2024年 第八章 實(shí)驗(yàn)八 測定金屬的電阻率教案 魯科版選修3-1

2024年第八章實(shí)驗(yàn)八測定金屬的電阻率教案魯科版選修3-1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：測定金屬的電阻率

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中物理，選修3-1，2024年春季學(xué)期，高二年級(jí)一班

3.授課時(shí)間：2024年4月10日，周一下午第二節(jié)課，45分鐘

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

5.教學(xué)地點(diǎn)：物理實(shí)驗(yàn)室

6.教學(xué)內(nèi)容：測定金屬的電阻率，實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理

7.教學(xué)目標(biāo)：

(1)學(xué)生能理解電阻率的概念及其物理意義；

(2)學(xué)生掌握測定金屬電阻率的基本實(shí)驗(yàn)方法；

(3)學(xué)生能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

(4)學(xué)生培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察能力、動(dòng)手能力及科學(xué)思維。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在通過測定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)踐操作能力。具體包括：

1.科學(xué)探究：使學(xué)生能獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

2.實(shí)踐操作：通過實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生熟練掌握測定金屬電阻率的基本方法，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

3.科學(xué)思維：讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，體會(huì)物理量的測量方法，理解電阻率的物理意義，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

4.團(tuán)隊(duì)協(xié)作：鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行合作交流，共同解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)情分析學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了導(dǎo)體和絕緣體的概念、電流的基本規(guī)律、電阻的基本原理等物理知識(shí)。他們對(duì)實(shí)驗(yàn)操作有一定的了解，能夠使用基本的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行測量。但在測定金屬的電阻率方面，部分學(xué)生可能對(duì)電阻率的物理意義理解不深，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析能力有待提高。

1.知識(shí)層面：大部分學(xué)生已掌握測定電阻的基本方法，但對(duì)電阻率的概念及其物理意義了解不夠清晰。因此，在教學(xué)過程中，需要加強(qiáng)對(duì)電阻率概念的講解，讓學(xué)生明白電阻率與電阻的區(qū)別。

2.能力層面：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作方面具備一定的基礎(chǔ)，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析能力參差不齊。教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

3.素質(zhì)層面：學(xué)生的科學(xué)思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有待提高。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維；同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行合作交流，共同解決問題，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4.行為習(xí)慣：部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可能存在操作不規(guī)范、粗心大意等問題，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。教學(xué)中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性和細(xì)心程度，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.影響因素：由于本節(jié)課為實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣對(duì)課程學(xué)習(xí)有直接影響。同時(shí)，學(xué)生對(duì)電阻率概念的理解程度以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力的掌握，也會(huì)影響到課程的學(xué)習(xí)效果。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法：

-講授法：在課堂開始時(shí)，教師通過PPT或板書對(duì)電阻率的概念、物理意義以及實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行講解，為學(xué)生提供理論基礎(chǔ)。

-實(shí)驗(yàn)法：學(xué)生通過實(shí)際操作測定金屬的電阻率，將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，增強(qiáng)理解和記憶。

-小組討論法：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前后分組討論，分享實(shí)驗(yàn)心得和數(shù)據(jù)處理方法，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作。

-問題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)法：教師提出與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

2.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：

-實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定金屬的電阻率，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能。

-數(shù)據(jù)處理與分析：學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力和科學(xué)思維。

-小組討論與分享：學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分享心得體會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的交流與合作能力。

-問題解答與討論：教師引導(dǎo)學(xué)生提出與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題，進(jìn)行解答和討論，提高學(xué)生的思考和探究能力。

3.教學(xué)媒體與資源：

-PPT：教師使用PPT展示電阻率的概念、物理意義、實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)示例，提供清晰的視覺輔助。

-實(shí)驗(yàn)儀器：實(shí)驗(yàn)室中的電阻測量儀器、導(dǎo)線、電源等，用于學(xué)生的實(shí)際操作。

-實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)和數(shù)據(jù)處理方法，幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

-在線工具：如果條件允許，可以使用在線數(shù)據(jù)處理工具或軟件，輔助學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《測定金屬的電阻率》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個(gè)問題：“你們在日常生活中是否遇到過需要測量金屬電阻的情況？”（舉例說明）這個(gè)問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個(gè)問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索測定金屬電阻率的奧秘。

二、新課講授（用時(shí)10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解電阻率的基本概念。電阻率是材料導(dǎo)電性能的度量，它反映了材料對(duì)電流阻礙的程度。不同材料的電阻率不同，這是由材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分決定的。

2.案例分析：接下來，我們來看一個(gè)具體的案例。這個(gè)案例展示了如何測定金屬的電阻率，以及它如何幫助我們了解材料的導(dǎo)電性能。

3.重點(diǎn)難點(diǎn)解析：在講授過程中，我會(huì)特別強(qiáng)調(diào)測定金屬電阻率的原理和實(shí)驗(yàn)操作方法。對(duì)于數(shù)據(jù)處理和分析的難點(diǎn)部分，我會(huì)通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個(gè)與測定金屬電阻率相關(guān)的實(shí)際問題。

2.實(shí)驗(yàn)操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)操作。這個(gè)操作將演示測定金屬電阻率的基本原理。

3.成果展示：每個(gè)小組將向全班展示他們的討論成果和實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“測定金屬電阻率在實(shí)際中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵(lì)提出自己的觀點(diǎn)和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個(gè)引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會(huì)提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個(gè)小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了電阻率的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時(shí)，我們也通過實(shí)踐活動(dòng)和小組討論加深了對(duì)測定金屬電阻率的理解。我希望大家能夠掌握這些知識(shí)點(diǎn)，并在日常生活中靈活運(yùn)用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請(qǐng)隨時(shí)向我提問。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-金屬電阻率數(shù)據(jù)表：提供不同金屬的電阻率數(shù)值，方便學(xué)生查詢和對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

-電阻率實(shí)驗(yàn)原理動(dòng)畫：通過動(dòng)畫形式展示電阻率的測定原理，幫助學(xué)生直觀理解。

-實(shí)驗(yàn)操作視頻教程：錄制實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)，供學(xué)生反復(fù)觀看和學(xué)習(xí)。

-數(shù)據(jù)處理軟件：推薦學(xué)生使用數(shù)據(jù)處理軟件，如Excel、Python等，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理。

-在線學(xué)術(shù)文章：提供與金屬電阻率相關(guān)的學(xué)術(shù)文章，供學(xué)生進(jìn)一步閱讀和探究。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以利用金屬電阻率數(shù)據(jù)表，了解不同金屬的導(dǎo)電性能，并結(jié)合日常生活實(shí)例，探討金屬在實(shí)際中的應(yīng)用。

-觀看電阻率實(shí)驗(yàn)原理動(dòng)畫，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，并嘗試自己解釋電阻率的測定過程。

-跟隨實(shí)驗(yàn)操作視頻教程，多次練習(xí)實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)技能和規(guī)范性。

-利用數(shù)據(jù)處理軟件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，掌握數(shù)據(jù)處理方法，并嘗試發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的規(guī)律。

-閱讀在線學(xué)術(shù)文章，了解金屬電阻率的研究前沿和應(yīng)用領(lǐng)域，拓寬知識(shí)視野。重點(diǎn)題型整理1.題型一：電阻率的計(jì)算

題目：已知某金屬的長度為10cm，橫截面積為2cm2，測得該金屬的電阻為20Ω，求該金屬的電阻率。

答案：根據(jù)電阻率的定義，電阻率ρ=R×A/L，其中R為電阻，A為橫截面積，L為長度。

代入已知數(shù)值，得到ρ=20Ω×2cm2/10cm=4Ω·cm。

2.題型二：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

題目：進(jìn)行測定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，測得不同溫度下某金屬的電阻值如下：

溫度（℃）：20304050

電阻（Ω）：40455055

請(qǐng)問如何計(jì)算該金屬的電阻率？

答案：首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出每個(gè)溫度下的電阻率。

然后，可以觀察電阻率與溫度之間的關(guān)系，進(jìn)一步分析金屬導(dǎo)電性能的變化。

3.題型三：電阻率與溫度的關(guān)系

題目：已知某金屬的電阻率隨溫度變化的規(guī)律如下：

ρ1（20℃）：4Ω·cm

ρ2（30℃）：4.5Ω·cm

ρ3（40℃）：5Ω·cm

ρ4（50℃）：5.5Ω·cm

請(qǐng)問該金屬的電阻率與溫度之間的關(guān)系是什么？

答案：通過觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)電阻率隨溫度升高而增大。

可以推測，電阻率與溫度之間可能存在線性關(guān)系，即電阻率隨溫度的增加而增加。

4.題型四：實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)

題目：在進(jìn)行金屬電阻率實(shí)驗(yàn)時(shí)，以下哪個(gè)步驟是正確的？

A.將金屬絲插入測量儀器的兩個(gè)夾具中

B.用手指握住金屬絲進(jìn)行測量

C.在測量前將金屬絲冷卻至室溫

D.測量過程中不斷晃動(dòng)金屬絲以確保接觸良好

答案：正確的步驟是將金屬絲插入測量儀器的兩個(gè)夾具中（選項(xiàng)A）。

其他選項(xiàng)都可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.題型五：實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與分析

題目：進(jìn)行金屬電阻率實(shí)驗(yàn)后，得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)一：ρ=5Ω·cm

實(shí)驗(yàn)二：ρ=6Ω·cm

實(shí)驗(yàn)三：ρ=4Ω·cm

請(qǐng)問如何對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析？

答案：首先，可以計(jì)算出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值，即(5Ω·cm+6Ω·cm+4Ω·cm)/3=5Ω·cm。

然后，可以比較每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與平均值之間的差異，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)接近，可以認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果是可靠的；如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較大，可能需要檢查實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理是否存在問題。板書設(shè)計(jì)1.電阻率的概念和物理意義

-定義：電阻率是材料導(dǎo)電性能的度量，反映了材料對(duì)電流阻礙的程度。

-物理意義：電阻率是表征材料導(dǎo)電性能的重要參數(shù)，與材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分密切相關(guān)。

2.測定金屬電阻率的方法和步驟

-實(shí)驗(yàn)原理：利用歐姆定律，通過測量金屬的電阻值，計(jì)算其電阻率。

-實(shí)驗(yàn)步驟：

1.測量金屬的長度和橫截面積。

2.連接測量儀器，測量金屬的電阻值。

3.計(jì)算電阻率：ρ=R×A/L。

3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：溫度（℃）、電阻（Ω）、電阻率（Ω·cm）。

-數(shù)據(jù)分析：比較不同溫度下的電阻率，觀察電阻率與溫度的關(guān)系。

4.實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)

-正確連接測量儀器，確保接觸良好。

-保持金屬絲在測量過程中的穩(wěn)定，避免晃動(dòng)。

-測量前將金屬絲冷卻至室溫，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與分析

-平均電阻率：5Ω·cm。

-分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，檢查實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理是否存在問題。教學(xué)反思與改進(jìn)在《測定金屬的電阻率》這一章節(jié)的課堂教學(xué)中，我進(jìn)行了以下反思，并計(jì)劃在未來教學(xué)中進(jìn)行改進(jìn)：

1.實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)：在實(shí)驗(yàn)過程中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作不夠熟練，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。為了改進(jìn)這一點(diǎn)，我計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)前增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的演示環(huán)節(jié)，讓學(xué)生更清楚地了解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)。

2.數(shù)據(jù)處理的指導(dǎo)：在數(shù)據(jù)處理方面，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)如何使用數(shù)據(jù)處理軟件不夠熟悉，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理不夠準(zhǔn)確。為了改進(jìn)這一點(diǎn)，我計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)前增加一個(gè)數(shù)據(jù)處理軟件的使用培訓(xùn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生更熟練地掌握數(shù)據(jù)處理方法。

3.學(xué)生參與度：在課堂討論和小組活動(dòng)中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)閷?duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不夠感興趣。為了提高學(xué)生的參與度，我計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)前引入一些與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)際問題，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論：在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解不夠深入，可能是因?yàn)閷?duì)實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理方法不夠理解。為了提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解，我計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)后增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深入討論環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生更深入地理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)原理。

5.反饋與評(píng)價(jià)：在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理方法的反饋不夠及時(shí)和準(zhǔn)確。為了改進(jìn)這一點(diǎn)，我計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)后增加一個(gè)反饋和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行反饋和評(píng)價(jià)，以便及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法和內(nèi)容。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生對(duì)電阻率的定義和物理意義理解程度較高，能夠正確解釋電阻率的概念。

-在實(shí)驗(yàn)操作過程中，部分學(xué)生表現(xiàn)出較高的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能，但也有部分學(xué)生需要更多的指導(dǎo)和練習(xí)。

-學(xué)生在小組討論中積極參與，能夠提出自己的觀點(diǎn)和想法，但仍有部分學(xué)生發(fā)言不夠積極。

2.小組討論成果展示：

-各小組能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和討論，對(duì)電阻率與溫度之間的關(guān)系有了一定的理解。

-小組成員之間能夠互相合作，共同完成討論任務(wù)，但部分小組在數(shù)據(jù)處理和分析方面存在一定的問題。

3.隨堂測試：

-學(xué)生在電阻率的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方面表現(xiàn)較好，能夠正確計(jì)算電阻率和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

-但在實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深入討論方面，部分學(xué)生表現(xiàn)出一定的問題，需要進(jìn)一步加強(qiáng)指導(dǎo)。

4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中能夠較為詳細(xì)地描述實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，但部分學(xué)生在數(shù)據(jù)處理和分析方面的描述不夠準(zhǔn)確和詳細(xì)。

-在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論和分析方面，部分學(xué)生能夠提出自己的觀點(diǎn)和想法，但仍有部分學(xué)生需要更多的指導(dǎo)和啟發(fā)。

5.教師