高教版中職物理（類）電子教案401第一節(jié) 電阻定律

主題四直流電及其應(yīng)用

第一節(jié)電阻定律教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課程內(nèi)容第一節(jié)電阻定律

課程類型實(shí)驗(yàn)探究課課時(shí)1學(xué)時(shí)

本節(jié)主要讓學(xué)生通過控制變量實(shí)驗(yàn)，探究金屬導(dǎo)體的電阻與長度、橫

教材內(nèi)容截面積和材料的定量關(guān)系，理解電阻定律，能列舉電阻定律在生產(chǎn)、生活

分析中的應(yīng)用。了解超導(dǎo)現(xiàn)象，了解超導(dǎo)材料研究對(duì)科學(xué)發(fā)展和人類進(jìn)步的重

大意義，關(guān)注超導(dǎo)材料研究的最新進(jìn)展。

學(xué)生在初中也定性地了解了部分電阻定律的內(nèi)容，但沒有要求定量

計(jì)算，中職物理中要更全面、深入地探究此規(guī)律，還要增進(jìn)對(duì)控制變量實(shí)

學(xué)情分析

驗(yàn)方法的了解，都是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。另外，要注意與初中所學(xué)電流、電

阻概念和部分電路歐姆定律等內(nèi)容的銜接。

1.建構(gòu)電流、電阻的概念，了解電阻定律，形成電荷的定向移動(dòng)形

成電流、導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用、導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度及橫截面積等

因素有關(guān)、超導(dǎo)體是電阻為零的導(dǎo)體等物理觀念，并能應(yīng)用其解釋相關(guān)現(xiàn)

象，解決生活中的簡單問題。

2.了解建構(gòu)電流等物理模型的方法和定義電流和電阻概念的比值定

教學(xué)目標(biāo)義法。了解描述部分電路歐姆定律、電阻定律時(shí)使用的數(shù)學(xué)方法以及探究

電阻定律時(shí)使用的歸納法、控制變量法等。

3.通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)觀察等物理學(xué)科核心素養(yǎng)。通過探

究實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)操作技能、技術(shù)運(yùn)用和探究設(shè)計(jì)能力。

4.通過探究實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步體會(huì)工匠精神，增強(qiáng)合作交流能力。了解

我國在超導(dǎo)材料領(lǐng)域的科學(xué)成就，增強(qiáng)民族自豪感和科技傳承的責(zé)任感。

教學(xué)重點(diǎn)讓學(xué)生建構(gòu)電流、電阻等概念，探究電阻定律，了解超導(dǎo)現(xiàn)象。

教學(xué)難點(diǎn)建構(gòu)電阻的概念，利用控制變量法探究電阻定律。

讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)，了解新知識(shí)，形成新觀

教學(xué)策略

念，提高實(shí)驗(yàn)觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授、組織合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、探究實(shí)驗(yàn)、思考討論、合作學(xué)習(xí)

多媒體課件展示系統(tǒng)、［四根金屬導(dǎo)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

教學(xué)資源直徑為c的:1/2；c與d的長度和橫截面積相同，材料不同）、學(xué)生電源

（6V）,開關(guān)、滑動(dòng)變阻器（50Q）、電壓表（3V）、電流表（0.6A）、

導(dǎo)線若干］六套。

課堂實(shí)施

教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

環(huán)節(jié)

1.電流的方向是如何規(guī)定的？電1.安排學(xué)生對(duì)教材和教讓學(xué)生通

流的大小如何計(jì)算？進(jìn)行預(yù)習(xí)（閱學(xué)視頻進(jìn)行過課前自

2.什么是電阻？部分電路歐姆定讀教材、觀看學(xué)習(xí)和思主學(xué)習(xí)，

律是什么？老師提供的考，并與同發(fā)現(xiàn)自己

3.金屬導(dǎo)體的電阻大小與其本身微課視頻）。學(xué)討論其中不理解的

哪些因素有關(guān)系？有什么關(guān)系？2.就學(xué)生提發(fā)現(xiàn)的問問題，準(zhǔn)

4.探究電阻定律實(shí)驗(yàn)中，是如何測出的問題進(jìn)題，將疑問備到課堂

課前量導(dǎo)體的電阻的？使用了哪些科學(xué)行有針對(duì)性反饋給老上與同學(xué)

準(zhǔn)備方法？地備課，準(zhǔn)備師。討論，與

5.電阻定律是什么？在課堂上學(xué)老師交

6.常見金屬中，哪一種的電阻率最生討論時(shí)給流，解決

??？予指導(dǎo)。疑問。

7.什么是超導(dǎo)現(xiàn)象？什么是臨界

溫度？

8.我國在世界超導(dǎo)材料領(lǐng)域的水

平如何？

新創(chuàng)設(shè)情境：展示圖片、提觀看、思考激發(fā)學(xué)生

課家里需要安裝大功率空調(diào)時(shí)，問：學(xué)習(xí)動(dòng)

引由于空調(diào)工作電流較大，可能該怎樣選擇力，明確

入需要為它裝配一條專用導(dǎo)線。合適的導(dǎo)線學(xué)習(xí)目標(biāo)

商店里出售的電線有許多種：呢？

粗的、細(xì)的、銅的、鋁的，如圖

所示。。

新我們?cè)诔踔袑W(xué)過，電荷的定向展示圖片、講傾聽、理解讓學(xué)生增

課移動(dòng)形成電流，它也是一種物解加對(duì)電流

教理模型。要形成電流，必須有模型的理

學(xué)能夠自由移動(dòng)的電荷一一自由解。

電荷。金屬中的自由電子，電

解質(zhì)溶液（酸、堿、鹽的水溶

課堂液）中的正、負(fù)離子，都是自由

實(shí)施電荷。在什么條件下，自由電

荷才能發(fā)生定向移動(dòng)呢？

當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端沒有電壓時(shí)，

導(dǎo)體中大量的自由電子不停地

做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。自由電子

向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，

如圖所示。從宏觀上看，導(dǎo)體

中的自由電子沒有定向移動(dòng)，

所以沒有電流。把金屬導(dǎo)體的

兩端分別接到電源的兩極上，

兩端有了電壓，產(chǎn)生電場，導(dǎo)

體中的自由電子在電場力的作

用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流，

如圖所示。

導(dǎo)體中的電流可以是正展示圖片、講觀看、傾聽、讓學(xué)生鞏

電荷的定向移動(dòng)，也可以是負(fù)解理解、記憶固對(duì)電流

電荷的定向移動(dòng)，還可以是正、方向和大

負(fù)電荷沿相反方向的定向移小的認(rèn)

動(dòng)。習(xí)慣上規(guī)定：正電荷定向識(shí)。

移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。?/p>

金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自

由電子定向移動(dòng)的方向相反；

在電解質(zhì)溶液中，電流的方向

與正離子定向移動(dòng)的方向相

同，與負(fù)離子定向移動(dòng)的方向

相反。

電流有強(qiáng)弱之分，電流的

強(qiáng)弱用電流這個(gè)物理量來表

示。通過導(dǎo)體橫截面的電荷量

q跟通過這些電荷量所用時(shí)間f

的比值，稱為電流。電流用/表

示，貝I

一

t

電流的國際單位制單位是A

（安）。

只有在導(dǎo)體的兩端加上電講解傾聽、理解、讓學(xué)生鞏

壓，導(dǎo)體中才會(huì)有電流。那么，記憶固對(duì)部分

導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電電路歐姆

壓有什么數(shù)量關(guān)系呢？定律的認(rèn)

德國物理學(xué)家歐姆通過實(shí)識(shí)。

驗(yàn)歸納出：導(dǎo)體中的電流/跟

導(dǎo)體兩端的電壓U成正比。對(duì)

于同一個(gè)導(dǎo)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(duì)于不同的導(dǎo)體，

電壓和電流的比值一般是不同

的。比值越大，表明導(dǎo)體在同

一電壓下通過的電流越小。這

個(gè)比值反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻

礙作用，稱為導(dǎo)體的電阻，用R

表示，則

U

R=7

電阻的國際單位制單位

是。（歐）。根據(jù)上式可知

U

，=R

即，導(dǎo)體中的電流/與導(dǎo)體兩

端的電壓。成正比，與導(dǎo)體的

電阻尺成反比。這就是部分電

路歐姆定律。

電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，組織學(xué)生進(jìn)合作學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生

與外加電壓或內(nèi)部電流的大小行探究實(shí)驗(yàn)。探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)

沒有關(guān)系。那么，電阻的大小提醒學(xué)生注O探究的方

與導(dǎo)體本身哪些因素有關(guān)系？意參考教材法。

有什么樣的關(guān)系呢？中的探究步

探究實(shí)驗(yàn)：探究電阻定律驟進(jìn)行。

發(fā)現(xiàn)問題：導(dǎo)體電阻的大小與

導(dǎo)體本身哪些因素有關(guān)？有什

么關(guān)系？

提出假設(shè)：導(dǎo)體電阻的大小與

導(dǎo)體的長度、橫截面積和材料

等因素有關(guān)。

設(shè)計(jì)方案：由于導(dǎo)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(guān)系。這就需要

將金屬導(dǎo)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(jì)算出它的

電阻值。最后將各金屬導(dǎo)體的

電阻值進(jìn)行比較，驗(yàn)證上面的

假設(shè)。

收集證據(jù)：準(zhǔn)備a、b、c、監(jiān)督學(xué)生進(jìn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)學(xué)生

d四根金屬導(dǎo)體(a與b的橫截行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)、歸納導(dǎo)體

面積和材料相同，a的長度為b巡視、答疑、合作學(xué)習(xí)、電阻的規(guī)

的1/2;b與c的長度和材料相指導(dǎo)。探究學(xué)習(xí)。律。

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?qǐng)D中所示的電路圖連接電

路，在圖中的/、8之間分別接

入a、b、c、do調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻

器，保持導(dǎo)線兩端的電壓相同，

分別測出相應(yīng)的電流。

根據(jù)部分電路歐姆定律，利

用氏=彳計(jì)算出各導(dǎo)體的

電阻值。

結(jié)果驗(yàn)證：

(1)比較導(dǎo)體a、b的電

阻之比與長度之比，可歸納出

導(dǎo)體電阻的大小與其長度有

關(guān)，且成______比(填“正”或

“反”)。

(2)比較導(dǎo)體b、c的電

阻之比與橫截面積之比，可歸

納出導(dǎo)體電阻的大小與其橫截

面積有關(guān)，且成______比(填

“正”或“反正。

(3)比較導(dǎo)體c、d的電

阻值，可歸納出導(dǎo)體的電阻與

導(dǎo)體材料______關(guān)(填“有”或

“無嘰

交流反思：與同學(xué)討論，嘗試

從微觀角度解釋導(dǎo)體的電阻為

什么與以上因素存在相應(yīng)的關(guān)

系。與同學(xué)交流，導(dǎo)體的電阻

還可能與其他哪些因素存在關(guān)

系？該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)

證？

人們通過大量實(shí)驗(yàn)歸納講解傾聽、理解、讓學(xué)生了

出，導(dǎo)體的電阻R跟它的長度記憶解電阻定

/成正比，跟它的橫截面積S成律及其應(yīng)

反比。這就是電阻定律。寫成用。

公式，則有

1

R=

式中的比例常量〃跟導(dǎo)體的材

料有關(guān)，是一個(gè)反映材料導(dǎo)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

Q（歐?米）。幾種常用材

料在20℃時(shí)的電阻率見表。

從表中可以看出，金屬和合金

的電阻率都很小；而電木、橡

膠的電阻率都很大。使用時(shí)，

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(dǎo)

線；電爐、滑動(dòng)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。

我們?cè)诮o空調(diào)裝配專用導(dǎo)線回應(yīng)“情境與傾聽、理解讓學(xué)生了

時(shí)，由于空調(diào)的功率較大，工問題”中的問解用電阻

作電流也較大，因此應(yīng)選擇電題。定律解決

阻較小的粗銅導(dǎo)線。實(shí)際問

題。

各種材料的電阻率都要受溫度展示圖片、講傾聽、理解、讓學(xué)生了

變化的影響。純金屬（如伯、述記憶解電阻與

金、銅、銀等）的電阻率隨溫度溫度的關(guān)

的升高而增大，利用這種特性系及應(yīng)

可制成電阻溫度計(jì)（如圖所用。

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(jì)測量范圍廣，測量精度高。

目前最精密的電阻溫度計(jì)是用

伯制作的。有些合金如鎰銅合

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(biāo)準(zhǔn)電阻。

19n年，荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯用展示圖片、講觀看、傾聽、讓學(xué)生了

液氨冷卻水銀，當(dāng)溫度下降到述記憶解超導(dǎo)現(xiàn)

4.2K時(shí)發(fā)現(xiàn)水銀的電阻變?yōu)橄蟆?/p>

零，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。

能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)稱為

超導(dǎo)體。

超導(dǎo)體具有很強(qiáng)的抗磁性，當(dāng)

一個(gè)小的永磁體降落到超導(dǎo)體

表面附近時(shí)，在永磁體與超導(dǎo)

體間會(huì)產(chǎn)生排斥力，使永磁體

懸浮于超導(dǎo)體上，如圖所示。

超導(dǎo)材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變講述傾聽讓學(xué)生了

為超導(dǎo)狀態(tài)的溫度，稱為超導(dǎo)解臨界溫

材料的臨界溫度。目前發(fā)現(xiàn)的度的概念

超導(dǎo)材料的臨界溫度都很低，及我國在

科學(xué)家們?nèi)栽谂ふ腋邷爻瑢?dǎo)材料

導(dǎo)材料，即在室溫下就能工作研究領(lǐng)域

的超導(dǎo)材料，以便得到更廣泛的世界領(lǐng)

的應(yīng)用。先水平，

我國在超導(dǎo)材料領(lǐng)域的探索及增強(qiáng)民族

研究一直處于世界先進(jìn)水平。自豪感。

1989年，我國已研制成臨界溫

度為132.2K的超導(dǎo)體。在2016

年度國家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，以

中國科學(xué)院物理研究所趙忠賢

院士為代表的團(tuán)隊(duì)，由于在超

導(dǎo)材料方面的突出貢獻(xiàn)而獲得

了國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

【應(yīng)用與拓展】超導(dǎo)的應(yīng)用組織學(xué)生自自主學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生

前景主學(xué)習(xí)、巡質(zhì)疑了解超導(dǎo)

超導(dǎo)的應(yīng)用具有十分誘人的前視、指導(dǎo)、答技術(shù)的應(yīng)

景。超導(dǎo)的應(yīng)用大致可分為三疑用前景。

類：大電流應(yīng)用、電子學(xué)應(yīng)用

和抗磁性應(yīng)用。大電流應(yīng)用即

超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能等；電

子學(xué)應(yīng)用包括超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、超

導(dǎo)天線、超導(dǎo)微波器件等；抗

磁性主要應(yīng)用于磁懸浮列車和

熱核聚變反應(yīng)堆等。

本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學(xué)組織學(xué)生自向老師提出