高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三节 测量金属丝的电阻率教学设计

高中物理粤教版(2019)必修第三册第三节测量金属丝的电阻率教学设计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：高中物理粤教版（2019）必修第三册第三节测量金属丝的电阻率

2.教学年级和班级：高一年级1班

3.授课时间：2022年10月20日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、科学思维和科学态度与责任。通过实验操作，学生能够学习如何设计实验、分析数据、得出结论，从而提升他们的实验探究能力。同时，通过理解电阻率的物理意义和影响因素，学生将发展科学思维，学会从理论到实践的迁移。此外，通过参与实验过程，学生将培养严谨的科学态度和对科学研究的责任感。学习者分析1.学生已经掌握的知识基础：在进入本节课之前，学生应该已经学习了电流、电压、电阻等基本物理概念，并对欧姆定律有初步的认识。他们还应该具备基本的实验技能，如使用电压表和电流表测量电路参数。

2.学习兴趣、能力和学习风格：高一年级学生对物理学科通常充满好奇心，对于动手实验特别感兴趣。他们的学习能力强，能够快速掌握新的实验技能和物理原理。学生的学习风格多样，有的学生偏好理论学习，有的则更倾向于通过实验来理解物理现象。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在测量金属丝电阻率的实验中，学生可能会遇到以下困难：一是实验设计时如何选取合适的材料和参数，以保证实验的准确性和可重复性；二是数据处理和分析时，如何减少实验误差，提高结果的可靠性；三是如何将实验结果与理论值进行对比，理解误差产生的原因。这些困难可能源于学生缺乏实践经验和对理论知识的深入理解。教学方法与策略1.教学方法：采用讲授与实验相结合的教学方法，通过讲解实验原理和步骤，引导学生进行实验操作，强化对电阻率概念的理解。

2.教学活动：设计分组实验，让学生实际操作测量金属丝的电阻率，培养实验技能和团队合作能力。同时，组织学生进行实验结果讨论，提高分析问题和解决问题的能力。

3.教学媒体：运用多媒体课件展示实验原理和步骤，配合实物演示和视频讲解，增强学生的直观感受和理解。此外，利用数据记录软件进行实验数据的实时分析，提高数据处理能力。教学流程1.导入新课（5分钟）

详细内容：教师通过提问的方式引入课题：“同学们，我们已经学习了电流、电压和电阻，那么金属丝的电阻是由哪些因素决定的呢？”接着，教师简要介绍电阻率的概念，并提出本节课的学习目标：测量金属丝的电阻率，并分析影响电阻率的因素。

2.新课讲授（10分钟）

详细内容：

1.讲解电阻率的概念：介绍电阻率是表征材料电阻特性的物理量，它与材料的长度、横截面积无关，仅与材料和温度有关。

2.介绍测量电阻率的方法：讲解使用伏安法测量金属丝电阻的方法，包括连接电路、选择合适的实验器材等。

3.讲解数据处理：介绍如何通过实验数据计算出金属丝的电阻率，以及如何处理实验误差。

3.实践活动（15分钟）

详细内容：

1.分组实验：将学生分成小组，每组学生负责完成一次测量金属丝电阻率的实验。

2.实验指导：教师对每个小组的实验过程进行指导，确保实验的顺利进行。

3.数据分析：引导学生分析实验数据，比较不同金属丝的电阻率，探讨影响电阻率的因素。

4.学生小组讨论（10分钟）

3方面内容举例回答：

1.不同材料金属丝电阻率的比较：讨论不同材料（如铜、铝、铁）的电阻率，并分析其差异原因。

2.不同长度金属丝电阻率的比较：讨论金属丝长度变化对电阻率的影响，并解释原因。

3.不同横截面积金属丝电阻率的比较：讨论金属丝横截面积变化对电阻率的影响，并解释原因。

5.总结回顾（5分钟）

内容：教师总结本节课的主要内容，强调电阻率的概念、测量方法和数据处理。同时，提醒学生在今后的学习中要关注实验误差的处理，以及影响电阻率的因素。举例说明本节课的重点和难点：重点为伏安法测量金属丝电阻，难点为实验误差的处理和影响电阻率的因素分析。

本节课共用时25分钟，教学流程涵盖了导入新课、新课讲授、实践活动、小组讨论和总结回顾等环节。通过讲解、实验、讨论等多种教学方式，引导学生学习电阻率的概念和测量方法，培养实验操作和数据分析能力。同时，通过小组讨论，提高学生的合作意识和交流能力。本节课的重点是伏安法测量金属丝电阻，难点为实验误差的处理和影响电阻率的因素分析。教学资源拓展1.拓展资源：

-金属的导电性：介绍不同金属的导电性差异，如银、铜、铝等，以及它们在工业和日常生活中的应用。

-电阻率的实际应用：探讨电阻率在电子工程、电力系统、传感器设计等领域的应用实例。

-电阻率与温度的关系：介绍电阻率随温度变化的规律，以及温度对电阻率的影响。

-电阻率的测量技术：介绍不同测量电阻率的方法，如四探针法、惠斯通电桥法等。

-电阻率的计算公式：详细讲解电阻率的计算公式，包括其物理意义和适用条件。

2.拓展建议：

-学生可以通过查阅图书馆或在线资源，了解不同金属的导电性能和电阻率数据。

-建议学生参与或观看相关的科普视频，如“电阻率的科学奥秘”等，以增强对电阻率概念的理解。

-组织学生进行小组项目，设计一个简单的电阻率测量装置，并尝试测量不同材料的电阻率。

-鼓励学生参与学校或社区的科学展览，展示他们关于电阻率的实验和研究成果。

-建议学生阅读相关的科普书籍，如《物理世界中的数学》等，以扩展他们对物理现象的理解。

-通过在线课程或讲座，让学生了解电阻率在高科技领域的应用，如半导体材料的研究。

-安排学生参观当地的电力设施或电子工厂，实地观察电阻率在实际工程中的应用。

-设计一个实验，让学生探究不同温度下金属丝电阻率的变化，并分析其原因。

-组织学生进行一次辩论赛，主题为“电阻率在现代社会的重要性”，以激发他们的学习兴趣和批判性思维。

-建议学生撰写一篇关于电阻率的小论文，总结他们在学习过程中的发现和思考。内容逻辑关系①电阻率的概念与定义

-重点知识点：电阻率是表征材料电阻特性的物理量，与材料的长度和横截面积无关。

-关键词：电阻率、物理量、特性、电阻特性、长度、横截面积。

②电阻率的测量方法

-重点知识点：伏安法是常用的测量电阻率的方法，通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流来计算电阻值。

-关键词：伏安法、测量方法、电压、电流、电阻值。

③电阻率与材料特性的关系

-重点知识点：电阻率是材料的固有属性，受到材料种类、温度、杂质等因素的影响。

-关键词：固有属性、材料种类、温度、杂质、影响因素。重点题型整理1.实验设计题

题型：设计一个实验来测量某金属丝的电阻率。

答案示例：实验设计如下：

-准备材料：金属丝、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、导线、开关。

-连接电路：将金属丝与电压表和电流表串联，滑动变阻器与金属丝并联，电源与滑动变阻器、金属丝、电压表和电流表连接。

-调节电路：闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的读数稳定。

-记录数据：记录不同电压下的电流值，计算每次测量下的电阻值。

-计算电阻率：利用公式ρ=R*A/L，其中R为电阻值，A为金属丝的横截面积，L为金属丝的长度，计算电阻率。

2.数据处理与分析题

题型：分析实验数据，计算金属丝的电阻率，并讨论实验误差。

答案示例：根据实验数据，计算得到金属丝的电阻率为ρ=0.025Ω·m。通过比较不同实验数据，发现实验误差主要来源于电压表和电流表的读数误差以及金属丝的长度和横截面积测量误差。

3.公式应用题

题型：根据电阻率公式ρ=R*A/L，解释电阻率与哪些因素有关。

答案示例：电阻率ρ与材料的电阻R、横截面积A和长度L有关。当材料种类一定时，电阻率与电阻成正比；当长度和横截面积一定时，电阻率与材料种类有关。

4.应用题

题型：一个金属丝的电阻率为1.68×10^-8Ω·m，如果金属丝的长度为1m，横截面积为1mm^2，计算通过金属丝的电流为10A时的电压。

答案示例：根据欧姆定律U=IR，其中I为电流，R为电阻。首先计算电阻R=ρ*L/A=1.68×10^-8Ω·m*1m/1mm^2=0.168Ω。然后计算电压U=IR=10A*0.168Ω=1.68V。

5.实验误差分析题

题型：分析实验过程中可能出现的误差，并提出减少误差的方法。

答案示例：实验过程中可能出现的误差包括电压表和电流表的读数误差、金属丝的长度和横截面积测量误差、环境温度变化对电阻率的影响等。为减少误差，可以采取以下方法：

-使用高精度的电压表和电流表，确保读数的准确性。

-使用精确的量具测量金属丝的长度和横截面积，减少测量误差。

-在实验过程中保持环境温度稳定，减少温度变化对电阻率的影响。

-进行多次测量，取平均值以减小随机误差。教学反思与总结今天这节课，我们学习了测量金属丝的电阻率。总的来说，我觉得这节课进行得还算是顺利，但也有些地方需要反思和改进。

首先，我在教学方法上尝试了分组实验，让学生亲自操作，这个方法收到了不错的效果。我看到学生们在实验过程中非常投入，互相帮助，这让我感到很高兴。但是，我也注意到，有些学生在实验操作上还存在一些问题，比如连接电路时不够细心，导致实验数据不准确。这说明我在实验指导上还需要更加细致，尤其是对于那些实验技能比较薄弱的学生。

在策略上，我使用了多媒体课件来辅助教学，这样可以更直观地展示实验步骤和原理。但是，我发现有些学生似乎对课件上的文字内容不太感兴趣，他们更倾向于实际操作。因此，我可能需要在未来的教学中更加注重实验操作的演示和讲解。

管理方面，我尽量保持课堂秩序，但有时还是会有学生分心。我意识到，对于高年级的学生来说，保持专注确实是一个挑战。我打算在接下来的教学中，尝试更多的互动环节，比如小组讨论和问题解答，以此来提高学生的参与度和注意力。

教学效果方面，我觉得学生们对电阻率的概念有了更深入的理解。他们在实验中学会了如何操作电压表和电流表，如何记录数据，以及如何分析实验结果。在情感态度上，学生们对物理实验的兴趣明显提高，这让我感到欣慰。

当然，也存在一些不足。比如，我在讲解电阻率与温度的关系时，可能没有足够的时间让学生充分理解。这个问题需要我在今后的教学中加