最新人教版高中物理选修31第二章《导体的电阻》教学设计.docx
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最新人教版高中物理选修31第二章《导体的电阻》教学设计
教学设计
6导体的电阻
本节分析本节反映了导体的电阻与导体的长度、横截面积及电阻率的定量关系.由于在初中时学生只知道定性结论,所以本节内容属于发展和提高的范畴,也是本章教学的重点内容之一.
本节内容的课程标准是通过实验探究决定导线电阻的因素,知道并理解电阻决定式.实验的成功与否直接影响着对电阻决定式的认识,所以本节的教学难点是设计实验探究导体电阻与导体材料、长度和横截面积的关系.
学情分析新课程标准提倡自主学习、合作探究、经历过程、体验方法,而本节内容为我们提供了一个很好的贯彻新课程理念的机会.在本节中,要让学生深刻体会“研究一个物理量与多个物理量之间的关系”的方法——控制变量法.总之,本节教学要突出实验探究的过程,让学生参与从提出问题、分析问题到解决问题的全过程,培养学生解决实际问题的能力.
教学目标
•知识与技能
(1)知道电阻决定式的内容,理解电阻率的物理意义.
(2)能根据实验要求及器材,设计实验方案,正确连接电路,会使用电流表和电压表.
(3)学会根据探究目标整理和分析数据,得出相应的结论.
•过程与方法
(1)通过科学探究的环节,体验实验探究过程,理解研究物理问题的方法.
(2)强化对探究过程的评价意识,养成对探究过程形成书面报告的习惯.
(3)培养学生获取、处理信息的能力和探究活动中主动合作、交流的能力.
•情感、态度与价值观
(1)使学生认识到探究活动是研究物理规律的科学方法,激发学生主动探究的热情.
(2)强化学生的创新意识,追求最佳方案的研究态度.
(3)形成科学的世界观,以科学态度和科学精神进行物理学习和研究.
(4)学会与他人合作交流,能主动对自己和他人的研究进行客观的评价.教学重难点
•重点:
探究电阻决定因素的定量关系.
•难点:
设计合理可行的实验方案.
教学方法本节将采用“导、探”式教学方法.导:
即教师通过设置情景和问题,引导学生提出探究方案,发挥学生的主体作用;探:
即学生自主探究.
教学准备
1.“220V100W”和“220V25W”的两个白炽灯泡.2.多媒体教学设备一套:
可供课件播放、实物投影.
3.学生分组实验器材:
电流表、电压表、滑动变阻器、电池组、开关、导线若干、锰铜合金导线、镍铬合金导线、电压传感器、电流传感器、电阻丝示教板等.
教学设计
设计者:
李长城)
教学过程设计
主要教学过程
教学设计
教师活动
学生活动
一、引入新
课
课前创设:
课前,在屏幕上打出“疑问像电阻,是思考让它导通电流,流光溢彩!
”,创设一种研究的前置氛围,也适当暗示了本节的学习内容,为课堂教学作铺垫.
问题引导:
1.观察课件中两个灯泡的图片,能发现什么不同?
2.若让你设计灯泡,要考虑什么因素?
在学生猜想的基础上,引入探究的课题:
本节在初中知识的基础之上,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”.
(设计意图:
创设一种研究的前置氛围,为课堂教学作铺垫.)
适当关注展示内容,体会这句话的含义.
仔细观察两个灯泡图片.
主动思考导体的电阻可能跟什么因素有关.
二、新课教
学
引导学生设计实验:
问题引导:
1.如何研究导体电阻与导体长度、横截面积和材料三个量之间的关系?
通过学生的思考和回答,让他们明确依据控制变量,探究过程可以划分为三种情况:
l:
控制S和材料相同
RS:
控制l和材料相同
材料:
控制l和S相同探究方法一:
研究R与l、S的关系问题引导:
(1)探究R与l的定量关系,对选择的电阻有什么要求?
(2)R与l该怎样来测量?
(3)你能尝试画出实验电路图吗?
思考研究多个物理量之间的关系所用到的方法.
明确依据控制变
量探究过程可以划分为三个步骤.
思考这三个问题的同时,对探究实
学生小组交流讨论,教师参与指导小组讨论.请学生来陈述自己的想法:
(1)要求电阻丝的横截面积和材料相同,但长短不同.
(2)用伏安法测电阻R=UI,用刻度尺测长度.(3)电路图如图所示,AB之间分别接入横截面积和材料相同,但长短不同的电阻.
验的方案形成大致的思路.小组内思考、讨论、交流各自的想法.
请学生代表陈述小组交流的结果,并在黑板上画出电路图.
从各小组结论中大致知道该如何去探究R与l的定量关系
接着从提供的器材出发,结合刚才的设计思路,引导学生优化实验方案.
问题引导:
1.实验室只能提供一根长的电阻丝,没有两根长短不一的电阻丝,能否探究R与l的关系?
说说你的想法?
2.根据R=UI,测得U和I才能求R,引导学生思考能否少测一个量,让实验简单一些?
(提示:
我们设计探究R与l的关系时,并没有测S,这样做的理由是什么?
)在学生充分思考、讨论的基础上,引导他们得出实验设计
在保证电流I相等的前提下,电压U之比,反映了对应的电阻R之比.
设计表格:
U/V
l/m
R1
R2
进行实验:
依据优化的实验方案,分小组进行实验.教师巡视,解决
思考如何利用现有的器材,完成探究.
联系不测S的理由,思考不测电压U或者是不测电流I的前提是什么?
学生实验操作中的困难.
师生、生生交流,
处理数据,交流结果:
优化设计方案,最
引导学生从实验数据中发现:
保证电流I相等的前提下,
终形成共识.
电阻两端的电压之比,实质反映的是电阻之比:
U1=R1=U2R2
l1
l2
结论
(1):
在电阻的横截面积和材料相同的条件下:
R与
体验到通过努力,
l成正比.
能让探究方案变
(设计意图:
学生自己猜想可能的结果,自己设计实验方
得更简洁.
案、自行分析数据,体会科学探究的全过程.)
【反思拓展】
引导1:
刚才的实验中,把一长段电阻丝看成长短不一的
小组内合作,完成
两段电阻丝串联,在电流相等的情况下探究R与l的关系,
探究实验.
利用了串联电路的特点.
从串联电路的特点出发,我们也可以有如下推导:
一个长为l,阻值为R的电阻,可以看成是n个长为l0,
得到实验结论.
阻值为R0的电阻串联而成,这样很容易就有:
l=nl0,R=nR0,显然R与l成正比.
在教师进一步的
引导2:
探究R与S的定量关系,是否也可以从串、并联
引导中,发现简单
电路的特点来推导得到呢?
的逻辑推理也能
引导学生思考的基础上,类比刚才的推理得到:
验证刚才的实验
一个横截面积为S,阻值为R的电阻,可以看成n个横截
结论,获得成功的
面积为S0,阻值为R0的电阻并联而成.
体验和方法上的
结论
(2):
S=nS0,R=R0,R与S成反比.n
启示.
(设计意图:
科学规律的得出不仅需要实验探究,更需要
迁移思考探究R
理论的推导和归纳.)
与S的定量关系,
探究方法二:
研究R与材料的关系
是否也可以从串、
以教师的演示实验为主导,为准确方便,电流表、电压表
并联电路的特点
用传感器代替.
来推导得到呢?
1.出示电阻丝示教板(如图乙)
2.教师与学生一起连接电路,先让E、F分别接A、a,测
得一组数据(U,I)记入下表.然后把a、b用短导线连接,E、F分别接A、B,得一组数据(U,I).再把A、B用一短线连接,E、F分别接A(B)、a(b),得一组数据(U,I).
3.换用E、F分别接不同材料金属丝C、c,又得一组数据
4.用计算机处理数据,得出结论.
(此方案,参考微视频.)
小结:
1.
2.实验探究和逻辑推理相辅相成,是科学研究中的两种重要方法.
结论整合:
引导学生将刚才的两个探究结论,归纳为一个:
R与Sl成
正比.
问题引导:
1.能否将这个结论写成一个等式,怎么写?
对“实验探究和逻
设一个正比例系数ρ,就能得到等式:
R=ρSl
2.正比例系数ρ应该有它的物理意义,是什么?
单位是什么?
ρ可能与什么因素有关呢?
同样长度、同样横截面积、不同材料的铜丝和铁丝各一根,它们的电阻相等吗?
让学生谈谈想法.
总结学生思考的结果,得出“比例系数ρ反映的是导体材料本身的性质,单位是Ω·m”的结论.
这样我们发现公式R=ρSl很好地反映了R与l、S和材料之间的定量关系.其中ρ称为电阻率.
研读电阻率表:
几种导体材料在20℃时的电阻率
辑推理两种科学方法相辅相成”,有一定的认识.
在问题的引导下将探究得到的两个结论,用数学方法整合为一个等式.
陈述个人思考的结果,相互启发,得到结论.
明确R=ρl这一表S
达式中每一个物理量的意义,得到完整的探究结论,再次体验到物理学的简洁之美.
材料
ρ/(Ω·m)
材料
ρ/(Ω·m)
银
1.6×10-8
铁
-7
1.0×10-7
铜
1.7×10-8
锰铜合金
-7
4.4×10
铝
2.9×10-8
镍铜合金
-7
5.0×10
钨
5.3×10-8
镍铬合金
1.0×10-6
根据教材上的电阻率表格,结合下面几个问题思考:
1.哪些金属容易导电,哪些金属不容易导电,它们各自的电阻率呈现什么特点?
2.除了对电阻率关注之外,你还对表格中的什么数据感兴趣?
这个条件说明了什么?
自主学习,阅读填空:
利用教材提供的文本资料,通过学生阅读、自主学习,明确电阻率受温度影响的特点,并反馈学习结果,完成以下两个小题:
T升高,ρ增大,应用:
W.
T升高,ρ不变,应用:
W.
(设计意图:
学生自学,自己从材料中找出规律,是应该重点培养的技能之一.)
立足教材,阅读材料,自主学习,完成习题.
三、课堂小
结
回顾本节“你学到了什么?
”
师生互动,总结本节学到的方法,以及探究到的知识.加深理解,拓展思维.
四、课后作
业
1.让学生利用一段钨丝,设计一个实验,探究电阻和温度
的关系?
(目的在于巩固实验探究的方法)
2.教材问题与练习1~4.
联系实际,体会物理与技术的紧密关系.
板书设计
6导体的电阻
一、探究导体电阻与导体长度、横截面积和材料的关系
1.实验探究
2.理论探究
二、导体的电阻
1.内容:
同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻还与构成它的材料有关
2.数学表达式lU
R=ρS(决定式)(区别定义式:
R=I)
适用条件:
粗细均匀的导体,浓度均匀的电解液
3.电阻率ρ:
反映导体材料导电性能的物理量.单位:
Ω·m
教学反思
中学物理课程的核心理念是以学生为本,注重提高学生的基本科学素养,使学生终身受益,所以,在教学过程中应该倡导学生学习的自主性、探究性、合作性,让学生主动参与,体验和感悟科学探究的过程和方法,激发他们持久的学习兴趣和求知欲望,并在探究过程中培养学
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- 导体的电阻 新人 高中物理 选修 31 第二 导体 电阻 教学 设计