高中物理教学案例设计：导体的电阻

屈婷

【教材分析】

本节内容探究决定电阻的因素，教科书提供了两种方案：第一，实验探究；第二，理论探究。课本探究方案二，先用理论探究的方法得到了导体电阻与长度、横截面积的关系，然后用实验探究的方法得到了导体电阻与材料的关系。首先解决了实验中找不到“材料不同，粗细相同的导线”的困难；其次，把理论探究和实验探究相结合，让学生既体验到了实验的魅力又体验到了逻辑的力量。激发了学生学习物理的兴趣和热情。

【学情分析】

学生初中的时候就学习过电阻，在教材的前五节内容也都涉及了电阻。学生知道电阻的物理意义，但是不知道电阻的决定因素。本节课实验操作简单，理论推导也只用了简单的串并联知识。难度不大，学生应该能很好的掌握本节的内容。

【教学目标】

通过探究实验，让学生体验用控制变量研究物理问题的方法。

通过理论探究与实验相结合的方案，让学生体验实验探究和逻辑推理都是重要的科学探究方法。

进一步加深学生对电阻的认识，了解导体的电阻定律，能用电阻的计算公式进行有关计算。

理解电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。通过对不同材料电阻率的介绍，加强学生理论联系实际的意识和安全用电的意识。

【教学重难点】

重點：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。

【教学过程】

引入新课：我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身因素决定，那么它到底和哪些因素有关呢，本节课就让我们一起来探究这个问题。

完成课本中的探究方案一

（1）用PPT出示探究方案一的电路图（2）介绍实验原理：用控制变量的思想，b电阻和a电阻相比，只有长度不同；c电阻和a电阻相比，只有横截面积不同；c电阻和a电阻相比，只有材料不同。闭合电路后，通过电压表的示数就能知道a，b，c，d四个电阻的大小关系。通过a电阻与b电阻的大小关系，得知电阻与长度的关系；通过a电阻与c电阻的大小关系，得知电阻与横截面积的关系；通过a电阻与d电阻的大小关系，得知电阻与材料的关系。（3）让学生根据电路图连接实物图，并让学生自己得出结论

完成课本中的探究方案二（师生共同活动）

（1）理论探究电阻R与长度l的关系

由串联知识：R串=nR0 又因为l串=nl0 所以R∝l。

（2）理论探究电阻R与横截面积S的关系

由并联知识：R并=

又因为S并=nS0，所以。

（3）实验探究导体电阻与材料的关系

①根据以上分析，以等式的形式写出用导体长度l，导体横截面积S表示导体电阻R的关系式，用一个与l、S无关的常量表示比例系数。

②选择至少两种不同材料的导体，测出它们的长度、横截面积和电阻，分别计算出上述等式中的比例系数。

③分析上述比例系数的物理意义。在得到导体电阻与导体的长度成正比，与其横截面积成反比的基础上，通过实验明确电阻率是材料本身的属性。

归纳总结电阻定律

1.内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻与构成它的材料有关。

2.数学表达式：R=ρlS（决定式） （注意区别：R=UI定义式）

3.适用条件：粗细均匀的导体，浓度均匀的电解液。

4.电阻率ρ：反映导体材料导电性能的物理量。单位：Ω·m

五、学生生自主阅读课本表格，对电阻率有感性认识。

讨论与交流：表中电阻率除了与材料有关，还可能与哪个因素有关？

学生讨论，总结电阻率可能与温度有关，因为标题注有20 ℃。

六、当堂测试：学生独立完成。时间：2分钟。

1.一根阻值为R的均匀电阻丝，在下列哪些情况下阻值仍为R（设温度不变） （ ）

A.当长度不变，横截面积增大一倍时

B.当横截面积不变，长度增大一倍时

C.当长度和横截面积都缩小一半时

D.当长度和横截面积都扩大一倍时 答案：CD

2.一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

七、课堂小结：本节课我们通过两种方案，探究了导体的电阻与哪些因素有关。体会到科学探究的两种重要方法实验探究和理论推导，并学会了控制变量法这一重要思想。我们还要牢记电阻定律的表达式，并能熟练的用它来解决相关问题。

八、板书设计

6 电阻定律

一、探究导体电阻与导体长度、横截面积和材料的关系

1.方案一：

2.方案二：

二、电阻定律

1.内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻与构成它的材料有关。

2.数学表达式： R=ρlS（决定式） （区别：R=UI 定义式）

适用条件：粗细均匀的导体，浓度均匀的电解液

电阻率ρ：反映导体材料导电性能的物理量。单位：Ω·m

【教学反思】

本节课学生是课堂的主体，通过自己动手从实验和理论推导两个方面，探究了影响电阻的因素。注重学生经历探究的过程，注重对物理科学思维方法的渗透，培养了学生良好的思维品质。在今后的教学中我们要充分地相信学生，相信他们能学得好，尽量放手让学生动手实验，激发学生学习物理的主动性和热情。