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2019-2020年高中物理 恒定電流2.6電阻定律教案 魯科版選修3-1 課 題 2.6電阻定律 課 型 新授課 教 學(xué) 目 標 （一）知識與技能 1、理解電阻定律和電阻率，能利用電阻定律進行有關(guān)的分析和計算。 2、了解電阻率與溫度的關(guān)系。 （二）過程與方法 用控制變量法，探究導(dǎo)體電阻的決定因素，培養(yǎng)學(xué)生利用實驗抽象概括出物理規(guī)律的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過實驗探究，體會學(xué)習(xí)的快樂。 教學(xué)重點、難點 重點 電阻定律及利用電阻定律分析、解決有關(guān)的實際問題。 難點 利用實驗，抽象概括出電阻定律是本節(jié)課教學(xué)的難點。 教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 實物投影儀、電流表、電壓表、滑動變阻器、學(xué)生電源、電鍵、導(dǎo)線若干、實驗所需合金導(dǎo)線、日光燈燈絲、歐姆表、酒精燈、熱敏電阻、光敏電阻、手電筒 教學(xué)活動 （一）引入新課 教師：同學(xué)們在初中學(xué)過，電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，導(dǎo)體電阻的大小決定于哪些因素？其定性關(guān)系是什么？ 學(xué)生：導(dǎo)體電阻的大小決定于導(dǎo)體的長度、橫截面積和材料。同種材料制成的導(dǎo)體，長度越長，橫截面積越小，電阻越大。 教師：同學(xué)們在初中已經(jīng)知道了導(dǎo)體的電阻與材料、長度、橫截面積的定性關(guān)系，這節(jié)課讓我們用實驗定量地研究這個問題。 （二）進行新課 1、電阻定律 教師：（多媒體展示）介紹固定在膠木板上的四根合金導(dǎo)線L1、L2、L3、L4的特點. （1）L1、L2為橫截面積相同、材料相同而長度不同的合金導(dǎo)線（鎳鉻絲） （2）L2、L3為長度相同，材料相同但橫截面積不同的合金導(dǎo)線（鎳鉻絲） （3）L3、L4為長度相同、橫截面積相同但材料不同的合金導(dǎo)線（L3為鎳鉻絲，L4為康銅絲） 演示實驗：按下圖連接成電路。 （1）研究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系 教師：將與A、B連接的導(dǎo)線分別接在L1、L2兩端，調(diào)節(jié)變阻器R，保持導(dǎo)線兩端的電壓相同，并測出電流.比較通過L1、L2電流的不同，得出導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線長度的關(guān)系。 學(xué)生：從實驗知道，電流與導(dǎo)線的長度成反比，表明導(dǎo)線的電阻與導(dǎo)線的長度成正比。 （2）研究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系 教師：將與A、B連接的導(dǎo)線分別接在L2、L3兩端，調(diào)節(jié)變阻器R，保持導(dǎo)線兩端的電壓相同，并測出電流.比較通過L2、L3電流的不同，得出導(dǎo)線電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系。 學(xué)生：從實驗知道，電流與導(dǎo)線的橫截面積成正比，表明導(dǎo)線的電阻與導(dǎo)線的橫截面積成反比。 （3）研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系 教師：將與A、B連接的導(dǎo)線分別接在L3、L4兩端，重做以上實驗。 學(xué)生：從實驗知道，電流與導(dǎo)體的材料有關(guān)，表明導(dǎo)線的電阻與材料的性質(zhì)有關(guān)。 師生共同活動：小結(jié)實驗結(jié)論，得出電阻定律。 電阻定律： （1）內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體的電阻R跟它的長度L成正比，跟它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電組與構(gòu)成它的材料有關(guān)。這就是電阻定律。 （2）公式：R=ρ 教師指出：式中ρ是比例常數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是一個反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率。 電阻率ρ： （1）電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量。 （2）單位：歐米（Ωm） ［投影］幾種導(dǎo)體材料在20℃時的電阻率 材料 ρ/Ωm 材料 ρ/Ωm 銀 1.610-8 鐵 1.010-7 銅 1.710-8 錳銅合金 4.410-7 鋁 2.910-8 鎳銅合金 5.010-7 鎢 5.310-8 鎳鉻合金 1.010-6 錳銅合金：85%銅，3%鎳，12%錳。 鎳銅合金：54%銅，46%鎳。. 鎳鉻合金：67.5%鎳，15%鉻，16%鐵，1.5%錳。 學(xué)生思考： （1）金屬與合金哪種材料的電阻率大？ （2）制造輸電電纜和線繞電阻時，怎樣選擇材料的電阻率？ ［參考解答］ （1）從表中可以看出，合金的電阻率大。 （2）制造輸電電纜時應(yīng)選用電阻率小的鋁或銅來做.制造線繞電阻時應(yīng)選用電阻率大的合金來制作。 2、電阻率與溫度的關(guān)系 演示實驗：將日光燈燈絲（額定功率為8 W）與演示用歐姆表調(diào)零后連接成下圖電路，觀察用酒精燈加熱燈絲前后，歐姆表示數(shù)的變化情況。 學(xué)生總結(jié)：當(dāng)溫度升高時，歐姆表的示數(shù)變大，表明金屬燈絲的電阻增大，從而可以得出：金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。 教師：介紹電阻溫度計的主要構(gòu)造、工作原理。如圖2.6-5所示。 學(xué)生思考：錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小，怎樣利用它們的這種性質(zhì)？ 參考解答：利用它們的這種性質(zhì)，常用來制作標準電阻。 （三）課堂總結(jié)、點評 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題： 1、電阻定律R=ρ 2、電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量.材料的電阻率隨溫度的變化而改變；某些材料的電阻率會隨溫度的升高而變大（如金屬材料）；某些材料的電阻率會隨溫度的升高而減?。ㄈ绨雽?dǎo)體材料、絕緣體等）；而某些材料的電阻率隨溫度變化極?。ㄈ缈点~合金材料） （四）實例探究 ☆電阻定律的應(yīng)用 【例1】一段均勻?qū)Ь€對折兩次后并聯(lián)在一起，測得其電阻為0.5 Ω，導(dǎo)線原來的電阻多大？若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長為三倍，另一半不變，其電阻是原來的多少倍？ 答案：8 Ω；5倍 解析：一段導(dǎo)線對折兩次后，變成四段相同的導(dǎo)線，并聯(lián)后的總電阻為0.5 Ω，設(shè)每段導(dǎo)線的電阻為R，則=0.5 Ω，R=2 Ω，所以導(dǎo)線原來的電阻為4R=8 Ω。 若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長為原來的3倍，則這一半的電阻變?yōu)?Ω9=36 Ω，另一半的電阻為4 Ω，所以拉長后的總電阻為40 Ω，是原來的5倍。 ☆綜合應(yīng)用 【例2】在相距40 km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800 Ω，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時接在A處的電壓表示數(shù)為10 V，電流表的示數(shù)為40 mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠？如下圖所示. 解析：設(shè)發(fā)生短路處距離A處有x米，據(jù)題意知，A、B兩地間的距離l=40 km，電壓表的示數(shù)U=10 V，電流表的示數(shù)I=40 mA=4010-3A,R總=800Ω。 根據(jù)歐姆定律I=可得：A端到短路處的兩根輸電線的電阻Rx Rx=Ω=250Ω ① 根據(jù)電阻定律可知： Rx=ρ ② A、B兩地輸電線的電阻為R總，R總=ρ ③ 由②/③得 ④ 解得x=40 km=12.5 km 學(xué) 生 活 動 作 業(yè) 書面完成P61“問題與練習(xí)”第2、3題；思考并回答第1、4題。 板 書 設(shè) 計 教 學(xué) 后 記