高中教科版2 电阻定律导学案

这是一份高中教科版2 电阻定律导学案，共4页。

教学要求
1、通过设计实验学会应用控制变量法的实验研究方法。
2、通过分析、处理实验数据培养逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。
3、理解电阻定律及电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。
4、通过研究“各材料电阻率表格”培养收集信息、综合分析获取知识的能力。
5、能利用电阻定律进行相关问题的分析与计算。
6、培养热爱科学，努力探索未知的激情。
教学重点和难点：获得并理解电阻定律；电阻率概念理解
教学过程
（一）课前导思
1．怎样描述导体对电流的阻碍作用？
2．R1与R2的串联电阻R串=________ ，R串______R1,R串______R2（填>,<,=）
R1与R2的并联电阻R并=___________ ，R并______R1,R并______R2（填>,<,=）
3．测量电阻常用的方法是______.
4．在初中研究电流与电压和电阻间关系时，用的实验方法是________________
5．导体的电阻大小与哪些因素有关？

6．请你设计出寻求导体电阻与这些因素定量关系的探究实验方案
如何实验确定电阻与长度定量关系？
如何实验确定电阻与横截面积的定量关系？
如何实验确定电阻与材料种类是否有关？
导体长度、横截面积和材料种类确定了，导体电阻是否确定不变？如何验证？
(二)课堂探究
实验探究：电阻与导体长度__________
电阻与导体横截面积_________
电阻与材料的__________性能的优劣有关
理论探究：串联电阻R串=R1+R2
并联电阻R并=
电阻定律：内容______________________________________________________________
表达式____________________
理解： 长度L：_______________________
横截面积S：_____________________
电阻率：________________________
导体的电阻率温受_______影响，温度越高，金属导体的电阻率越____
（三）应用分析：
问题1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，电阻率也是由导体的性质决定的，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗？为什么？
问题2、有人说：根据欧姆定律可得，则R与R成正比，与I成反比，对吗？为什么？
问题3、一白炽灯泡铭牌显示“220V，100W”字样，由计算得出灯泡灯丝电阻R=484，该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值，两者一样吗？为什么？
问题4、.同一半圆形金属片，如图所示，从不同方向测量其电阻，（1）Ra、Rb是否相等？（2）如果不等，Ra、Rb谁大？ Ra、Rb比值是多少？
课后探究
1.简述滑动变阻器的工作原理（例:收音机的电位器）
2.解释课本P58实验的原理，判断实验所出现的现象
3.根据阅读材料，了解超导现象与热敏电阻
4.浏览网页,了解更广泛的电阻知识: (1)电阻的型号命名方法
(2)电阻器的分类
(3)电阻的主要特性参数
(4)电阻器阻值标示方法
(5)常用电阻器
课堂效果检测
1．把一根粗细均匀且电阻是16Ω的金属丝截成等长的10段，再把这10段金属丝并联起来，这样并联的一组金属丝的电阻是（ ）
A、0．16Ω B、1.6Ω C、16Ω D、1600Ω
2．一只“220 V、100 W”的灯泡工作时电阻为484 Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是（A）
A.小于484 Ω B.大于484 Ω
C.等于484ΩD.无法确定
3．一个标有“220 V 60 W”的白炽灯泡，加上由零增大到220 V的电压U，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示.如图所示的四个图线中，肯定不符合实际的是（ ）
4、一根横截面积为0.10mm2的康铜线，长1.22m，在它两端加0.6V的电压时，通过它的电流是0.1A，则这根康铜线的电阻率是 。
巩固训练
1.一段粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是d，电阻是R，把它拉制成直径为的均匀细丝后，它的电阻变为( )
A.10000 RB.R/10000
C.100 RD.R/100
2、甲、乙两粗细均匀铜导线，质量比是2：1，长度比是1：2，那么甲乙两导线的电阻比是（ ）
A、1：1 B、1：4 C、1：8 D、4：1
3、如右图所示,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？.
4、导体两端电压U不变，导体电阻率ρ，长L，横截面积S，问经过t秒后，通过导体任一截面的电量．
（1）若U、△t不变，导体材料也不变，要让通过导体横截面的电量加倍，可采用什么办法？
（2）若U、△t及导体体积都不变，导体材料给定，要让通过导体截面的电量加倍，可采用什么办法？
课后阅读材料
阅读材料1：常用的金属导体
钨 钨的导电性能次于铝，它的机械性能较好，耐高温是它的突出特点。但也因为产量小，价格较高，并不用作普通导体，主要用来制作电灯泡的灯丝，电真空器件的电极及其他需要耐高温的导电部件
铁 铁的电阻率几乎是钨的2倍，它的合金作为导电材料用的却很普遍，机械性能比较好。在农村，用来架设有线广播线路的导线，大部分是铁线；在高压输电线路上所用的导线也常是多股的钢芯铝线，铝使输电线路有较好的导电性能，钢芯提高了导线的机械强度，使线路更安全、可靠。
水银 水银的电阻率较大，但在常温下是唯一的液态金属，而且比常见液体的密度大得多，用它制成的特殊温度计和温控器件，在自动温度控制设备中常常发挥重要作用。由于它的密度大，一些导体制成的部件能浮在其上面，可以减小导电动触点的摩擦力，使导电部件既能通过水银接通电路，又能在它上面活动自如。
黄铜 黄铜的导电性能比铁还好，它的机械性能好，比铜硬得多，耐磨，加工起来并不困难。用它制成各种形状的导体，如电键、灯头的簧片、仪器中的接线柱、连接片等等，随处可见。
康铜 康铜的电阻率较大，能热至一定温度（100～200℃）是较好的低热器件制作材料。康铜制成的导线常用于制造起动、分流、限流的变阻器及镇流器的电阻等。锰铜的电阻率也高，但它的温度系数小。锰铜导线是制造标准电阻、电阻箱中的电阻、分流器及附加电阻的好材料。
镍铬合金 镍铬合金的电阻率很大，但它的加工性能好，高温时机械强度高，不变脆。线径为0．15～0．40mm的镍铬丝就可工作在900～950℃的高温下。镍铬合金作为电气材料，主要用来制作高温电热元件和电热控制元件，电炉丝算是最普通的了。
阅读材料2：超导现象及超导材料
1、超导现象
1911年，荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98°C时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡茂林-昂尼斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。1957年美国J. 巴丁、L. N. 库柏、J.R.施里弗提出所谓“BCS”的超导性理论，从理论上解释了超导现象，共同获得1972度诺贝尔物理学奖。
2、超导研究的进展
1986年美国的贝德诺兹（J. G. Bednrz）和缪勒（K. A. Mueller）发现一种完全不同于已知超导体而由铜、氧、钡和镧组成的陶瓷材料呈现30K转变温度，超导世界从此进入了一个新时代。1987年在超导材料的探索中又有新的突破，美国休斯顿大学物理学家朱经武小组与中国科学院物理研究所赵忠贤等人先后宣布制成临界温度约为90K的超导材料YBCO。1988年初日本宣布制成临界温度达110K的Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体。至此，人们终于实现了液氮温区超导体的梦想，实现了科学史上的重大突破。这类超导体由于其临界温度在液氮温度（77K）以上，因此被称为高温超导体。
自从高温超导材料发现以后，一阵超导热席卷了全球。科学家还发现铊系化合物超导材料的临界温度可达125K，汞系化合物超导材料的临界温度则可达135K。如果将汞置于高压条件下，其临界温度将能达到难以置信的164K。
3、超导现象的应用：
如果用超导体制成一个闭合线圈，在这个线圈里一旦激发出电流，不需要电源，电流就可以持续几十天之久而不减小，并且发热功率很小。
能源：超导输电，超导发电机、电动机；
交通：磁悬浮列车，2001年2月15日，西安交通大学研制的世界上第一台高温超导载人磁悬浮列车“世纪号” 试验成功。
超级计算机（电子）：散热是超大规模集成电路的难题，而用超导器件来制作不存在散热问题，同时可大大提高运行速度。
4、超导应用的障碍：超低温的获得；高温超导材料的研究
5、我国高温超导材料的研究：1989年我国科学家发现转变温度为130K的超导材料。
6、两个难题：理论上解释高温超导现象，更高的转变温度（室温下超导）。
这些令人鼓舞的发现激发了科学家进一步探索超导理论和至今为止依然没有被人发现的新型超导材料的兴趣和决心，并且为了对自然界有更深的认识和超导技术应用的美好前景，一定会有更多有志者投身于超导事业中。
阅读材料3：敏感电阻
敏感电阻是指器件特性对温度，电压，湿度，光照，气体， 磁场，压力等作用敏感的电阻器。敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线，并在旁标注敏感电阻的类型，如：t. v等。
1.热敏电阻 热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，用半导体的电阻率随温度升高而减小的这一特性制成,具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。
2.压敏电阻 主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻，氧化锌具有更多的优良特性。
3.湿敏电阻 由感湿层，电极， 绝缘体组成，湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻，碳湿敏电阻，氧化物湿敏电阻。氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小，缺点为测试范围小，特性重复性不好，受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低，阻值受温度影响大，由老化特性， 较少使用。氧化物湿敏电阻性能较优越，可长期使用，温度影响小，阻值与湿度变化呈线性关系。有氧化锡，镍铁酸盐，等材料。
4.光敏电阻 光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件，当某种物质受到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这就是光电导效应。
5.气敏电阻 利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成，主要成分是金属氧化物，主要品种有：金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。
6.力敏电阻 力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻，国外称为压电电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。可制成各种力矩计，半导体话筒，压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器，硒碲合金力敏电阻器，相对而言， 合金电阻器具有更高灵敏度。