2024-2025學年新教材高中物理 第三章 恒定電流 第3節(jié) 測量金屬絲的電阻率教案 粵教版必修3

2024-2025學年新教材高中物理第三章恒定電流第3節(jié)測量金屬絲的電阻率教案粵教版必修3授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容來自2024-2025學年新教材高中物理第三章“恒定電流”中的第3節(jié)“測量金屬絲的電阻率”，粵教版必修3。教學內(nèi)容圍繞電阻率的概念、測量原理及實驗操作展開。具體包括電阻率的定義、決定因素，以及通過實驗測量金屬絲電阻率的方法。

教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系在于，學生已學習過歐姆定律、電阻的概念和測量方法，對電流、電壓、電阻的關(guān)系有了基本的理解。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將引導學生探索電阻率與材料性質(zhì)的關(guān)系，以及如何通過實驗測量電阻率，從而加深對電學基礎(chǔ)知識的理解和應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標針對高中物理學科，旨在培養(yǎng)學生的科學探究能力、實驗操作技能和科學思維能力。通過學習測量金屬絲的電阻率，學生將能夠：

1.掌握電阻率的基本概念，理解物理現(xiàn)象背后的科學原理，提高科學探究能力；

2.學會設(shè)計實驗方案，進行實驗操作，準確測量金屬絲的電阻率，培養(yǎng)實驗操作技能；

3.能夠運用所學知識分析實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)并解決實際問題，提升科學思維能力。學情分析本節(jié)課面向的是高中物理學科的學生群體，以下從學生層次、知識、能力、素質(zhì)方面及行為習慣等方面進行具體分析。

1.學生層次：

學生處于高中階段，已經(jīng)具備了一定的物理知識基礎(chǔ)，能夠理解并運用基本的物理概念和公式。然而，在物理學科上，學生的層次差異較大，部分學生對物理學習興趣濃厚，基礎(chǔ)扎實；另一部分學生對物理概念理解不夠深入，需要加強引導。

2.知識方面：

學生在之前的學習中，已經(jīng)接觸了歐姆定律、電阻等基本概念，具備了一定的電學知識。但對于電阻率這一新概念，學生可能存在理解上的困難。此外，學生在實驗操作方面，對于測量電阻的方法有一定的了解，但測量金屬絲電阻率可能較為陌生。

3.能力方面：

學生在科學探究能力上，具備一定的觀察能力和分析能力，但部分學生在實驗設(shè)計、問題解決等方面能力較弱。在實驗操作能力上，學生可能存在操作不規(guī)范、數(shù)據(jù)處理不熟練等問題。

4.素質(zhì)方面：

學生在團隊合作、溝通表達方面表現(xiàn)良好，能夠積極參與課堂討論和實驗操作。但在自主學習、問題解決方面，部分學生可能缺乏主動性和積極性。

5.行為習慣：

學生在課堂學習中，能遵循課堂紀律，認真聽講。但在實驗操作過程中，可能存在注意力不集中、操作不規(guī)范等行為習慣問題。

對課程學習的影響：

1.學生在知識層次和能力方面的差異，可能導致教學過程中部分學生跟不上課程進度，需要教師針對不同層次的學生進行分層教學。

2.學生在實驗操作能力上的不足，可能影響實驗結(jié)果的準確性，需要教師在實驗前進行詳細的指導。

3.學生的自主學習能力和問題解決能力，對課程學習效果有重要影響。教師應(yīng)引導學生培養(yǎng)良好的學習習慣，提高學生的問題解決能力。

4.學生在課堂紀律和實驗操作過程中的行為習慣問題，需要教師加強管理，確保課堂秩序和實驗安全。教學資源1.硬件資源：

-金屬絲樣品

-電阻表

-電流表

-電壓表

-電源

-導線

-多用電表

-實驗桌、椅子

2.軟件資源：

-物理實驗軟件（模擬實驗）

-數(shù)據(jù)處理軟件（如Excel）

3.課程平臺：

-學校課程管理系統(tǒng)（發(fā)布預(yù)習資料、課后作業(yè)等）

4.信息化資源：

-電子教案

-課件PPT

-物理教學視頻（電阻率相關(guān)概念、實驗操作演示）

-電子版教材

5.教學手段：

-講授法

-演示法

-實驗法

-小組討論

-互動提問

-課后作業(yè)與反饋

-云平臺教學互動（線上預(yù)習、討論、作業(yè)提交等）教學流程1.導入新課（用時5分鐘）

課程開始時，通過提問方式回顧上節(jié)課內(nèi)容，如電流、電壓和電阻的關(guān)系，引導學生思考電阻的影響因素。隨后，展示一根金屬絲，提問學生：“大家覺得這根金屬絲的電阻會受到哪些因素的影響？”讓學生預(yù)測金屬絲電阻與長度、橫截面積等因素的關(guān)系，從而引出本節(jié)課的主題——測量金屬絲的電阻率。

2.新課講授（用時10分鐘）

（1）介紹電阻率的概念，闡述電阻率是描述材料導電性能的物理量，與材料種類、溫度有關(guān)，與長度、橫截面積無關(guān)。

（2）講解電阻率的計算公式，解釋各個符號的含義，以及如何通過實驗測量金屬絲的電阻率。

（3）演示實驗操作步驟，強調(diào)注意事項，如正確使用儀器、避免短路等。

3.實踐活動（用時15分鐘）

（1）學生分組進行實驗，按照實驗步驟測量金屬絲的電阻率，觀察并記錄數(shù)據(jù)。

（2）引導學生思考如何改進實驗方法，減小誤差，如調(diào)整電流大小、選用適當長度的金屬絲等。

（3）實驗結(jié)束后，學生利用數(shù)據(jù)處理軟件（如Excel）分析實驗數(shù)據(jù)，繪制圖表，探討金屬絲電阻率與長度、橫截面積等因素的關(guān)系。

4.學生小組討論（用時10分鐘）

（1）討論實驗過程中遇到的問題及解決方法，如電流不穩(wěn)定、測量數(shù)據(jù)不準確等。

（2）分析實驗結(jié)果，探討金屬絲電阻率與哪些因素有關(guān)，以及這些因素對電阻率的影響程度。

（3）舉例回答以下問題：

a.金屬絲長度對電阻率有何影響？

b.金屬絲橫截面積對電阻率有何影響？

c.如何通過實驗方法判斷金屬絲的電阻率？

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

本節(jié)課通過實驗測量金屬絲的電阻率，使學生掌握了電阻率的概念、計算方法和實驗操作?？偨Y(jié)回顧時，強調(diào)以下要點：

（1）電阻率是描述材料導電性能的物理量，與材料種類、溫度有關(guān)，與長度、橫截面積無關(guān)。

（2）實驗測量金屬絲電阻率的方法及注意事項。

（3）金屬絲電阻率與長度、橫截面積等因素的關(guān)系。

最后，布置課后作業(yè)，要求學生結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，撰寫實驗報告，加深對電阻率概念的理解。

總用時：45分鐘。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《物理學家列傳》：了解物理學家在電學領(lǐng)域的研究成果，如歐姆、焦耳等人的貢獻。

-《材料的導電性能與應(yīng)用》：介紹不同材料的導電性能及其在日常生活和工業(yè)中的應(yīng)用。

-《電學實驗技巧與方法》：探討電學實驗中常用的技巧和方法，提高實驗操作的準確性和效率。

2.課后自主學習和探究：

-研究金屬絲電阻率與溫度的關(guān)系，了解溫度對電阻率的影響，并撰寫實驗報告。

-探索不同材料（如銅、鋁、鐵等）的電阻率，分析各種材料的導電性能差異。

-學習電阻率在電路設(shè)計中的應(yīng)用，了解如何根據(jù)電阻率選擇合適的材料以滿足電路設(shè)計要求。

-研究超導現(xiàn)象，了解超導材料的特性及其在科學研究和實際應(yīng)用中的價值。

-通過查閱資料，了解新型導電材料的研究進展，如石墨烯、納米材料等，并分析其潛在應(yīng)用領(lǐng)域。

-探究金屬絲在拉伸過程中的電阻變化，分析電阻與金屬絲長度、橫截面積的關(guān)系。典型例題講解1.典型例題一：

題目：一根金屬絲的長度為1m，橫截面積為1mm2，電阻為10Ω。求該金屬絲的電阻率。

解答：根據(jù)電阻率的定義，ρ=R×A/l，其中R為電阻，A為橫截面積，l為長度。將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到：

ρ=10Ω×(1mm2/10??m2)/1m=10×10?Ω·m

2.典型例題二：

題目：有兩根相同長度和橫截面積的金屬絲，材料不同。第一根金屬絲的電阻為5Ω，第二根金屬絲的電阻為10Ω。比較兩根金屬絲的電阻率。

解答：由于兩根金屬絲的長度和橫截面積相同，可以直接比較電阻值。第二根金屬絲的電阻是第一根的兩倍，因此第二根金屬絲的電阻率也是第一根的兩倍。

3.典型例題三：

題目：一根金屬絲在溫度為20°C時的電阻為100Ω，當溫度升高到100°C時，其電阻值變?yōu)?40Ω。求該金屬絲的溫度系數(shù)。

解答：溫度系數(shù)α=ΔR/R?×ΔT，其中ΔR為電阻變化值，R?為初始電阻，ΔT為溫度變化值。將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到：

α=(140Ω-100Ω)/100Ω×(100°C-20°C)=0.4/80≈0.005/°C

4.典型例題四：

題目：一根金屬絲的電阻率ρ=2.5×10??Ω·m，橫截面積A=0.5mm2，長度l=0.2m。求該金屬絲的電阻。

解答：根據(jù)電阻的定義，R=ρ×l/A，將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到：

R=2.5×10??Ω·m×0.2m/(0.5mm2/10??m2)=1Ω

5.典型例題五：

題目：一根金屬絲在拉伸過程中，長度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，橫截面積變?yōu)樵瓉淼囊话搿Ｇ罄旌蠼饘俳z的電阻。

解答：根據(jù)電阻的公式，R=ρ×l/A，由于電阻率ρ不變，拉伸后長度l變?yōu)?倍，橫截面積A變?yōu)?/2倍，因此電阻R變?yōu)椋?/p>

R'=ρ×(2l)/(A/2)=4×R

也就是說，拉伸后金屬絲的電阻變?yōu)樵瓉淼乃谋?。教學反思與改進在本次教學中，我發(fā)現(xiàn)學生在測量金屬絲電阻率的實驗環(huán)節(jié)存在一些問題。首先，部分學生對實驗步驟不夠熟悉，導致操作不夠規(guī)范，影響了實驗結(jié)果的準確性。為了提高學生的實驗操作能力，我計劃在未來的教學中增加實驗操作演示和練習環(huán)節(jié)，讓學生有更多機會熟悉實驗步驟，提高操作規(guī)范性。

其次，學生在數(shù)據(jù)分析方面的能力有待加強。在處理實驗數(shù)據(jù)時，有些學生不知道如何利用數(shù)據(jù)處理軟件進行分析，導致數(shù)據(jù)整理和圖表繪制不夠完善。針對這個問題，我打算在課后組織一次數(shù)據(jù)分析專題輔導，教授學生如何使用數(shù)據(jù)處理軟件，提高他們的數(shù)據(jù)分析能力。

此外，課堂討論環(huán)節(jié)，部分學生發(fā)言不夠積極，可能是由于對知識點掌握不夠扎實，缺乏自信。為了鼓勵這些學生積極參與討論，我將在下一次課堂上提前布置預(yù)習任務(wù)，讓學生對討論主題有更深入的了解。同時，在課堂上采用輪流發(fā)言的形式，確保每個學生都有機會表達自己的觀點。

在改進措施方面，我計劃從以下幾個方面進行：

1.加強實驗教學，增加實驗操作演示和練習環(huán)節(jié)，提高學生的實驗操作能力。

2.開展課后輔導，針對學生在數(shù)據(jù)分析、理論知識等方面的薄弱環(huán)節(jié)進行針對性教學。

3.優(yōu)化課堂討論環(huán)節(jié)，提前布置預(yù)習任務(wù)，鼓勵學生積極參與討論，提高課堂互動性。

4.關(guān)注學生的心理狀況，及時發(fā)現(xiàn)并解決他們在學習過程中遇到的問題，幫助他們樹立自信心。內(nèi)容邏輯關(guān)系①電阻率的概念及其影響因素

②電阻率的計算公式及其應(yīng)用

③金屬絲電阻率的測量方法及實驗操作步驟

2.重點詞

①電阻率

②材料種類

③溫度

④長度

⑤橫截面積

⑥實驗操作

3.重點句

①電阻率是描述材料導電性能的物理量，與材料種類、溫度有關(guān)，與長度、橫截面積無關(guān)。

②電阻率的計算公式為ρ=R×A/l，其中R為電阻，A為橫截面積，l為長度。

③實驗測量金屬絲電阻率的方法包括準備實驗器材、連