2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第三章 恒定電流 第2節(jié) 決定導(dǎo)體電阻大小的因素教案 粵教版必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章恒定電流第2節(jié)決定導(dǎo)體電阻大小的因素教案粵教版必修3課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：高中物理第三章恒定電流第2節(jié)決定導(dǎo)體電阻大小的因素

2.教學(xué)年級和班級：高中三年級，粵教版必修3

3.授課時間：2024-2025學(xué)年第二學(xué)期，具體時間待定

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘或1課時

本節(jié)課將圍繞導(dǎo)體電阻大小的決定因素展開，結(jié)合新教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)電阻與導(dǎo)體材料、長度、橫截面積及溫度的關(guān)系。通過實例分析、實驗演示和課堂討論，讓學(xué)生深入理解電阻的本質(zhì)，提高解決實際問題的能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生物理觀念，深化對電阻概念的理解，掌握影響電阻大小的因素；發(fā)展科學(xué)思維能力，通過實驗探究與數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、解決問題的能力；強(qiáng)化科學(xué)探究精神，鼓勵學(xué)生積極參與實驗，勇于提問和表達(dá)觀點，提升合作交流能力。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-電阻與導(dǎo)體材料、長度、橫截面積的關(guān)系：通過公式和實例，使學(xué)生理解這些因素如何影響電阻的大小。

-電阻的溫度特性：介紹溫度對電阻的影響，強(qiáng)調(diào)金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體的不同溫度系數(shù)。

-實驗數(shù)據(jù)的收集與分析：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗操作，正確記錄數(shù)據(jù)，并能分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

2.教學(xué)難點

-導(dǎo)體電阻與橫截面積的非線性關(guān)系：解釋為什么當(dāng)導(dǎo)體橫截面積增大時，電阻并非線性減小，幫助學(xué)生理解電阻與電流分布的關(guān)系。

-實驗操作中的注意事項：如溫度對電阻影響實驗中溫度控制的精確性，以及數(shù)據(jù)測量中的誤差處理。

-數(shù)據(jù)分析中的邏輯推理：引導(dǎo)學(xué)生從實驗數(shù)據(jù)中提煉信息，運用科學(xué)思維進(jìn)行推理，得出合理的結(jié)論。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：每位學(xué)生準(zhǔn)備粵教版必修3物理教材，提前預(yù)習(xí)第三章第2節(jié)內(nèi)容。

2.輔助材料：收集并準(zhǔn)備導(dǎo)體電阻與材料、長度、橫截面積關(guān)系的圖表，以及電阻溫度特性的動態(tài)演示視頻。

3.實驗器材：準(zhǔn)備不同材料、長度、橫截面積的導(dǎo)體樣品，溫度控制器，電阻測試儀，確保器材安全并提前檢查。

4.教室布置：設(shè)置實驗操作區(qū)，配備實驗桌、電源和測量工具；劃分小組討論區(qū)域，便于學(xué)生交流與合作。五、教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對導(dǎo)體電阻大小的因素的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道電阻是什么嗎？它在我們生活中有什么作用？”

展示一些日常生活中的電阻現(xiàn)象圖片，如電阻器、電路板等，讓學(xué)生初步感受電阻的概念。

簡短介紹電阻的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.電阻基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解電阻的基本概念、決定因素和原理。

過程：

講解電阻的定義，包括其與電流、電壓的關(guān)系。

詳細(xì)介紹影響電阻大小的因素，如材料、長度、橫截面積和溫度，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

通過實際例子，讓學(xué)生更好地理解電阻在不同材料和條件下的變化。

3.電阻案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解電阻的特性和應(yīng)用。

過程：

選擇幾個典型的電阻案例進(jìn)行分析，如不同材料的電阻對比、電阻的溫度特性等。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、實驗過程和結(jié)果，讓學(xué)生全面了解電阻的多樣性和實際應(yīng)用。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例在生活中的應(yīng)用，以及如何利用電阻解決實際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論如何根據(jù)實際需求選擇合適的導(dǎo)體材料，優(yōu)化電路設(shè)計。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與電阻相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時加深全班對電阻的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點評，促進(jìn)互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)電阻的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括電阻的基本概念、決定因素、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)電阻在電子設(shè)備、電路設(shè)計等領(lǐng)域的重要性，鼓勵學(xué)生關(guān)注生活中的電阻現(xiàn)象。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于電阻應(yīng)用或影響因素的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。六、知識點梳理1.電阻的定義與符號

-電阻：電流在電路中流動時，由于導(dǎo)體本身的性質(zhì)而對電流產(chǎn)生的阻礙作用。

-符號：通常用希臘字母“Ω”（歐姆）表示。

2.影響電阻大小的因素

-導(dǎo)體材料：不同材料的電阻率不同，電阻率越大，電阻越大。

-導(dǎo)體長度：長度越長，電阻越大。

-導(dǎo)體橫截面積：橫截面積越小，電阻越大。

-溫度：一般情況下，導(dǎo)體溫度升高，電阻增大。

3.電阻與電流、電壓的關(guān)系

-歐姆定律：在電壓恒定的情況下，電流與電阻成反比；在電流恒定的情況下，電壓與電阻成正比。

4.電阻的應(yīng)用

-電阻器：用于電路中調(diào)節(jié)電流、電壓或功率的元件。

-溫度傳感器：利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，測量溫度。

-電流表、電壓表：電阻在儀表中起到分壓、分流的作用。

5.電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

-串聯(lián)電阻：總電阻等于各個電阻之和。

-并聯(lián)電阻：總電阻的倒數(shù)等于各個電阻倒數(shù)之和。

6.電阻的測量

-伏安法：通過測量電阻兩端的電壓和流過電阻的電流，計算電阻值。

-萬用表：直接測量電阻值，通常使用歐姆檔位。

7.電阻的材料分類

-金屬導(dǎo)體：電阻率較小，如銅、鋁等。

-半導(dǎo)體：電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間，如硅、鍺等。

-絕緣體：電阻率很大，如塑料、橡膠等。

8.電阻的溫度特性

-正溫度系數(shù)：溫度升高，電阻增大，如金屬導(dǎo)體。

-負(fù)溫度系數(shù)：溫度升高，電阻減小，如某些半導(dǎo)體。

9.實際應(yīng)用中的電阻選擇

-根據(jù)電路需求選擇合適的電阻材料、阻值和精度。

-考慮到溫度變化對電阻的影響，進(jìn)行電路設(shè)計和優(yōu)化。七、典型例題講解例題1：計算電阻

給定銅導(dǎo)線的長度為2m，橫截面積為4mm2，求該導(dǎo)線的電阻。

解答：

已知銅的電阻率ρ=1.68×10^-8Ω·m，長度L=2m，橫截面積A=4mm2=4×10^-6m2。

根據(jù)電阻公式R=ρ·(L/A)，代入已知數(shù)值計算得：

R=1.68×10^-8Ω·m×(2m/4×10^-6m2)=0.001680Ω。

例題2：串聯(lián)電阻

有兩個電阻R1=10Ω和R2=20Ω，它們串聯(lián)在一起，求總電阻。

解答：

串聯(lián)電阻的總和等于各個電阻值之和，所以：

R總=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω。

例題3：并聯(lián)電阻

有兩個電阻R1=10Ω和R2=20Ω，它們并聯(lián)在一起，求總電阻。

解答：

并聯(lián)電阻的總電阻的倒數(shù)等于各個電阻倒數(shù)之和，所以：

1/R總=1/R1+1/R2=1/10Ω+1/20Ω=3/20Ω。

求得總電阻R總=20Ω/3≈6.67Ω。

例題4：伏安法測電阻

在電壓為12V的電源上，通過一個電阻流過的電流為0.5A，求該電阻的阻值。

解答：

根據(jù)歐姆定律R=V/I，代入已知數(shù)值計算得：

R=12V/0.5A=24Ω。

例題5：溫度對電阻的影響

一個金屬導(dǎo)體的電阻在20℃時為100Ω，該導(dǎo)體的溫度系數(shù)為0.004/℃，求在60℃時的電阻。

解答：

溫度變化導(dǎo)致的電阻變化ΔR=R0×α×ΔT，其中R0為初始電阻，α為溫度系數(shù)，ΔT為溫度變化。

代入已知數(shù)值計算得：

ΔR=100Ω×0.004/℃×(60℃-20℃)=16Ω。

所以在60℃時的電阻R=R0+ΔR=100Ω+16Ω=116Ω。八、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.電阻的定義與符號，以及影響電阻大小的因素。

2.歐姆定律及其在電路中的應(yīng)用。

3.電阻的串聯(lián)與并聯(lián)規(guī)律。

4.電阻的測量方法及實際應(yīng)用。

5.溫度對電阻的影響及金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體的溫度特性。

當(dāng)堂檢測：

一、填空題

1.電阻的單位是____，符號是____。

2.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料、長度、橫截面積和____有關(guān)。

3.兩個電阻R1和R2串聯(lián)后的總電阻為____。

4.兩個電阻R1和R2并聯(lián)后的總電阻為____。

5.某導(dǎo)體的電阻在20℃時為100Ω，溫度系數(shù)為0.004/℃，則在60℃時的電阻為____。

二、計算題

1.一根銅導(dǎo)線的長度為1m，橫截面積為2mm2，求該導(dǎo)線的電阻。

2.兩個電阻分別為10Ω和20Ω，它們并聯(lián)在一起，接在9V電源上，求通過每個電阻的電流。

3.電阻R1為5Ω，R2為10Ω，它們串聯(lián)在一起，接在6V電源上，求電路中的電流。

三、應(yīng)用題

1.設(shè)計一個簡單的電路，包括一個電阻和一個電壓源，使得通過電阻的電流為0.2A，電壓為4V。請畫出電路圖，并計算所需電阻的阻值。

2.某金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化，當(dāng)溫度從25℃升高到45℃時，電阻增加了10Ω。若該導(dǎo)體的溫度系數(shù)為0.003/℃，求原始電阻值。

答案：

一、填空題

1.歐姆，Ω。

2.溫度。

3.R總=R1+R2。

4.1/R總=1/R1+1/R2。

5.116Ω。

二、計算題

1.已知銅的電阻率ρ=1.68×10^-8Ω·m，L=1m，A=2mm2=2×10^-6m2，計算得R=ρ·(L/A)=1.68×10^-8Ω·m×(1m/2×10^-6m2)=8.4×10^-3Ω。

2.并聯(lián)電阻總電阻R總=(R1×R2)/(R1+R2)=(10Ω×20Ω)/(10Ω+20Ω)=6.67Ω。電流I=V/R總=9V/6.67Ω≈1.35A。通過R1的電流I1=V/R1=9V/10Ω=0.9A，通過R2的電流I2=V/R2=9V/20Ω=0.45A。

3.電流I=V/(R1+R2)=6V/(5Ω+10Ω)=0.4A。

三、應(yīng)用題

1.電阻值R=V/I=4V/0.2A=20Ω。

2.ΔR=α×ΔT×R0，其中ΔR=10Ω，α=0.003/℃，ΔT=45℃-25℃=20℃。解得原始電阻值R0=ΔR/(α×ΔT)=10Ω/(0.003/℃×20℃)≈1666.67Ω。板書設(shè)計-電阻：電流在電路中流動時，由于導(dǎo)體本身的性質(zhì)而對電流產(chǎn)生的阻礙作用。

-符號：通常用希臘字母“Ω”（歐姆）表示。

2.影響電阻大小的因素

-導(dǎo)體材料：不同材料的電阻率不同，電阻率越大，電阻越大。

-導(dǎo)體長度：長度越長，電阻越大。

-導(dǎo)體橫截面積：橫截面積越小，電阻越大。

-溫度：一般情況下，導(dǎo)體溫度升高，電阻增大。

3.電阻與電流、電壓的關(guān)系

-歐姆定律：在電壓恒定的情況下，電流與電阻成反比；在電流恒定的情況下，電壓與電阻成正比。

4.電阻的應(yīng)用

-電阻器：用于電路中調(diào)節(jié)電流、電壓或功率的元件。

-溫度傳感器：利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，測量溫度。

-電流表、電壓表：電阻在儀表中起到分壓、分流的作用。

5.電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

-串聯(lián)電阻：總電阻等于各個電阻之和。

-并聯(lián)電阻：總電阻的倒數(shù)等于各個電阻倒數(shù)之和。

6.電阻的測量

-伏安法：通過測量電阻兩端的電壓和流過電阻的電流，計算電阻值。

-萬用表：直接測量電阻值，通常使用歐姆檔位。

7.電阻的材料分類

-金屬導(dǎo)體：電阻率較小，如銅、鋁等。

-半導(dǎo)體：電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間，如硅、鍺等。

-絕緣體：電阻率很大，如塑料、橡膠等。

8.電阻的溫度特性

-正溫度系數(shù)：溫度升高，電阻增大，如金屬導(dǎo)體。

-負(fù)溫度系數(shù)：溫度升高，電阻減小，如某些半導(dǎo)體。

9.實際應(yīng)用中的電阻選擇

-根據(jù)電路需求選擇合適的電阻材料、阻值和精度。

-考慮到溫度變化對電阻的影響，進(jìn)行電路設(shè)計和優(yōu)化。

十、板書設(shè)計

1.電阻的定義與符號

2.影響電阻大小的因素

3.電阻與電流、電壓的關(guān)系

4.電阻的應(yīng)用

5.電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

6.電阻的測量

7.電阻的材料分類

8.電阻的溫度特性

9.實際應(yīng)用中的電阻選擇教學(xué)反思在教授高中物理“恒定電流”這一章節(jié)時，我深刻體會到了教學(xué)中的一些亮點和需要改進(jìn)的地方。首先，導(dǎo)入