(中職)401第一節(jié)-電阻定律電子教案

（中職）401第一節(jié)電阻定律電子教案（中職）401第一節(jié)電阻定律電子教案（中職）401第一節(jié)電阻定律電子教案主題四直流電及其應用第一節(jié)電阻定律教學設計案例課程內容第一節(jié)電阻定律課程類型實驗探究課課時1學時教材內容分析本節(jié)主要讓學生通過控制變量實驗，探究金屬導體的電阻與長度、橫截面積和材料的定量關系，理解電阻定律，能列舉電阻定律在生產、生活中的應用。了解超導現(xiàn)象，了解超導材料研究對科學發(fā)展和人類進步的重大意義，關注超導材料研究的最新進展。學情分析學生在初中也定性地了解了部分電阻定律的內容，但沒有要求定量計算，中職物理中要更全面、深入地探究此規(guī)律，還要增進對控制變量實驗方法的了解，都是本節(jié)的重點內容。另外，要注意與初中所學電流、電阻概念和部分電路歐姆定律等內容的銜接。教學目標1．建構電流、電阻的概念，了解電阻定律，形成電荷的定向移動形成電流、導體對電流有阻礙作用、導體的電阻與導體的長度及橫截面積等因素有關、超導體是電阻為零的導體等物理觀念，并能應用其解釋相關現(xiàn)象，解決生活中的簡單問題。2．了解建構電流等物理模型的方法和定義電流和電阻概念的比值定義法。了解描述部分電路歐姆定律、電阻定律時使用的數(shù)學方法以及探究電阻定律時使用的歸納法、控制變量法等。3．通過觀察演示實驗，增強實驗觀察等物理學科核心素養(yǎng)。通過探究實驗，增強操作技能、技術運用和探究設計能力。4．通過探究實驗，進一步體會工匠精神，增強合作交流能力。了解我國在超導材料領域的科學成就，增強民族自豪感和科技傳承的責任感。教學重點讓學生建構電流、電阻等概念，探究電阻定律，了解超導現(xiàn)象。教學難點建構電阻的概念，利用控制變量法探究電阻定律。教學策略讓學生通過自主學習、合作學習與探究學習，了解新知識，形成新觀念，提高實驗觀察能力，受到科學方法熏陶。主要教法啟發(fā)式講授、組織合作學習與探究學習主要學法自主學習、探究實驗、思考討論、合作學習教學資源多媒體課件展示系統(tǒng)、［四根金屬導體a、b、c、d（a與b的橫截面積和材料相同，a的長度為b的1/2；b與c的長度和材料相同，b的直徑為c的1/2；c與d的長度和橫截面積相同，材料不同）、學生電源（6V），開關、滑動變阻器（50Ω）、電壓表（3V）、電流表（0.6A）、導線若干］六套。課堂實施教學環(huán)節(jié)教學內容教師活動學生活動設計意圖課前準備1.電流的方向是如何規(guī)定的？電流的大小如何計算？2.什么是電阻？部分電路歐姆定律是什么？3.金屬導體的電阻大小與其本身哪些因素有關系？有什么關系？4.探究電阻定律實驗中，是如何測量導體的電阻的？使用了哪些科學方法？5.電阻定律是什么？6.常見金屬中，哪一種的電阻率最??？7.什么是超導現(xiàn)象？什么是臨界溫度？8.我國在世界超導材料領域的水平如何？1.安排學生進行預習（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學生提出的問題進行有針對性地備課，準備在課堂上學生討論時給予指導。對教材和教學視頻進行學習和思考，并與同學討論其中發(fā)現(xiàn)的問題，將疑問反饋給老師。讓學生通過課前自主學習，發(fā)現(xiàn)自己不理解的問題，準備到課堂上與同學討論，與老師交流，解決疑問。課堂實施新課引入創(chuàng)設情境：家里需要安裝大功率空調時，由于空調工作電流較大，可能需要為它裝配一條專用導線。商店里出售的電線有許多種：粗的、細的、銅的、鋁的，如圖所示。。展示圖片、提問：該怎樣選擇合適的導線呢？觀看、思考激發(fā)學生學習動力，明確學習目標新課教學我們在初中學過，電荷的定向移動形成電流，它也是一種物理模型。要形成電流，必須有能夠自由移動的電荷——自由電荷。金屬中的自由電子，電解質溶液（酸、堿、鹽的水溶液）中的正、負離子，都是自由電荷。在什么條件下，自由電荷才能發(fā)生定向移動呢？當金屬導體兩端沒有電壓時，導體中大量的自由電子不停地做無規(guī)則的熱運動。自由電子向各個方向運動的機會相等，如圖所示。從宏觀上看，導體中的自由電子沒有定向移動，所以沒有電流。把金屬導體的兩端分別接到電源的兩極上，兩端有了電壓，產生電場，導體中的自由電子在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流，如圖所示。展示圖片、講解傾聽、理解讓學生增加對電流模型的理解。導體中的電流可以是正電荷的定向移動，也可以是負電荷的定向移動，還可以是正、負電荷沿相反方向的定向移動。習慣上規(guī)定：正電荷定向移動的方向為電流的方向。在金屬導體中，電流的方向與自由電子定向移動的方向相反；在電解質溶液中，電流的方向與正離子定向移動的方向相同，與負離子定向移動的方向相反。電流有強弱之分，電流的強弱用電流這個物理量來表示。通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值，稱為電流。電流用I表示，則I電流的國際單位制單位是A（安）。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解、記憶讓學生鞏固對電流方向和大小的認識。只有在導體的兩端加上電壓，導體中才會有電流。那么，導體中的電流跟導體兩端的電壓有什么數(shù)量關系呢？德國物理學家歐姆通過實驗歸納出：導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比。對于同一個導體，不管電壓和電流的大小怎樣變化，其比值都是恒定的。而對于不同的導體，電壓和電流的比值一般是不同的。比值越大，表明導體在同一電壓下通過的電流越小。這個比值反映了導體對電流的阻礙作用，稱為導體的電阻，用R表示，則R=U電阻的國際單位制單位是Ω（歐）。根據(jù)上式可知I即，導體中的電流I與導體兩端的電壓U成正比，與導體的電阻R成反比。這就是部分電路歐姆定律。講解傾聽、理解、記憶讓學生鞏固對部分電路歐姆定律的認識。電阻是導體本身的一種性質，與外加電壓或內部電流的大小沒有關系。那么，電阻的大小與導體本身哪些因素有關系？有什么樣的關系呢？探究實驗：探究電阻定律發(fā)現(xiàn)問題：導體電阻的大小與導體本身哪些因素有關？有什么關系？提出假設：導體電阻的大小與導體的長度、橫截面積和材料等因素有關。設計方案：由于導體的電阻受多種因素的影響，因此要采取控制變量法來研究電阻與以上每一種因素的關系。這就需要將金屬導體接入電路，用電壓表測量其兩端電壓，用電流表測量通過其電流，再利用部分電路歐姆定律即可計算出它的電阻值。最后將各金屬導體的電阻值進行比較，驗證上面的假設。組織學生進行探究實驗。提醒學生注意參考教材中的探究步驟進行。合作學習、探究實驗。引導學生學習實驗探究的方法。收集證據(jù)：準備a、b、c、d四根金屬導體（a與b的橫截面積和材料相同，a的長度為b的1/2；b與c的長度和材料相同，b的直徑為c的1/2；c與d的長度和橫截面積相同，材料不同）。按照圖中所示的電路圖連接電路，在圖中的A、B之間分別接入a、b、c、d。調節(jié)滑動變阻器，保持導線兩端的電壓相同，分別測出相應的電流。根據(jù)部分電路歐姆定律，利用R=U結果驗證：（1）比較導體a、b的電阻之比與長度之比，可歸納出導體電阻的大小與其長度有關，且成比（填“正”或“反”）。（2）比較導體b、c的電阻之比與橫截面積之比，可歸納出導體電阻的大小與其橫截面積有關，且成比（填“正”或“反”）。（3）比較導體c、d的電阻值，可歸納出導體的電阻與導體材料關（填“有”或“無”）。交流反思：與同學討論，嘗試從微觀角度解釋導體的電阻為什么與以上因素存在相應的關系。與同學交流，導體的電阻還可能與其他哪些因素存在關系？該如何設計實驗進行驗證？監(jiān)督學生進行實驗操作，巡視、答疑、指導。進行實驗、記錄數(shù)據(jù)、合作學習、探究學習。引導學生歸納導體電阻的規(guī)律。人們通過大量實驗歸納出，導體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。這就是電阻定律。寫成公式，則有R式中的比例常量ρ跟導體的材料有關，是一個反映材料導電性能的物理量，稱為材料的電阻率，它的國際單位制單位是Ω·m（歐·米）。幾種常用材料在20℃時的電阻率見表。從表中可以看出，金屬和合金的電阻率都很??；而電木、橡膠的電阻率都很大。使用時，可以根據(jù)需要，參照電阻率表選取合適的材料。例如，在輸電、用電線路中，為了減小電阻就要選用銅、鋁等材料作導線；電爐、滑動變阻器等的電阻絲要選用電阻率稍大的合金材料制作；在用電器和電工工具的絕緣部分，又要選用電阻率超大的電木、橡膠等材料制作。講解傾聽、理解、記憶讓學生了解電阻定律及其應用。我們在給空調裝配專用導線時，由于空調的功率較大，工作電流也較大，因此應選擇電阻較小的粗銅導線?；貞扒榫撑c問題”中的問題。傾聽、理解讓學生了解用電阻定律解決實際問題。各種材料的電阻率都要受溫度變化的影響。純金屬（如鉑、金、銅、鎳等）的電阻率隨溫度的升高而增大，利用這種特性可制成電阻溫度計（如圖所示），即利用已知金屬的電阻隨溫度的變化情況，測出金屬的電阻就可以知道溫度。電阻溫度計測量范圍廣，測量精度高。目前最精密的電阻溫度計是用鉑制作的。有些合金如錳銅合金和康銅合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來制作標準電阻。展示圖片、講述傾聽、理解、記憶讓學生了解電阻與溫度的關系及應用。1911年，荷蘭科學家昂內斯用液氦冷卻水銀，當溫度下降到4.2K時發(fā)現(xiàn)水銀的電阻變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象稱為超導現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物質稱為超導體。超導體具有很強的抗磁性，當一個小的永磁體降落到超導體表面附近時，在永磁體與超導體間會產生排斥力，使永磁體懸浮于超導體上，如圖所示。展示圖片、講述觀看、傾聽、記憶讓學生了解超導現(xiàn)象。超導材料由正常狀態(tài)轉變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度，稱為超導材料的臨界溫度。目前發(fā)現(xiàn)的超導材料的臨界溫度都很低，科學家們仍在努力尋找高溫超導材料，即在室溫下就能工作的超導材料，以便得到更廣泛的應用。我國在超導材料領域的探索及研究一直處于世界先進水平。1989年，我國已研制成臨界溫度為132.2K的超導體。在2016年度國家科技獎勵大會上，以中國科學院物理研究所趙忠賢院士為代表的團隊，由于在超導材料方面的突出貢獻而獲得了國家最高科學技術獎。講述傾聽讓學生了解臨界溫度的概念及我國在超導材料研究領域的世界領先水平，增強民族自豪感?！緫门c拓展】超導的應用前景超導的應用具有十分誘人的前景。超導的應用大致可分為三類：大電流應用、電子學應用和抗磁性應用。大電流應用即超導發(fā)電、輸電和儲能等；電子學應用包括超導計算機、超導天線、超導微波器件等；抗磁性主要應用于磁懸浮列車和熱核聚變反應堆等。組織學生自主學習、巡視、指導、答疑自主學習、質疑引導學生了解超導技術的應用前景。自由討論本節(jié)的主要內容講完了，同學還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學的問題。通過思想的碰撞，發(fā)展學生質疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。歸納總結本節(jié)鞏固了電流、電阻等概念，新建構了電阻率、超導體、臨界溫度等概念，通過實驗探究了金屬導體電阻的規(guī)律，了解了電阻定律及其應用，還了解了超導現(xiàn)象及其應用，增強了家國情懷等。歸納總結本節(jié)所學內容。傾聽、記憶幫助學生鞏固所學。課后提升書面作業(yè)實踐與探索4—1中第1、2題，獨立完成。實踐活動實踐與探索4—1中第3、4題，任選一題，與同學合作完成。板書