资料简介
高中物理课堂教学教案
2.6电阻定律
年 月 日
课 题
§2.6电阻定律
课 型
新授课
教 学 目 标
(一)知识与技能
1、理解电阻定律和电阻率,能利用电阻定律进行有关的分析和计算。 2、了解电阻率与温度的关系。 (二)过程与方法
用控制变量法,探究导体电阻的决定因素,培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力。 (三)情感、态度与价值观
通过实验探究,体会学习的快乐。
教学重点、难点
重点
电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。 难点 利用实验,抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。
教 学 方 法
探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段
实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、日光灯灯丝、欧姆表、酒精灯、热敏电阻、光敏电阻、手电筒
教学活动 (一)引入新课
教师:同学们在初中学过,电阻是导体本身的一种性质,导体电阻的大小决定于哪些因素?其定性关系是什么? 学生:导体电阻的大小决定于导体的长度、横截面积和材料。同种材料制成的导体,长度越长,横截面积越小,电阻越大。 教师:同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系,这节课让我们用实验定量地研究这个问题。 (二)进行新课
1、电阻定律
教师:(多媒体展示)介绍固定在胶木板上的四根合金导线L1、L2、L3、L4的特点. (1)L1、L2为横截面积相同、材料相同而长度不同的合金导线(镍铬丝) (2)L2、L3为长度相同,材料相同但横截面积不同的合金导线(镍铬丝) (3)L3、L4为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线(L3为镍铬丝,L4为康铜丝) 演示实验:按下图连接成电路。
(1)研究导体电阻与导体长度的关系 教师:将与A、B连接的导线分别接在L1、L2两端,调节变阻器R,保持导线两端的电压相同,并测出电流.比较通过L1、L2电流的不同,得出导线电阻与导线长度的关系。 学生:从实验知道,电流与导线的长度成反比,表明导线的电阻与导线的长度成正比。 (2)研究导体电阻与导体横截面积的关系 教师:将与A、B连接的导线分别接在L2、L3两端,调节变阻器R,保持导线两端的电压相同,并测出电流.比较通过L2、L3电流的不同,得出导线电阻与导体横截面积的关系。 学生:从实验知道,电流与导线的横截面积成正比,表明导线的电阻与导线的横截面积成反比。 (3)研究导体的电阻与导体材料的关系 教师:将与A、B连接的导线分别接在L3、L4两端,重做以上实验。 学生:从实验知道,电流与导体的材料有关,表明导线的电阻与材料的性质有关。 师生共同活动:小结实验结论,得出电阻定律。 电阻定律: (1)内容:同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比;导体电组与构成它的材料有关。这就是电阻定律。 (2)公式:R=ρ 教师指出:式中ρ是比例常数,它与导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率。 电阻率ρ: (1)电阻率是反映材料导电性能的物理量。 (2)单位:欧·米(Ω·m) [投影]几种导体材料在20℃时的电阻率
材料
ρ/Ω·m
材料
ρ/Ω·m
银
1.6×10-8
铁
1.0×10-7
铜
1.7×10-8
锰铜合金
4.4×10-7
铝
2.9×10-8
镍铜合金
5.0×10-7
钨
5.3×10-8
镍铬合金
1.0×10-6锰铜合金:85%铜,3%镍,12%锰。 镍铜合金:54%铜,46%镍。. 镍铬合金:67.5%镍,15%铬,16%铁,1.5%锰。 学生思考: (1)金属与合金哪种材料的电阻率大? (2)制造输电电缆和线绕电阻时,怎样选择材料的电阻率? [参考解答] (1)从表中可以看出,合金的电阻率大。 (2)制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来做.制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。 2、电阻率与温度的关系
演示实验:将日光灯灯丝(额定功率为8 W)与演示用欧姆表调零后连接成下图电路,观察用酒精灯加热灯丝前后,欧姆表示数的变化情况。
学生总结:当温度升高时,欧姆表的示数变大,表明金属灯丝的电阻增大,从而可以得出:金属的电阻率随着温度的升高而增大。 教师:介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图2.6-5所示。
学生思考:锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小,怎样利用它们的这种性质? 参考解答:利用它们的这种性质,常用来制作标准电阻。 (三)课堂总结、点评
通过本节课的学习,主要学习了以下几个问题: 1、电阻定律R=ρ 2、电阻率是反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变;某些材料的电阻率会随温度的升高而变大(如金属材料);某些材料的电阻率会随温度的升高而减小(如半导体材料、绝缘体等);而某些材料的电阻率随温度变化极小(如康铜合金材料) (四)实例探究
☆电阻定律的应用
【例1】一段均匀导线对折两次后并联在一起,测得其电阻为0.5 Ω,导线原来的电阻多大?若把这根导线的一半均匀拉长为三倍,另一半不变,其电阻是原来的多少倍? 答案:8 Ω;5倍 解析:一段导线对折两次后,变成四段相同的导线,并联后的总电阻为0.5 Ω,设每段导线的电阻为R,则 =0.5 Ω,R=2 Ω,所以导线原来的电阻为4R=8 Ω。 若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍,则这一半的电阻变为4Ω×9=36 Ω,另一半的电阻为4 Ω,所以拉长后的总电阻为40 Ω,是原来的5倍。 ☆综合应用
【例2】在相距40 km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800 Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10 V,电流表的示数为40 mA,求发生短路处距A处有多远?如下图所示.
解析:设发生短路处距离A处有x米,据题意知,A、B两地间的距离l=40 km,电压表的示数U=10 V,电流表的示数I=40 mA=40×10-3A,R总=800Ω。 根据欧姆定律I= 可得:A端到短路处的两根输电线的电阻Rx Rx= Ω=250Ω ① 根据电阻定律可知: Rx=ρ ② A、B两地输电线的电阻为R总,R总=ρ ③ 由②/③得 ④ 解得x= ×40 km=12.5 km
学 生 活 动
作 业
书面完成P61“问题与练习”第2、3题;思考并回答第1、4题。
板 书 设 计
教 学 后 记
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