2024-2025学年新教材高中物理 第11章 电路及其应用 3 实验：导体电阻率的测量教学实录 新人教版必修第三册

2024-2025学年新教材高中物理第11章电路及其应用3实验：导体电阻率的测量教学实录新人教版必修第三册授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路本节课以“导体电阻率的测量”为主题，旨在通过实验操作，让学生掌握电阻率的计算方法，培养学生的实验技能和科学探究能力。课程内容与课本第11章“电路及其应用”紧密相连，通过实际操作，让学生在实验中理解电阻率的概念，提高学生的实践操作能力和科学素养。核心素养目标1.培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

2.提升学生实验设计、操作和数据分析的能力。

3.增强学生科学探究精神，培养严谨的科学态度和团队合作意识。教学难点与重点1.教学重点

-理解电阻率的概念，掌握其计算公式。

-掌握测量导体电阻的方法，包括欧姆定律的应用。

-能够根据实验数据计算导体的电阻率。

2.教学难点

-正确设置实验电路，确保电路连接无误。

-精确测量导体的长度和横截面积，减小误差。

-分析实验数据，识别并处理系统误差和随机误差。

-理解温度对电阻率的影响，能够解释实验结果与理论值之间的差异。教学方法与手段1.教学方法：

-讲授法：讲解电阻率概念和计算方法，建立理论基础。

-实验法：引导学生进行实验操作，培养实践能力。

-讨论法：鼓励学生分析实验数据，讨论误差来源。

2.教学手段：

-多媒体展示：利用PPT展示实验步骤和理论知识。

-互动软件：使用教学软件进行模拟实验，增强学习趣味性。

-实验器材：提供实验器材，确保学生动手操作。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布预习PPT，明确要求学生理解电阻率定义和相关公式。

设计预习问题：提出“如何测量导体的电阻率？”等问题，引导学生思考实验设计。

监控预习进度：通过微信群监控预习进度，确保学生提前熟悉实验步骤。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生阅读PPT，理解电阻率的基础知识。

思考预习问题：学生根据预习问题，设计实验方案，预测实验结果。

提交预习成果：学生提交实验方案和预期结果，教师进行初步评估。

方法/手段/资源：

自主学习法：通过预习，培养学生的自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

为课堂实验做好准备，激发学生的探索兴趣。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过实际生活中的电路问题引入电阻率的概念。

讲解知识点：讲解电阻率计算公式，分析影响电阻率的因素。

组织课堂活动：进行小组实验，测量不同材料的电阻率。

解答疑问：针对实验中的疑问，及时给予指导和解答。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，记录重点知识。

参与课堂活动：学生积极参与实验，观察现象，记录数据。

提问与讨论：学生在实验过程中提出问题，与其他同学讨论。

方法/手段/资源：

讲授法：讲解电阻率的理论知识。

实验法：通过实验操作，强化学生对电阻率概念的理解。

合作学习法：通过小组讨论，提高学生的合作能力和问题解决能力。

作用与目的：

学生通过实验，掌握电阻率的测量方法，加深对理论知识的理解。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：要求学生设计一个简单的电路，测量并计算电阻率。

提供拓展资源：推荐相关书籍和在线资源，供学生深入学习。

反馈作业情况：批改作业，提供反馈，指导学生改进实验设计。

学生活动：

完成作业：学生根据实验要求，完成电路设计并测量电阻率。

拓展学习：学生利用推荐资源，进行相关知识的进一步学习。

反思总结：学生反思实验过程，总结经验教训。

方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生独立完成作业，培养自主学习能力。

反思总结法：通过反思，提升学生的自我评价能力。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的知识，培养学生的创新能力。教学资源拓展1.拓展资源：

-电阻率与温度的关系：介绍电阻率随温度变化的规律，提供相关数据表格和图表，帮助学生理解温度对电阻率的影响。

-不同材料的电阻率：列举常见导体和绝缘体的电阻率值，让学生了解不同材料的电阻特性。

-电阻率的实际应用：介绍电阻率在电子器件、建筑材料、航空航天等领域的应用案例，增强学生对电阻率实际意义的认识。

-电阻率测量方法：介绍多种测量电阻率的实验方法，如四探针法、惠斯通电桥法等，拓展学生的实验技能。

-电阻率的计算公式：提供不同条件下电阻率计算公式的推导过程，帮助学生理解公式的来源和应用。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：推荐《电学基础》、《物理实验教程》等书籍，让学生深入了解电阻率相关知识。

-参加物理竞赛：鼓励学生参加物理竞赛，如全国中学生物理竞赛，提升学生的物理素养和实验技能。

-参观实验室：组织学生参观电子实验室、材料实验室等，了解电阻率测量的实际应用场景。

-进行小组合作：鼓励学生组成学习小组，共同研究电阻率相关课题，提高团队合作能力和问题解决能力。

-开展课外实践活动：组织学生参与社区服务、科普讲座等活动，将所学知识应用于实际生活，提高学生的社会责任感。

-撰写实验报告：要求学生撰写实验报告，总结实验过程、结果和分析，培养学生的写作能力和科学素养。

-设计创新实验：鼓励学生设计创新实验，测量不同材料的电阻率，拓展学生的实验设计能力。

-进行课外研究：引导学生进行课外研究，如探究不同温度下金属丝电阻率的变化规律，培养学生的科研精神。

-开展小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享实验心得和体会，提高学生的沟通能力和表达能力。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与理论教学相结合：在讲解电阻率理论的同时，加强实验教学，让学生在实践中理解理论知识，提高实验操作能力。

2.互动式教学：通过小组讨论、角色扮演等形式，激发学生的学习兴趣，培养学生的合作精神和沟通能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对电阻率概念理解不够深入：部分学生在理解电阻率概念时存在困难，需要进一步加强对概念的解释和举例说明。

2.实验操作不规范：部分学生在实验操作过程中存在不规范现象，如测量数据不准确、实验步骤不清晰等，需要加强实验操作的规范训练。

3.评价方式单一：目前主要依靠实验报告和考试成绩进行评价，缺乏对学生实验过程和团队合作能力的综合评价。

反思改进措施（三）

1.深入讲解电阻率概念：针对学生对电阻率概念理解不够深入的问题，教师在讲解过程中应注重概念的解释和举例说明，结合实际生活中的例子，帮助学生更好地理解电阻率。

2.规范实验操作：加强对学生实验操作的规范训练，要求学生在实验过程中严格遵守操作规程，确保实验数据的准确性。同时，教师应定期检查学生的实验操作，及时发现并纠正不规范行为。

3.丰富评价方式：在评价方式上，除了实验报告和考试成绩，还应增加对学生实验过程和团队合作能力的评价。例如，可以设立实验操作规范、团队合作精神等评价指标，全面评价学生的学习成果。

4.加强与学生的沟通：教师应加强与学生的沟通，了解学生的学习需求和困难，针对不同学生的学习特点，提供个性化的指导和支持。

5.引入现代教育技术：利用多媒体教学手段，如PPT、视频等，丰富教学内容，提高教学效果。同时，鼓励学生利用网络资源进行自主学习，拓宽知识面。

6.组织课外实践活动：定期组织学生参加课外实践活动，如参观实验室、参与科普讲座等，让学生在实践中应用所学知识，提高学生的综合素质。课后作业1.实验数据处理

实验中测量了一根铜导线的电阻为0.5Ω，长度为1m，横截面积为1mm²。请计算该铜导线的电阻率（铜的电阻率约为1.68×10^-8Ω·m）。

答案：ρ=R*A/l=0.5Ω*1mm²/1m=0.5Ω*10^-6m²/1m=0.5*10^-6Ω·m=5*10^-7Ω·m

2.电阻率比较

比较铜和铝的电阻率，已知铜的电阻率为1.68×10^-8Ω·m，铝的电阻率为2.82×10^-8Ω·m。哪种材料的电阻率更高？

答案：铝的电阻率更高。

3.电阻率与温度的关系

在一定温度下，一根镍铬合金丝的电阻率为1.10×10^-6Ω·m。如果温度升高10℃，该合金丝的电阻率将变为多少？

答案：根据电阻率与温度的关系，电阻率随温度升高而增加。具体计算需要查阅相关数据或使用公式，这里假设电阻率随温度线性增加，则新的电阻率约为1.11×10^-6Ω·m。

4.电阻率与材料的关系

已知一根铁导线的电阻率为1.0×10^-7Ω·m，长度为2m，横截面积为5mm²。如果将导线长度增加到4m，电阻率是否会改变？为什么？

答案：电阻率不会改变。电阻率是材料本身的性质，与导线的长度和横截面积无关。但导线的总电阻会随着长度的增加而增加。

5.电阻率在实际应用中的计算

一台家用电热器的功率为1000W，电压为220V。如果电热器的电阻丝材料为镍铬合金，电阻率为1.10×10^-6Ω·m，计算电热器电阻丝的长度。

答案：首先，根据功率和电压计算电流I=P/V=1000W/220V≈4.55A。然后，根据欧姆定律计算电阻R=V/I=220V/4.55A≈48.4Ω。最后，根据电阻率计算电阻丝的长度l=R*A/ρ=48.4Ω*5mm²/1.10×10^-6Ω·m≈2.18m。板书设计①电阻率概念

-定义：材料单位长度和单位横截面积所具有的电阻。

-公式：ρ=R*A/l

-单位：Ω·m

②电阻率的影响因素

-材料种类

-温度

-电阻丝的长度和横截面积

③电阻率的测量

-实验方法：四探针法、惠斯通电桥法等

-数据处理：计算电阻率

④电阻率的应用

-电子器件

-建筑材料

-航空航天等领域

⑤电阻率与温度的关系

-温度对电阻率的影响

-电阻率随温度变化的规律课堂1.课堂评价

课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它有助于教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略，确保教学目标的实现。以下是对课堂评价的具体实施方法：

（1）提问评价

提问是课堂评价的重要手段之一。教师可以通过提问来检验学生对知识的掌握程度，激发学生的思考，以及促进课堂互动。以下是一些提问评价的具体做法：

①提出开放式问题：鼓励学生从不同角度思考问题，培养学生的创新思维。

②设计层次性问题：针对不同层次的学生设计问题，确保每个学生都能参与课堂讨论。

③及时反馈：对学生的回答给予及时反馈，帮助学生纠正错误，巩固知识。

（2）观察评价

观察是课堂评价的另一种重要方式。教师可以通过观察学生的课堂表现，了解学生的学习状态和参与程度。以下是一些观察评价的具体做法：

①观察学生的注意力：关注学生是否专注听讲，对教学内容是否感兴趣。

②观察学生的参与度：观察学生在课堂活动中的表现，如小组讨论、实验操作等。

③观察学生的合作精神：关注学生在团队合作中的表现，如沟通、分工、协作等。

（3）测试评价

测试是课堂评价的有效手段，可以帮助教师了解学生对知识的掌握程度。以下是一些测试评价的具体做法：

①设计针对性测试：根据教学内容和学生的学习情况，设计有针对性的测试题。

②及时批改测试：对学生的测试卷进行及时批改，分析学生的错误原因。

③反馈测试结果：将测试结果反馈给学生，帮助他们了解自己的学习情况。

2.作业评价

作业是课堂学习的重要补充，也是课堂评价的重要环节。以下是对作业评价的具体实施方法：

（1）认真批改作业

教师应认真批改学生的作业，对学生的错误进行详细分析，并提出改进建议。以下是一些批改作业的具体做法：

①逐题批