高中物理 第二章第六节 电阻定律教案 新人教版选修31文档格式.docx
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培养学生的相互合作精神、实验动手能力,体验一种科学探究的过程。
四、教学过程
(一)新课引入:
教师:
同学们在初中学过,电阻是导体本身的一种性质,导体电阻的大小决定于哪些因素?
其定性关系是什么?
学生:
导体电阻的大小决定于导体的长度、横截面积和材料。
同种材料制成的导体,长度越长,横截面积越小,电阻越大。
如果有两根电阻丝,一根长而粗,另一根短而细,用刚才的定性结论能否比较它们电阻的大小?
引入探究的课题:
本节课我们将深入地探究“导体电阻与长度、横截面积、和材料之间的定量关系”。
(二)进行新课
一、实验法复习
问题:
要探究电阻R与长度、横截面积和材料三个量之间的定量关系,采用什么方法?
控制变量法。
展示一道练习,让学生了解控制变量法的运用。
引导学生复习测量电阻的方法。
问题1:
如何测量导体的电阻?
问题2:
伏安法测电阻的原理是什么?
问题3:
滑动变阻器在电路中起什么作用?
二、实验探究
(一)实验一:
探究导体的电阻大小与长度的关系
提供的实验器材有:
一根镍铬丝(带有滑片)、毫米刻度尺、电阻丝固定装置、电压表、电流表、滑动变阻器、两节干电池、开关一个、导线若干
(二)实验二:
探究导体的电阻大小与横截面积的关系
三根完全相同的镍铬丝、电阻丝固定器、电压表、电流表、滑动变阻器、两节干电池、开关一个、导线若干
(三)学生分组实验:
分为两大组(16小组,每小组四人):
一组探究实验
(一);
一组探究实验
(二)
1、引导学生利用提供的实验器材设计实验方案;
画出实验电路图;
设计记录数据的表格。
2、展示部分学生设计的电路图、记录数据的表格。
让学生说说自己设计的实验方案。
重点分析、评价。
3、组织学生进行实验。
教师巡视,帮助学生解决实验过程中存在的困难。
4、展示部分学生的实验数据和结论。
和学生一起分析、评价。
5、引导学生归纳总结出电阻定律
三、电阻率的概念的建立
提问:
电阻定律:
R=ρL/S,ρ—比例系数,那么ρ跟什么因素有关?
引导学生看课本P58表格,几种材料20℃的电阻率。
思考下列问题:
1.电阻率的物理意义是什么?
2.电阻率的单位是什么?
怎样导出电阻率的单位?
3.看课本P59”说一说”中的新闻报道,为什么有杂质就影响导线的电阻?
怎样影响了导线的电阻?
4.请同学们看看这个表格的标题,为什么要标明具体的温度呢?
(三)小结
(四)作业布置
一、实验法复习电阻测量
设计思路:
探究课必须注重学生的基础。
本节课采取实验探究法推导电阻定律,电阻的测量方法,连接电路元件的基本技能等是这节课的实验技能基础,也是完成实验探究的基本保证。
因此,先用实验法复习电阻的测量十分必要。
学生思考作答。
用伏安法测电阻,根据部分电路的欧姆定律I=U/R,用电压表测量电阻R两端的电压U,用电流表测量通过导体的电流I,然后求出电阻值R。
问题2:
测量导体电阻的电路图如何设计?
学生分组讨论,培养学生互助合作精神。
注重组内同学的合作与讨论,通过大家的相互交流,确立更好的方案。
学生画好电路图后,各小组所设计的电路图通过网络发布,通过局域网,大家一起评价,通过讨论、分析,指出不足之处,或学习优秀的地方。
大家一起选定某一电路图讨论。
如选定图1,学生则建议纷纷:
缺少开关,滑动变阻器。
且讨论了滑动变阻器作用:
限制电流,防止电流过大烧毁用电器;
改变滑动变阻器阻值,多测几组求平均值。
讨论结果,设计出完整的电路图,如图2。
问题3:
测量电阻,请一同学按照电路图连接好电路。
学生自愿上来连接电路,进行操作演示。
(所有的仪器采取较大的示教仪器,容易观察其操作细节)大家仔细观察他的操作过程,进行评价。
学生1:
连接电路前有把开关断开,但开关闭合前滑动变阻器的阻值没有打到最大。
学生2:
电流串联进电路,电压表并联在电阻两端是对的,但量程选择错误。
学生3:
电流表接得有点问题,应该是电流应该从正接线柱接入。
通过网络发布,局域网资源共享,每组学生都有展示自己的机会,又能更好地进行相互交流。
而通过学生个别的操作展示,给学生一个个别展示自我的机会,而所有学生一起评价讨论,达到一个相互交流、共同完善的目的。
且在这一过程中,将实验操作基本技能包括连接线路、电流表和电压表的读数等进行复习巩固。
且为下面的实验探究打下基础。
二、实验探究法推导电阻定律
1)
猜想导体的电阻的决定因素
不同导体的电阻大小不同,那么导体的电阻是有那些因素所决定的呢?
展示一导线,如一根导线的电阻与哪些因素有关?
学生独立思考几分钟,进行猜想。
再组织学生讨论。
探究课中,进行科学猜想很重要,因此在实验探究前要留足够的时间给学生猜想,让学生个别思考。
正是学生个体对问题的主动思考,学生对研究的方向才有更充分的准备,更好地进行实验探究。
导体的电阻可能与导体的长度有关。
导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
导体的电阻可能与导体的材料有关。
2)组织学生实验,探究导体电阻的决定因素
引导:
导体电阻与导体的长度、横截面积、材料间的有关,它们间的定量关系是怎样?
我们能够通过什么方法来确定导体电阻的决定因素?
我们可以做实验来得到确定的结论。
学生分组实验(每4人一组),利用给定实验器材设计实验,对导体电阻与导体的长度、横截面积、材料间的关系进行研究。
要求学生利用已有的实验器材,与同组同学共同完成实验,自己设计表格记录实验数据,进行归纳总结。
心理学研究表明,学生对学习内容的巩固程度与学习方式有很大的关系,对其亲手操作过,又描述过的内容记忆最多,能记住90%。
从实验出发,通过学生的自主探究获取信息,处理信息,提出假设,验证假设,总结归纳物理规律,学生积极参与学习过程。
在实验过程中,关注同学间的合作与讨论。
注意观察学生实验,接受学生咨询,给予方法指导,但绝不能越俎代庖。
在活动中不同学生会出现很大的差异,探究式教学是一种开放性学习,对不同的学生应有不同的要求,更多地关注学习困难的学生。
2)
实验器材
实验器材有:
电阻丝数根(电阻丝上标明不同的材料的名称,横截面积不同的分别标上字母S1:
0.20mm2、S2:
0.40mm2、S3:
0.60mm2区分,电阻丝不同长度标上L1、L2、L3以示区分)电流表一个、电压表一个、开关一个、导线、干电池、毫米刻度尺、电阻丝固定装置
3)实验结论的展示与评价
各小组将实验设计:
包括实验过程、设计表格及实验结论等通过网络发布,所有学生一起讨论,且选定几个方案,重点分析、评价。
方案1:
探究:
导体的电阻与导体的长度的关系
实验方法:
取同种材料镍铬合金制成、粗细相同为S1:
0.20mm2的导线三根,长度不同。
将导线分别固定在电阻固定器上,按电路图接线测量各自的电阻
表格设计:
L/长度
U/电压
I/电流
R/电阻
0.5m
1.0V
0.4A
2.5Ω
1.0m
2.0V
5.0Ω
1.2m
2.4V
6.0Ω
数据处理:
用EXCEL处理相关数据
结论:
导体的电阻与导体的长度成正比
评价:
学生1:
方法很好,但电阻、长度多测几次求平均值
各量的读数没有估读
数据太准了吧?
方案一,操作简单,结论准确。
探究导体的电阻与导体的长度的关系,先确定横截面积、材料不变,很好地运用了控制变量法。
但如果补充上其他同学的方法,就更好了。
特别要注意,实验注意严谨,实事求是。
方案2:
导体的电阻与导体的横截面积的关系
取同种材料镍铬合金制成、长度相同的导线三根,粗细不同。
实验过程:
取相同长度为100.00mm粗细不同的镍铬合金导线,横截面积S1:
0.60mm2将导线分别固在电阻固定器上,按电路图接线测量各自的电阻,分别测定三根导线的电阻值。
测量求电阻值R
横截面积
S1:
0.20mm2
2.01V
0.40A
S2:
0.40mm2
0.96V
2.4Ω
S3:
0.60mm2
0.62V
1.5Ω
我的想法:
测量导线的横截面积,S=1/4πd2,先测出导线直径。
导线直径很小,直径很难用刻度尺测量。
可以将导线折几折,测出十根导线的直径和D,d=D/10,可以求出导线直径。
在算出导线的横截面积。
用EXCEL处理相关数据
导体的电阻与导体的横截面积成反比
结论很正确,另外提供的测量导线直径、横截面积的方法很巧妙。
电阻测量,还应多次测量求平均值,并设计表格。
读数时有估读。
教师:
方案2,结论正确。
加了实验过程,设计十分具体,如再加上其他同学的想法就更好了。
实验器材中已附有横截面积,但该小组建议的导线直径的测量,也很巧妙,很好地运用了放大法测量微小量。
在下次的实验课,我们还要学习一种新的测量方法,学习用螺旋测微器测导线直径。
方案3:
导体的电阻与导体的材料的关系
取不同材料制成、长度相同100.00mm、粗细相同横截面积为0.20mm2的导线三根,将导线分别固定在电阻固定器上,按电路图接线测量各自的电阻
电阻测量时,还多次测量求平均值R记录数据
材料
镍铬合金
1.02V
0.20A
1.49V
0.30A
2.02V
镍铜合金
0.50V
0.70V
0.94V
锰铜合金
0.41V
2.1Ω
0.64V
0.80V
导体的电阻与导体的材料有关
实验十分严谨仔细,数据记录完整。
教学中应充分创造机会,学生从而有更多的自我展示机会。
“实验的展示与评价”,通过实验设计和结论展示,为学生提供一个展示和交流的机会,各抒己见,充分展现自我,最
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