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1、2022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(biāo)
(一)知識(shí)與技能
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)過(guò)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(shí)驗(yàn)抽象概括出物理規(guī)律的能力。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)
電阻定律及利用電阻定律分析、解決有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。
難點(diǎn)
利用實(shí)驗(yàn),抽象概括出電阻定律是本節(jié)課教學(xué)的難點(diǎn)。
教 學(xué) 方 法
2、
探究、講授、討論、練習(xí)
教 學(xué) 手 段
實(shí)物投影儀、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源、電鍵、導(dǎo)線若干、實(shí)驗(yàn)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(dòng)
(一)引入新課
教師:同學(xué)們?cè)诔踔袑W(xué)過(guò),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(zhǎng)度、橫截面積和材料。同種材料制成的導(dǎo)體,長(zhǎng)度越長(zhǎng),橫截面積越小,電阻越大。
教師:同學(xué)們?cè)诔踔幸呀?jīng)知道了導(dǎo)體的電阻與材料、長(zhǎng)度、橫截面積的定性關(guān)系,這節(jié)課讓我們用實(shí)驗(yàn)定量地研究這
3、個(gè)問(wèn)題。
(二)進(jìn)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(diǎn).
(1)L1、L2為橫截面積相同、材料相同而長(zhǎng)度不同的合金導(dǎo)線(鎳鉻絲)
(2)L2、L3為長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn):按下圖連接成電路。
(1)研究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)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(cè)出電流.比較通過(guò)L1、L2電流的不同,得出導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線長(zhǎng)度
4、的關(guān)系。
學(xué)生:從實(shí)驗(yàn)知道,電流與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成反比,表明導(dǎo)線的電阻與導(dǎo)線的長(zhǎng)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(cè)出電流.比較通過(guò)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。
學(xué)生:從實(shí)驗(yàn)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(dòng):小結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
5、,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(zhǎng)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(gè)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(Ω·m)
[投影]幾種導(dǎo)體材料在20℃時(shí)的電阻率
材料
ρ/Ω·m
材料
ρ/Ω·m
銀
1.6×10-8
鐵
1.0×10-7
銅
1.7×10-8
錳銅合金
4.4×10-7
鋁
2.9×10-8
鎳銅
6、合金
5.0×10-7
鎢
5.3×10-8
鎳鉻合金
1.0×10-6
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(shí),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(shí)應(yīng)選用電阻率小的鋁或銅來(lái)做.制造線繞電阻時(shí)應(yīng)選用電阻率大的合金來(lái)制作。
2、電阻率與溫度的關(guān)系
演示實(shí)驗(yàn):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
7、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(shí),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(jì)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(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。
(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)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(huì)隨溫度的升高而變大(如金屬材料);某些材料的電阻率
8、會(huì)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(shí)例探究
☆電阻定律的應(yīng)用
【例1】一段均勻?qū)Ь€對(duì)折兩次后并聯(lián)在一起,測(cè)得其電阻為0.5 Ω,導(dǎo)線原來(lái)的電阻多大?若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長(zhǎng)為三倍,另一半不變,其電阻是原來(lái)的多少倍?
答案:8 Ω;5倍
解析:一段導(dǎo)線對(duì)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(lái)的電阻為4R=8 Ω。
若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的3倍,則這一半的電阻變?yōu)?Ω×9=36 Ω,另一半的電阻為4 Ω,所以拉長(zhǎng)后的總電阻
9、為40 Ω,是原來(lái)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(shí)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(yuǎn)?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=40×10-3A,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(dòng)
作 業(yè)
書(shū)面完成P61“問(wèn)題與練習(xí)”第2、3題;思考并回答第1、4題。
板 書(shū) 設(shè) 計(jì)
教 學(xué) 后 記