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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 2.6《電阻定律設(shè)計(jì)》教學(xué)案 一、教材分析 本節(jié)課是一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究和理論探究課。從研究方法上講，本節(jié)內(nèi)容是體現(xiàn)和滲透物理學(xué)研究方法的經(jīng)典案例。如何通過(guò)兩種探究方案進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生探究能力，使學(xué)生逐漸掌握科學(xué)的探究方法，對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展尤為重要。 二、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)目標(biāo) ①知道電阻定律及其表達(dá)式； ②了解導(dǎo)體電阻率的概念，知道常見(jiàn)金屬導(dǎo)體電阻率的大小的排序； ③了解導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)。 2、能力目標(biāo) ①通過(guò)探究導(dǎo)體電阻與材料、長(zhǎng)度及橫截面積的定量關(guān)系，掌握科學(xué)的探究方法，體驗(yàn)科學(xué)的探究過(guò)程。 ②學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，發(fā)展思維能力。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) ①通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)事求是、尊重客觀規(guī)律的態(tài)度； ②通過(guò)小組交流與討論，培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的團(tuán)隊(duì)精神，有將自己的見(jiàn)解與他人交流的愿望，養(yǎng)成在合成中既堅(jiān)持原則又尊重他人的品質(zhì)。 ③通過(guò)對(duì)相關(guān)科技問(wèn)題的討論學(xué)習(xí)，增強(qiáng)將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的人文教育。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：探究電阻定律的定量關(guān)系是這節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。 難點(diǎn)：如何設(shè)計(jì)合理可行的實(shí)驗(yàn)方案是本節(jié)課的難點(diǎn)。 關(guān)鍵：如何引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，如何引導(dǎo)學(xué)生建立理論分析的物理模型是關(guān)鍵。 四、學(xué)情分析 我將首先設(shè)置問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生猜想影響電阻的可能因素；然后通過(guò)學(xué)生自主探究和分組合作交流實(shí)驗(yàn)方案；最后師生共同交流歸納結(jié)論來(lái)突出教學(xué)的重點(diǎn)； 通過(guò)設(shè)置情境引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型化解學(xué)生進(jìn)行理論分析的難點(diǎn)；通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)電阻串并聯(lián)知識(shí)及控制變量法，充分運(yùn)用學(xué)生已有知識(shí)分解實(shí)驗(yàn)探究的難點(diǎn)。 五、教學(xué)方法 本節(jié)課我將采用“導(dǎo)、探”式教學(xué)方法。“導(dǎo)”：即教師通過(guò)設(shè)置情境和問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生提出探究方案，發(fā)揮主導(dǎo)作用；“探”：即學(xué)生自主探究。 六、課前準(zhǔn)備 “220V，100W”和 “220V，25W” 的2只白熾燈泡 七、課時(shí)安排 1課時(shí) 八、教學(xué)過(guò)程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情景引入、展示目標(biāo) 情境一：展示一組簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路，請(qǐng)學(xué)生思考導(dǎo)體的電阻可能與什么因素有關(guān)？ 情境二：展示一組簡(jiǎn)單的并聯(lián)電路，請(qǐng)學(xué)生思考導(dǎo)體的電阻可能與什么因素有關(guān)？ 情境三：教師提供“220V，100W”和 “220V，25W” 的2只白熾燈泡，請(qǐng)學(xué)生觀察。提出問(wèn)題： （1）計(jì)算2只燈泡的電阻； （2）觀察電阻和燈絲的長(zhǎng)短、粗細(xì)有什么關(guān)系？ 引出課題：導(dǎo)體的電阻和這些因素之間有什么樣的定量關(guān)系呢？ （三）合作探究、精講點(diǎn)播 1、實(shí)驗(yàn)探究 從復(fù)習(xí)控制變量法入手： （1）怎樣進(jìn)行定量研究呢？這里涉及到一個(gè)物理量與多個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的研究，類(lèi)似的問(wèn)題我們以前遇到過(guò)嗎？引導(dǎo)學(xué)生回憶“控制變量法”。 （2）規(guī)劃步驟：學(xué)生用“控制變量法”制定探究步驟 （3）制定方案、設(shè)計(jì)電路：先讓學(xué)生制定如何探究的方案，再進(jìn)一步由方案到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)；同時(shí)，把學(xué)生制定的方案和設(shè)計(jì)的電路展示出來(lái)，再請(qǐng)學(xué)生評(píng)價(jià)哪個(gè)方案哪個(gè)電路優(yōu)越？通過(guò)比較學(xué)生設(shè)計(jì)的電路，讓學(xué)生充分發(fā)表見(jiàn)解。從而培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的品質(zhì)。 （4）實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：各小組按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。讓學(xué)生明確收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要性。從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 （5）分析與論證：讓學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)分析處理并嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納。請(qǐng)各組的發(fā)言人總結(jié)匯報(bào)。讓另外同學(xué)進(jìn)行評(píng)判。從而增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可信度與說(shuō)服力。 以上環(huán)節(jié)緊緊圍繞“學(xué)生探索”展開(kāi)課堂教學(xué)，把“探索”這一要素充分地體現(xiàn)出來(lái)了，從而培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探索能力。 2、理論探究 從建立物理模型入手： （1）首先根據(jù)情境一和情境二中的物理圖景，引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型； 建立研究R與l關(guān)系的模型：一根長(zhǎng)度為l，電阻為R的導(dǎo)體，可以看稱是由n段長(zhǎng)度同為l，電阻同為R1的導(dǎo)體串聯(lián)而成； 你能得出R與L的關(guān)系嗎？ 你能得出R與S的關(guān)系嗎？ 建立研究R與S關(guān)系的模型：一根橫截面積為S，電阻為R的導(dǎo)體，可以看稱是由n條橫截面積同為S1，電阻同為R1的導(dǎo)體并聯(lián)而成； 在這里師生共同進(jìn)行探索，思路如下：通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)探究和理論分析，我們已經(jīng)得出電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比，即： ；分析k的含義，引出電阻率的概念。 最后，得出電阻定律的表達(dá)式： （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè) （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè) 九、板書(shū)設(shè)計(jì) 一、 實(shí)驗(yàn)探究： 1、 探究目的：探究導(dǎo)體電阻與其決定因素的定量關(guān)系。 2、 探究?jī)?nèi)容：電阻與長(zhǎng)度、橫截面積和材料的定量關(guān)系。 3、 探究方法：控制變量法 4、 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)： 5、 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備： 6、 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 7、 結(jié)論匯報(bào)： 二、理論探究： 1、分析導(dǎo)體電阻與它的長(zhǎng)度的關(guān)系： 2、研究導(dǎo)體電阻與它的橫截面積的關(guān)系： 三、電阻定律： 1、電阻定律內(nèi)容：導(dǎo)體的電阻與它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積成反比。 2、公式：R= ρL/s 3、電阻率ρ (1)反映了材料導(dǎo)電性能的好壞 （2）單位：Ω?m 十、教學(xué)反思 本教學(xué)設(shè)計(jì)采用“猜想—實(shí)驗(yàn)—?dú)w納”的探究性教學(xué)模式，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生圍繞“探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積及材料的關(guān)系” ，激發(fā)學(xué)生的探究熱情和學(xué)習(xí)興趣。課堂上有學(xué)生的個(gè)體學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí)、合作探索、學(xué)生交流匯報(bào)、實(shí)驗(yàn)操作、師生交流等教學(xué)組織形式，擴(kuò)大了單位時(shí)間內(nèi)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的空間，而且釋放了每個(gè)學(xué)生的精神活動(dòng)，充分體現(xiàn)了新課程倡導(dǎo)的“重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行自主探究和合作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)”的理念主體地位，改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的方式。課后需要記錄、總結(jié)學(xué)生反映情況，時(shí)間分配情況等。 電阻定律學(xué)案 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 1、理解電阻定律和電阻率，能利用電阻定律進(jìn)行有關(guān)的分析和計(jì)算 2、了解電阻率與溫度的關(guān)系 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種 ，它是由導(dǎo)體 決定的，導(dǎo)體的電阻跟它的 有關(guān)；跟它的 有關(guān)；跟它的 有關(guān)。 2.電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度L成 ，與它的橫截面積成 ；導(dǎo)體的電阻與 有關(guān)。表達(dá)式R= ，式中ρ是比例系數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是表征 的一個(gè)重要的物理量。 3.各種材料的電阻率 都隨溫度的變化而 ，金屬的電阻率隨溫度的升高而 ，而有些合金電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來(lái)制作 。 三、提出疑惑 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 二、學(xué)習(xí)過(guò)程1. 控制變量法： 物理學(xué)中，如果想研究一個(gè)量與其他幾個(gè)量的關(guān)系時(shí)，可以采用保持其他量不變，只讓某一個(gè)量發(fā)生變化去研究量的變化規(guī)律。 2.比較與 是電阻的定義式，其電阻并不隨電壓、電流的變化而變化，只是可由該式計(jì)算電阻。 時(shí)電阻的決定式，其電阻的大小由導(dǎo)體的材料、橫截面積和長(zhǎng)度共同決定。 提供了一種測(cè)量R的方法：只要測(cè)出U、I就可求出R。 提供了一種測(cè)導(dǎo)體ρ的方法：只要測(cè)出R、L和S就可以求出ρ。 例1 如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab=10 cm，bc=5 cm，當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí)，電流為1 A；若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為( ) A、4 A B、2 A C、 A D、 A 解析：設(shè)將A與B連入電路時(shí)，電阻為R1，C與D連入電路時(shí)電阻為R2，金屬片厚度為h， 由電阻定律 得 所以R1∶R2=4∶1,故后者電流I2=4I1. 答案選A 例2 某用電器離供電電源距離為L(zhǎng)，線路上的電流為I，若要求線路上的電壓降不超過(guò)U，已知輸電線的電阻率為ρ，該輸電線的橫截面積最小值是( ) A、ρL/R B、2ρLI/U C、U/ρLI D、2UL/Iρ 解析：輸電線的總長(zhǎng)為2L， 據(jù)電阻定律得R=ρ， 由題意知IR≤U，故S≥. 正確答案為 B 例3如圖所示，兩只相同的白熾燈L1和L2串聯(lián)接在電壓恒定的電路中.若L1的燈絲斷了，經(jīng)搭絲后與L2. 串聯(lián)，重新接在原電路中，則此時(shí)L1的亮度與燈絲未斷時(shí)比較( ) A.不變 B.變亮 C.變暗 D.條件不足，無(wú)法判斷 解析：設(shè)兩燈電阻為R1和R2，外加電壓為U，則燈L1消耗的電功率為 . 燈L1斷后重新搭接，R1變小，故上式中變量?jī)H是R1. 注意到為常量，故當(dāng)即時(shí)，最小，此時(shí)P1最??；當(dāng)R1變小，則變大，結(jié)果P1變小，燈L1變暗. 所以，正確的答案是C. 三、反思總結(jié) 四、當(dāng)堂檢測(cè) 1.根據(jù)電阻定律，電阻率對(duì)于溫度一定的某種金屬來(lái)說(shuō)，它的電阻率( ) A.跟導(dǎo)線的電阻成正比 B.跟導(dǎo)線的橫截面積成正比 C.跟導(dǎo)線的長(zhǎng)度成反比 D.由所用金屬材料的本身特性決定 2.電路中有一段金屬絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R，要使電阻變?yōu)?R，下列可行的方法是( ) A.將金屬絲拉長(zhǎng)至2L B.將金屬絲拉長(zhǎng)至4L C.將金屬絲對(duì)折后擰成一股 D.將金屬絲兩端的電壓提高到原來(lái)的4倍 3.一段粗細(xì)均勻的鎳鉻合金絲，橫截面的直徑為d，電阻為R，如果把它拉成直徑為的均勻細(xì)絲，電阻值將變?yōu)椋? A． B．16R C．256R D． 4.滑動(dòng)變阻器的原理如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.若將a、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值增大 B.若將a、d兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值減小 C.若將b、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值增大 D.若將a、b兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值不變 5.有一只燈泡的燈絲斷了，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)燈泡燈絲接通，再接入電源后，所發(fā)生的現(xiàn)象及其原因是( ) A.燈絲電阻變小，通過(guò)它的電流變大，根據(jù)P=I2R，電燈變亮 B.燈絲電阻變大，通過(guò)它的電流變小，根據(jù)P=I2R，電燈變暗 C.燈絲電阻變小，它兩端的電壓不變，根據(jù)，電燈變亮 D.燈絲電阻變大，它兩端的電壓不變，根據(jù)，電燈變暗 6. 兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線A和B，如果把導(dǎo)線A均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍，導(dǎo)線B對(duì)折后擰成一股，然后分別加上相同的電壓，則它們的電阻之比RA:RB為_(kāi)_____，相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量之比qA:qB為_(kāi)_____ 課后練習(xí)與提高學(xué)習(xí) 1.關(guān)于材料的電阻率，下列說(shuō)法中正確的是( ) A.把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成等長(zhǎng)的三段，每段的電阻率是原來(lái)的 B.金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 C.純金屬的電阻率較合金的電阻率小 D.電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量 2.將截面均勻、長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的金屬導(dǎo)線截去，再拉長(zhǎng)至L，則導(dǎo)線電阻變?yōu)? ( ) A. B. C. D.nR 3.兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中一根均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍，把另一根對(duì)折后絞合起來(lái)，然后給它們分別加上相同的電壓，則在同一時(shí)間內(nèi)通過(guò)它們的電荷量之比為( ) A.1:4 B.1:8 C.1:16 D.16:l 4.一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R的均勻電阻絲，把它拉制成3L長(zhǎng)的均勻細(xì)絲后，切成等長(zhǎng)的三段，然后把它們并聯(lián)在一起，其電阻值為 （ ） A．R／3 B．3R C．R／9 D．R 5.甲乙兩條銅導(dǎo)線質(zhì)量之比M甲:M乙=4:1,長(zhǎng)度之比為L(zhǎng)甲:L乙=1:4，則其電阻之比R甲：R乙為 （ ） A．1:1 B．1:16 C．64:1 D．1:64 6.白熾燈接在220V電源上能正常發(fā)光，將其接在一可調(diào)電壓的電源上，使電壓逐漸增大到220V，則下列說(shuō)法正確的是( ) A.電流將逐漸變大 B.電流將逐漸變小 C.每增加1V電壓而引起的電流變化量是相同的 D每增加1V電壓而引起的電流變化量是減小的 7.有四個(gè)阻值為R的電阻全部使用，經(jīng)過(guò)不同組合可以獲得不同阻值的等效電阻，下列阻值中可以獲得的阻值為( ) A.4R B.2R C.R D.0.6R 8.已知銅的電阻率小，合金的電阻率大，鉑的電阻率隨溫度有明顯變化，錳銅合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，則在下列空格處填上合適材料:連接電路的導(dǎo)線用______，電爐的電阻絲用______，電阻溫度計(jì)用______，標(biāo)準(zhǔn)電阻用______ 9. 兩導(dǎo)線長(zhǎng)度之比為1∶2，橫截面積之比為3∶4，電阻率之比為5∶6，則它們的電阻之比為_(kāi)_____。 10.輸出電壓恒定的電源與一根玻璃管中的水銀柱組成電路，水銀柱中通過(guò)的電流為0.1A，今將這些水銀倒進(jìn)另一根玻璃管中，管的內(nèi)徑是原來(lái)的2倍.重新與該電源組成電路，則流過(guò)水銀柱的電流為_(kāi)_____. 11. 一根長(zhǎng)為0.5m的金屬絲，橫截面積為3.0mm2，在它兩端加上0.15V的電壓時(shí)，通過(guò)金屬絲的電流為2.0A，求金屬絲的電阻率。 12. A、B兩地相距40km，從A到B兩條輸電線的總電阻為800Ω，若A、B之間某處E兩條輸電線發(fā)生短路，為查明短路地點(diǎn)，在A處接上電源，測(cè)得電壓表示數(shù)為10V，小量程電流表讀數(shù)為40mA，如圖所示，則短路處距A多遠(yuǎn)? 參考答案： 預(yù)習(xí)內(nèi)容 1.性質(zhì) 因素 長(zhǎng)度 橫截面積 材料 2.正比 反比 構(gòu)成它的材料 材料性質(zhì) 3.一般 變化 增大 標(biāo)準(zhǔn)電阻 當(dāng)堂檢測(cè) 1、D 2、A 3、C 4、AD 5、C 6、16:1；1:16 課后練習(xí)與提高學(xué)習(xí) 1、BCD 2、C 3、C 4、D 5、D 6、AD 7、AC 8、電路導(dǎo)線需選ρ小的，故選銅；電爐的電阻絲需選ρ大的，故選合金；電阻溫度計(jì)需選ρ隨溫度變化明顯的，故選鉑；標(biāo)準(zhǔn)電阻需選ρ隨溫度變化基本穩(wěn)定不變的，故選錳銅合金 9、5∶9 10、1.6A 11 12、距A端12.5km