第11章 简单电路 第7节 探究——影响导体电阻大小的因素 课件+教案+素材
展开第十一章 简单电路
第七节 探究——影响导体电阻大小的因素
一、教学背景分析
本节从生活中各种各样的导线粗细、长短、材料不同出发，探究影响导体电阻大小的因素，教学内容更加贴近学生的生活，学生可以初步认识生活、社会与物理学的关系。本节课的重点是掌握探究解决问题的方法，学会研究问题。
本节课的教学对象是初三学生，对于电阻的概念，学生已经有了一定的认识，但对电阻的影响因素并不了解。本节课教学内容要求学生知道决定导体电阻大小的四个因素，即导体的材料、长度、横截面积和温度。本节课充分调动学生的积极性、发挥学生的自主性，认真地从提出问题开始，制订解决问题的方案，认真细致地操作、收集证据，经过分析总结出结论，然后交流和评估研究结果，经历探究的全过程。
二、教学目标
1．知道决定电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度。
2．了解导体电阻受温度的影响、超导的一些特点以及超导对人类生活和社会发展可能带来的影响。
3．通过探究影响电阻大小因素，进一步体会研究多因素问题的探究方法。
4．在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，学习研究问题的方法，培养严谨的习惯和实事求是的态度。
三、教学重点和难点
教学重点：1. 实验的设计与实验过程，以及分析过程。
2. 影响导体电阻大小的因素。
教学难点：实验的设计。
利用对实验现象的分析与思考，得出电阻是导体的一种性质的结论，进一步引导学生用控制变量的方法探究决定电阻大小的因素，在分析和讨论过程中培养学生会用类比、控制变量等基本方法研究物理问题。
四、教学过程
1.教学引入——问题与猜想
通过教材图11-65的导线，提出下列问题：
（1）生活中常见的导线多是铜芯或铝芯，为什么很少用铁芯？
（2）为什么有的导线芯比较粗？
（3）不同规格的灯泡，为什么有的灯丝长，有的灯丝短？有的灯丝粗些，有的灯丝细些？
学生提出猜想：导体的电阻与导体材料、粗细和长度有关。
2.“知识点”教学
制订计划
（1）用什么办法来判断被测导体的电阻是相同或不同的？
灯泡的亮度或者电流表示数，通过导体电流越大，导体对电流的阻碍越小。
（2）你的研究需要那些器材呢？
电源、电流表、灯泡、导线（带鳄鱼夹）、长短粗细材料不同的导线若干。
（3）如何设计电路？（请画出电路图并连出实物图如图11-7-1）
（4）设计方案中要注意什么？
对实验相关量的分析。研究电阻与导体材料的关系时，只改变材料，导体的长度和横截面积必须相同；研究电阻与导体的长度的关系时，只改变长度，材料和横截面积必须相同；研究电阻与导体的横截面积的关系时，只改变横截面积，材料和长度必须相同。
收集证据
利用如图11-7-2所示的器材，进行实验。1、3、4是镍镉合金丝，1、4横截面积为S，3的横截面积为2S；2是锰铜丝，横截面积为S。
（1） 研究电阻与导体材料的关系，选择1、2导线接入电路。数据记录在表格中。
接入电路的导体 | 电流表示数/A | 小灯泡的亮暗 | 接入导体电阻的大小 | |
长度、粗细相同的 | 1镍铬丝 |
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2锰铜丝 |
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（2） 研究电阻与导体的长度的关系，选择1、4导线接入电路。数据记录在表格中。
接入电路的导体 | 电流表示数/A | 小灯泡的亮暗 | 接入导体电阻的大小 | |
材料、粗细相同的 | 1镍铬丝 |
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4镍铬丝 |
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（3） 研究电阻与导体的横截面积的关系，选择1、3导线接入电路。数据记录在表格中。
接入电路的导体 | 电流表示数/A | 小灯泡的亮暗 | 接入导体电阻的大小 | |
材料、长短相同的 | 1镍铬丝 |
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3镍铬丝 |
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分析与结论
导体的电阻与材料、长度、横截面积有关，长度越长，电阻越大，横截面积越大，电阻越小。
评估与交流
影响导体电阻大小的因素只有导体的材料、长度和横截面积吗？做如图11-7-3演示实验。观察到当给金属丝加热时，电流表示数变小、灯泡变亮，表明金属丝电阻随温度增加而变大。
所有导体温度升高电阻都变大吗？做如图11-7-4演示实验。观察到当给热敏电阻加热时，电流表示数变大、灯泡变亮，表明热敏电阻阻值随温度增加而变小。
因此，导体电阻随温度变化，但有的随温度升高而变大，有的随温度升高而变小。
视野拓展
介绍超导体：是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零的导体，它具有三个特性。
完全电导性：指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。
完全抗磁性：又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象。
通量量子化：指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体—绝缘体—超导体结构可以产生超导电流。
超导体应用：
强电应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能；
弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；
抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆。
课外实践
学生在白纸上用2B铅笔画出导线，一位学生设计出长短或粗细不同的两个电路，另一位学生利用电池和二极管，以及铅笔画出的导线，组成闭合回路，观察二极管的亮度，说明实验现象及由现象得到的结论。
3．课堂小结
影响电阻大小的因素：导体的电阻与材料、长度、横截面积有关，长度越长，电阻越大；横截面积越大，电阻越小。
4.小练习
1.关于导体和绝缘体，下列说法正确的是（ ）
A. 导体中有多余的电子，而绝缘体中没有多余的电子
B. 导体对移动电荷没有阻碍作用，绝缘体对移动电荷有阻碍作用
C. 绝缘体不容易导电，是因为绝缘体内没有电荷存在
D. 木棒始终是良好的绝缘体
E. 有些绝缘体在一定的条件下可能变成导体
F. 绝缘体不容易导电，也不能带电
2.在温度一定时，比较两根镍铬合金线电阻的大小，下列说法正确的是（ ）
A. 长导线的电阻大 B. 横截面积大的导线电阻大
C. 长度相等时，粗导线的电阻大 D. 横截面积相等时，长导线的电阻大
3.为了改变导线的电阻，以下做法正确的是（ ）
A. 改变导线的长度或改变导线的粗细 B. 改变导线的材料或改变导线的温度
C. 改变导体两端的电压 D. 改变通过导体的电流
4.一根粗细均匀的细铁丝电阻值为R，将该细铁丝对折起来，形成一根新的导线，则这根新导线两端的电阻为________。
五、教学反思
本节课充分调动学生的积极性、发挥学生的自主性，在教师的启发下学生提出可探究的科学问题，注意控制变量制订解决问题的计划，教师演示实验，学生观察收集证据，经过分析总结出结论，然后交流和评估研究结果，经历探究的全过程。学生用2B铅笔画出电路自主探究阶段弥补了探究阶段老师演示实验学生动手不足的遗憾。
