高中物理教學案例設計：導體的電阻

屈婷

【教材分析】

本節內容探究決定電阻的因素，教科書提供了兩種方案：第一，實驗探究；第二，理論探究。課本探究方案二，先用理論探究的方法得到了導體電阻與長度、橫截面積的關系，然后用實驗探究的方法得到了導體電阻與材料的關系。首先解決了實驗中找不到“材料不同，粗細相同的導線”的困難；其次，把理論探究和實驗探究相結合，讓學生既體驗到了實驗的魅力又體驗到了邏輯的力量。激發了學生學習物理的興趣和熱情。

【學情分析】

學生初中的時候就學習過電阻，在教材的前五節內容也都涉及了電阻。學生知道電阻的物理意義，但是不知道電阻的決定因素。本節課實驗操作簡單，理論推導也只用了簡單的串并聯知識。難度不大，學生應該能很好的掌握本節的內容。

【教學目標】

通過探究實驗，讓學生體驗用控制變量研究物理問題的方法。

通過理論探究與實驗相結合的方案，讓學生體驗實驗探究和邏輯推理都是重要的科學探究方法。

進一步加深學生對電阻的認識，了解導體的電阻定律，能用電阻的計算公式進行有關計算。

理解電阻率的物理意義，了解電阻率與溫度的關系。通過對不同材料電阻率的介紹，加強學生理論聯系實際的意識和安全用電的意識。

【教學重難點】

重點：電阻定律及利用電阻定律分析、解決有關的實際問題。

難點：利用實驗，抽象概括出電阻定律。

【教學過程】

引入新課：我們已經知道導體的電阻是導體本身的一種性質，由導體自身因素決定，那么它到底和哪些因素有關呢，本節課就讓我們一起來探究這個問題。

完成課本中的探究方案一

（1）用PPT出示探究方案一的電路圖（2）介紹實驗原理：用控制變量的思想，b電阻和a電阻相比，只有長度不同；c電阻和a電阻相比，只有橫截面積不同；c電阻和a電阻相比，只有材料不同。閉合電路后，通過電壓表的示數就能知道a，b，c，d四個電阻的大小關系。通過a電阻與b電阻的大小關系，得知電阻與長度的關系；通過a電阻與c電阻的大小關系，得知電阻與橫截面積的關系；通過a電阻與d電阻的大小關系，得知電阻與材料的關系。（3）讓學生根據電路圖連接實物圖，并讓學生自己得出結論

完成課本中的探究方案二（師生共同活動）

（1）理論探究電阻R與長度l的關系

由串聯知識：R串=nR0 又因為l串=nl0 所以R∝l。

（2）理論探究電阻R與橫截面積S的關系

由并聯知識：R并=

又因為S并=nS0，所以。

（3）實驗探究導體電阻與材料的關系

①根據以上分析，以等式的形式寫出用導體長度l，導體橫截面積S表示導體電阻R的關系式，用一個與l、S無關的常量表示比例系數。

②選擇至少兩種不同材料的導體，測出它們的長度、橫截面積和電阻，分別計算出上述等式中的比例系數。

③分析上述比例系數的物理意義。在得到導體電阻與導體的長度成正比，與其橫截面積成反比的基礎上，通過實驗明確電阻率是材料本身的屬性。

歸納總結電阻定律

1.內容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導體的電阻與構成它的材料有關。

2.數學表達式：R=ρlS（決定式） （注意區別：R=UI定義式）

3.適用條件：粗細均勻的導體，濃度均勻的電解液。

4.電阻率ρ：反映導體材料導電性能的物理量。單位：Ω·m

五、學生生自主閱讀課本表格，對電阻率有感性認識。

討論與交流：表中電阻率除了與材料有關，還可能與哪個因素有關？

學生討論，總結電阻率可能與溫度有關，因為標題注有20 ℃。

六、當堂測試：學生獨立完成。時間：2分鐘。

1.一根阻值為R的均勻電阻絲，在下列哪些情況下阻值仍為R（設溫度不變） （ ）

A.當長度不變，橫截面積增大一倍時

B.當橫截面積不變，長度增大一倍時

C.當長度和橫截面積都縮小一半時

D.當長度和橫截面積都擴大一倍時 答案：CD

2.一段均勻導線對折兩次后并聯在一起，測得其電阻為0.5 Ω，導線原來的電阻多大？若把這根導線的一半均勻拉長為三倍，另一半不變，其電阻是原來的多少倍？

答案：8 Ω 5倍

七、課堂小結：本節課我們通過兩種方案，探究了導體的電阻與哪些因素有關。體會到科學探究的兩種重要方法實驗探究和理論推導，并學會了控制變量法這一重要思想。我們還要牢記電阻定律的表達式，并能熟練的用它來解決相關問題。

八、板書設計

6 電阻定律

一、探究導體電阻與導體長度、橫截面積和材料的關系

1.方案一：

2.方案二：

二、電阻定律

1.內容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導體的電阻與構成它的材料有關。

2.數學表達式： R=ρlS（決定式） （區別：R=UI 定義式）

適用條件：粗細均勻的導體，濃度均勻的電解液

電阻率ρ：反映導體材料導電性能的物理量。單位：Ω·m

【教學反思】

本節課學生是課堂的主體，通過自己動手從實驗和理論推導兩個方面，探究了影響電阻的因素。注重學生經歷探究的過程，注重對物理科學思維方法的滲透，培養了學生良好的思維品質。在今后的教學中我們要充分地相信學生，相信他們能學得好，盡量放手讓學生動手實驗，激發學生學習物理的主動性和熱情。