系，了解温度对电阻率的影响，并撰写实验报告。

-探索不同材料（如铜、铝、铁等）的电阻率，分析各种材料的导电性能差异。

-学习电阻率在电路设计中的应用，了解如何根据电阻率选择合适的材料以满足电路设计要求。

-研究超导现象，了解超导材料的特性及其在科学研究和实际应用中的价值。

-通过查阅资料，了解新型导电材料的研究进展，如石墨烯、纳米材料等，并分析其潜在应用领域。

-探究金属丝在拉伸过程中的电阻变化，分析电阻与金属丝长度、横截面积的关系。典型例题讲解1.典型例题一：

题目：一根金属丝的长度为1m，横截面积为1mm²，电阻为10Ω。求该金属丝的电阻率。

解答：根据电阻率的定义，ρ=R×A/l，其中R为电阻，A为横截面积，l为长度。将已知数据代入公式，得到：

ρ=10Ω×(1mm²/10⁻⁶m²)/1m=10×10⁶Ω·m

2.典型例题二：

题目：有两根相同长度和横截面积的金属丝，材料不同。第一根金属丝的电阻为5Ω，第二根金属丝的电阻为10Ω。比较两根金属丝的电阻率。

解答：由于两根金属丝的长度和横截面积相同，可以直接比较电阻值。第二根金属丝的电阻是第一根的两倍，因此第二根金属丝的电阻率也是第一根的两倍。

3.典型例题三：

题目：一根金属丝在温度为20°C时的电阻为100Ω，当温度升高到100°C时，其电阻值变为140Ω。求该金属丝的温度系数。

解答：温度系数α=ΔR/R₀×ΔT，其中ΔR为电阻变化值，R₀为初始电阻，ΔT为温度变化值。将已知数据代入公式，得到：

α=(140Ω-100Ω)/100Ω×(100°C-20°C)=0.4/80≈0.005/°C

4.典型例题四：

题目：一根金属丝的电阻率ρ=2.5×10⁻⁷Ω·m，横截面积A=0.5mm²，长度l=0.2m。求该金属丝的电阻。

解答：根据电阻的定义，R=ρ×l/A，将已知数据代入公式，得到：

R=2.5×10⁻⁷Ω·m×0.2m/(0.5mm²/10⁻⁶m²)=1Ω

5.典型例题五：

题目：一根金属丝在拉伸过程中，长度变为原来的两倍，横截面积变为原来的一半。求拉伸后金属丝的电阻。

解答：根据电阻的公式，R=ρ×l/A，由于电阻率ρ不变，拉伸后长度l变为2倍，横截面积A变为1/2倍，因此电阻R变为：

R'=ρ×(2l)/(A/2)=4×R

也就是说，拉伸后金属丝的电阻变为原来的四倍。教学反思与改进在本次教学中，我发现学生在测量金属丝电阻率的实验环节存在一些问题。首先，部分学生对实验步骤不够熟悉，导致操作不够规范，影响了实验结果的准确性。为了提高学生的实验操作能力，我计划在未来的教学中增加实验操作演示和练习环节，让学生有更多机会熟悉实验步骤，提高操作规范性。

其次，学生在数据分析方面的能力有待加强。在处理实验数据时，有些学生不知道如何利用数据处理软件进行分析，导致数据整理和图表绘制不够完善。针对这个问题，我打算在课后组织一次数据分析专题辅导，教授学生如何使用数据处理软件，提高他们的数据分析能力。

此外，课堂讨论环节，部分学生发言不够积极，可能是由于对知识点掌握不够扎实，缺乏自信。为了鼓励这些学生积极参与讨论，我将在下一次课堂上提前布置预习任务，让学生对讨论主题有更深入的了解。同时，在课堂上采用轮流发言的形式，确保每个学生都有机会表达自己的观点。

在改进措施方面，我计划从以下几个方面进行：

1.加强实验教学，增加实验操作演示和练习环节，提高学生的实验操作能力。

2.开展课后辅导，针对学生在数据分析、理论知识等方面的薄弱环节进行针对性教学。

3.优化课堂讨论环节，提前布置预习任务，鼓励学生积极参与讨论，提高课堂互动性。

4.关注学生的心理状况，及时发现并解决他们在学习过程中遇到的问题，帮助他们树立自信心。内容逻辑关系①电阻率的概念及其影响因素

②电阻率的计算公式及其应用

③金属丝电阻率的测量方法及实验操作步骤

2.重点词

①电阻率

②材料种类

③温度

④长度

⑤横截面积

⑥实验操作

3.重点句

①电阻率是描述材料导电性能的物理量，与材料种类、温度有关，与长度、横截面积无关。

②电阻率的计算公式为ρ=R×A/l，其中R为电阻，A为横截面积，l为长度。

③实验测量金属丝电阻率的方法包括准备实验器材、连