教案示例
探究——影响电阻大小的因素
教学目标
一、知识与技能
1. 知道影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。
2. 了解导体电阻受温度的影响、超导的一些特点以及对人类生活和社会发展可能带来的影响。
二、教程与方法
1. 通过探究影响电阻大小的因素,进一步体会研究多个因素问题的方法。
2. 学会用学过的知识和技能解决新问题的方法。
三、情感、态度与价值观
1. 在实验探究中,学习科学家研究问题的方法,培养严谨的习惯和实事求是的态度。
2. 通过了解物理学知识对人类生活和社会发展的影响,培养正确的科学价值观。
教学重点:影响电阻大小的因素。
教学难点:确认电阻是导体自身的性质,与电压、电流无关。
教学准备
一只电流表,一个开关,导线若干。一只演示电流表,一个开关,废日光灯管的灯丝,或固定在胶木板上的用直径
教学过程:
一、引入
将一只灯泡、一个演示电流表、一节干电池和一个开关连接成电路,并读出电流表的示数。(一位学生到前面来演示连接电路,其他同学审查连接过程是否正确)
提问:如图所示,生活中常见的导线多 是铜心或者 铝心,为什么不用铁心?
二、新课学习
导体能够通过电流,但同时对电流有阻碍作用,在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小。不同导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质。
提问:导体的电阻既然是导体本身的一种性质,你猜一猜它跟哪些因素有关?你能不能设计一组实验来证明你的猜想是否正确?
提示:电阻是否跟材料、长度、导线的粗细有关?在学生提出猜想的基础上加以归纳,前面所示装置做下面三组演示实验。
1. 研究导体的电阻跟它的材料是否有关。
说明新课开始的实验所用的导线是锰铜线 AB 和镍铬合金线 CD ,将电流表示数填入表 1 内。
表 1 :研究导体的电阻 跟材料 的关系
提问:分析实验数据,可以得到什么结论?
结论:导体的电阻跟导体的材料有关。
2. 研究导体的电阻跟它的长度是否有关。
用镍铬合金导线 CD 和 EF 做实验,将实验测出的电流表示数填入表 2 内。
表 2 :研究导体的电阻跟长度的关系
提问:分析实验数据,可以得到什么结论?
结论:导体的材料、横截面积,都相同时,导体越长,电阻越大。
3. 研究导体的电阻跟它的横截面积是否有关。
用镍铬合金线 CD 和 GH 做实验。将实验测出的电流表的示数填入表 3 内。
表 3 :研究导体的电阻跟横截面积的关系
提问:分析实验数据,可以得到什么结论?
结论:导体的材料、长度都相同时,导体的横截面积越小,电阻越大。
导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比喻,街道越长,街面越窄,行人受到阻碍的机会越多。同理,导体越长、越细,自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多。
4. 导体的电阻受温度影响
导体的电阻还跟什么因素有关?请大家看下面的演示实验:
演示实验:把铁丝线圈(或日光灯管的灯丝)按图接入电路,用酒精灯缓慢地对灯丝加热观察加热前后,演示电流表的示数有什么变化。
提问:从电流表示数的变化,得到什么结论?
导体被加热后,它的温度升高,电流表示数变小,表明导体的电阻变大,这说明导体的电阻还跟温度有关,对大多数导体来说,温度越高电阻越大。
小结:导体的电阻决定于它的材料、长度、横截面积和温度。
导体的电阻由它自身的条件决定,因此,不同的导体,电阻一般不同,所以说,电阻是导体本身的一种性质。
为了表示导体的电阻
跟材料
的关系,应取相同长度,相同的横截面积的不同材料在相同温度下加以比较,课本上的表列出了一些长
提问:通过这些电阻值,你能知道哪些材料的导电性能好?
银的导电性能最好,因此,在相同长度和横截面积的情况下,它的电阻最小,其次是铜,再次是铝。
5. 介绍超导的知识
知道超导体会给人类带来很大的好处。
三、巩固练习
(1) 电阻的国际单位是什么?欧姆
(2) 为什么说电阻是导体本身的一种性质?
(3)
有两条粗细相同、材料相同的导线,一条长
20
厘米,另一条长
(4) 有两条长短相同、材料相同的导线,一条横截面积 0.4 厘米 2 ,另一条 2 毫米 2 ,哪条导线电阻大,为什么?
(5) “铜导线比铁导线的电阻小。”这种说法对吗?应当怎么说?
四、小结
电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。