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2019-2020年高中物理《電阻定律》教案8 新人教版選修3-1 一、教學(xué)目標(biāo) 1.了解電流形成的條件。 2.掌握電流的概念，并能處理簡(jiǎn)單問(wèn)題。 3.鞏固掌握歐姆定律，理解電阻概念。 4.理解電阻伏安特性曲線，并能運(yùn)用。 5.掌握電阻定律，認(rèn)識(shí)電阻率的物理意義。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1.電流的概念、電阻定律、歐姆定律是教學(xué)重點(diǎn)。 2.電流概念、電阻的伏安特性曲線、電阻率對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比較抽象，是教學(xué)中的難點(diǎn)。 三、教具 1.歐姆定律（伏安特性曲線） 直流電源（穩(wěn)壓），電壓表，電流表，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，開關(guān)，待測(cè)電阻。 2.電阻定律：電壓表，電流表，直流電源，滑動(dòng)變阻器，酒精燈，電阻絲（一根），自制電阻絲示教板。 說(shuō)明：電阻絲示教板上，有電阻絲A，電阻絲B，其中B對(duì)折，其長(zhǎng)度是A的兩倍，電阻絲C是與A相同且等長(zhǎng)的兩根電阻絲并聯(lián)而成。 四、主要教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 前面學(xué)習(xí)場(chǎng)。電場(chǎng)對(duì)其中的電荷有力的作用，若是自由電荷在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)。如：靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體在達(dá)到靜電平衡狀態(tài)之前，其中自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)。電容器充放電過(guò)程中也有電荷定向移動(dòng)。電荷的定向移動(dòng)就形成了電流。 （二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 1.電流 （1）什么是電流？大量電荷定向移動(dòng)形成電流。 （2）電流形成的條件： 靜電場(chǎng)中導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡之前有電荷定向移動(dòng)； 電容器充放電，用導(dǎo)體與電源兩極相接。 ①導(dǎo)體，有自由移動(dòng)電荷，可以定向移動(dòng)。同時(shí)導(dǎo)體也提供自由電荷定向移動(dòng)的“路”。導(dǎo)體包括金屬、電解液等，自由電荷有電子、離子等。 ②導(dǎo)體內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度不為零的電場(chǎng)，或者說(shuō)導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差，從而自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)。 ③持續(xù)電流形成條件：要形成持續(xù)電流，導(dǎo)體中場(chǎng)強(qiáng)不能為零，要保持下去，導(dǎo)體兩端保持電勢(shì)差（電壓）。電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)電流。 導(dǎo)體中電流有強(qiáng)有弱，用一個(gè)物理量描述電荷定向移動(dòng)的快慢，從而描述電流的強(qiáng)弱。 （3）電流（I） ①量度：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間的比值。這樣可以通過(guò)電荷定向移動(dòng)的快慢來(lái)描述電流強(qiáng)弱，這個(gè)比值稱為電流。 ③單位：安培（A） 1A=1C/s ④性質(zhì)：標(biāo)量。初中學(xué)過(guò)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和。但電流是有方向的。（有方向的量不一定是矢量，是否矢量關(guān)鍵看滿不滿足平行四邊形法則。） ⑤電流方向的規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颍?fù)電荷定向移動(dòng)方向與電流方向相反。 （4）電流分類： 直流電里，若電流不變，就稱為恒定電流，這是高中階段電流知識(shí)的重點(diǎn)。 前面討論了電流，尤其是持續(xù)電流的形成，要求導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差，即電壓。電流與電壓究竟有什么關(guān)系？這可利用實(shí)驗(yàn)來(lái)研究。 實(shí)驗(yàn)1 按電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路，R0為待測(cè)電阻（定值電阻）。 閉合S后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭，記下觸頭在不同位置時(shí)電壓表和電流表讀數(shù)。電壓表測(cè)得的是導(dǎo)體R0兩端電壓，電流表測(cè)得的是通過(guò)導(dǎo)體R0的電流，記錄在下面表格中。 把所得數(shù)據(jù)描繪在I－U直角坐標(biāo)系中，確定U和I之間的函數(shù)關(guān)系。 分析：這些點(diǎn)所在的曲線包不包括原點(diǎn)？包括，因?yàn)楫?dāng)U=0時(shí)，I=0。這些點(diǎn)所在曲線是一條什么曲線？過(guò)原點(diǎn)的斜直線。 把R0換成與之不同的R0，重復(fù)前面步驟，可得另一條不同的但過(guò)原點(diǎn)的斜直線。 結(jié)論：給定導(dǎo)體，導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，I∝U I=kU 對(duì)不同導(dǎo)體圖象斜率k不同。相同電壓U0下，兩導(dǎo)體電流分別為I1、I2，I1＞I2，導(dǎo)體2對(duì)電流阻礙作用比導(dǎo)體1大，I1=k1U。I2=k2U。 2.歐姆定律：導(dǎo)體中電流跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。大量實(shí)驗(yàn)表明，歐姆定律適用于純電阻電路（金屬、電解液等）。 3.電阻 （1）定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的比值，叫做這段導(dǎo)體的電阻。 （2）量度式： R=U/I 說(shuō)明：①對(duì)于給定導(dǎo)體，R一定，不存在R與U成正比，與I成反比的關(guān)系。 ②這個(gè)式子（定義）給出了測(cè)量電阻的方法——伏安法。 （3）單位：電壓?jiǎn)挝挥梅兀╒），電流單位用安培（A），電阻單位用歐姆，符號(hào)Ω，且1Ω=1V/A 常用單位： 1kΩ=1000Ω 1MΩ=106Ω 電阻是導(dǎo)體的特性，電阻與導(dǎo)體的哪些因素有關(guān)？ （4）影響電阻的因素： 電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，導(dǎo)體越長(zhǎng)，阻礙作用會(huì)不會(huì)越大？ 導(dǎo)體橫截面積越大，電壓不變，單位時(shí)間里通過(guò)電荷將增加，從而電阻變小。 實(shí)驗(yàn)2 按如圖所示電路，依次將 A、 B、 C三段電阻絲分別接入電路中，利用 R=U/I測(cè)出三段電阻絲電阻，并加以比較。 應(yīng)指出：B電阻絲長(zhǎng)度是A的2倍，測(cè)出電阻也約為A的2倍。 說(shuō)明：①R∝L C電阻絲與A等長(zhǎng)，為了改變橫截面積，C的兩根電阻絲并排連入電路中，相當(dāng)于橫截面積增加1倍，測(cè)出電阻比A電阻小，約為A電阻的一半。 體k不同。 k反映了材料導(dǎo)電性質(zhì)，稱作電阻率，用ρ表示。 時(shí)，ρ在數(shù)值上等于R。 強(qiáng)調(diào)：ρ的大小由導(dǎo)體材料決定。 ρ的大小與溫度有關(guān)，一般ρ隨溫度升高而增大。 實(shí)驗(yàn)3：把單獨(dú)一根電阻絲接入前圖所示電路中，測(cè)出電阻來(lái)，用酒精燈加熱。再看電壓表、電流表讀數(shù)，可以計(jì)算出電阻，從而判斷電阻增大了。 ④總結(jié)：電阻定律 導(dǎo)體電阻跟它長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比。 （三）復(fù)習(xí)鞏固 導(dǎo)體兩端電壓U不變，導(dǎo)體電阻率ρ，長(zhǎng)L，橫截面積S，問(wèn)經(jīng)過(guò)△t秒后，通過(guò)導(dǎo)體任一截面的電量。 若U、△t不變，導(dǎo)體材料也不變，要讓通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量加倍，可采用什么辦法？ 若U、△t及導(dǎo)體體積都不變，導(dǎo)體材料給定，要讓通過(guò)導(dǎo)體截面的電量加倍，可采用什么辦法？