高中物理教學(xué)案例設(shè)計：導(dǎo)體的電阻

屈婷

【教材分析】

本節(jié)內(nèi)容探究決定電阻的因素，教科書提供了兩種方案：第一，實驗探究；第二，理論探究。課本探究方案二，先用理論探究的方法得到了導(dǎo)體電阻與長度、橫截面積的關(guān)系，然后用實驗探究的方法得到了導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系。首先解決了實驗中找不到“材料不同，粗細(xì)相同的導(dǎo)線”的困難；其次，把理論探究和實驗探究相結(jié)合，讓學(xué)生既體驗到了實驗的魅力又體驗到了邏輯的力量。激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情。

【學(xué)情分析】

學(xué)生初中的時候就學(xué)習(xí)過電阻，在教材的前五節(jié)內(nèi)容也都涉及了電阻。學(xué)生知道電阻的物理意義，但是不知道電阻的決定因素。本節(jié)課實驗操作簡單，理論推導(dǎo)也只用了簡單的串并聯(lián)知識。難度不大，學(xué)生應(yīng)該能很好的掌握本節(jié)的內(nèi)容。

【教學(xué)目標(biāo)】

通過探究實驗，讓學(xué)生體驗用控制變量研究物理問題的方法。

通過理論探究與實驗相結(jié)合的方案，讓學(xué)生體驗實驗探究和邏輯推理都是重要的科學(xué)探究方法。

進(jìn)一步加深學(xué)生對電阻的認(rèn)識，了解導(dǎo)體的電阻定律，能用電阻的計算公式進(jìn)行有關(guān)計算。

理解電阻率的物理意義，了解電阻率與溫度的關(guān)系。通過對不同材料電阻率的介紹，加強學(xué)生理論聯(lián)系實際的意識和安全用電的意識。

【教學(xué)重難點】

重點：電阻定律及利用電阻定律分析、解決有關(guān)的實際問題。

難點：利用實驗，抽象概括出電阻定律。

【教學(xué)過程】

引入新課：我們已經(jīng)知道導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，由導(dǎo)體自身因素決定，那么它到底和哪些因素有關(guān)呢，本節(jié)課就讓我們一起來探究這個問題。

完成課本中的探究方案一

（1）用PPT出示探究方案一的電路圖（2）介紹實驗原理：用控制變量的思想，b電阻和a電阻相比，只有長度不同；c電阻和a電阻相比，只有橫截面積不同；c電阻和a電阻相比，只有材料不同。閉合電路后，通過電壓表的示數(shù)就能知道a，b，c，d四個電阻的大小關(guān)系。通過a電阻與b電阻的大小關(guān)系，得知電阻與長度的關(guān)系；通過a電阻與c電阻的大小關(guān)系，得知電阻與橫截面積的關(guān)系；通過a電阻與d電阻的大小關(guān)系，得知電阻與材料的關(guān)系。（3）讓學(xué)生根據(jù)電路圖連接實物圖，并讓學(xué)生自己得出結(jié)論

完成課本中的探究方案二（師生共同活動）

（1）理論探究電阻R與長度l的關(guān)系

由串聯(lián)知識：R串=nR0 又因為l串=nl0 所以R∝l。

（2）理論探究電阻R與橫截面積S的關(guān)系

由并聯(lián)知識：R并=

又因為S并=nS0，所以。

（3）實驗探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系

①根據(jù)以上分析，以等式的形式寫出用導(dǎo)體長度l，導(dǎo)體橫截面積S表示導(dǎo)體電阻R的關(guān)系式，用一個與l、S無關(guān)的常量表示比例系數(shù)。

②選擇至少兩種不同材料的導(dǎo)體，測出它們的長度、橫截面積和電阻，分別計算出上述等式中的比例系數(shù)。

③分析上述比例系數(shù)的物理意義。在得到導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體的長度成正比，與其橫截面積成反比的基礎(chǔ)上，通過實驗明確電阻率是材料本身的屬性。

歸納總結(jié)電阻定律

1.內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。

2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：R=ρlS（決定式） （注意區(qū)別：R=UI定義式）

3.適用條件：粗細(xì)均勻的導(dǎo)體，濃度均勻的電解液。

4.電阻率ρ：反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的物理量。單位：Ω·m

五、學(xué)生生自主閱讀課本表格，對電阻率有感性認(rèn)識。

討論與交流：表中電阻率除了與材料有關(guān)，還可能與哪個因素有關(guān)？

學(xué)生討論，總結(jié)電阻率可能與溫度有關(guān)，因為標(biāo)題注有20 ℃。

六、當(dāng)堂測試：學(xué)生獨立完成。時間：2分鐘。

1.一根阻值為R的均勻電阻絲，在下列哪些情況下阻值仍為R（設(shè)溫度不變） （ ）

A.當(dāng)長度不變，橫截面積增大一倍時

B.當(dāng)橫截面積不變，長度增大一倍時

C.當(dāng)長度和橫截面積都縮小一半時

D.當(dāng)長度和橫截面積都擴大一倍時 答案：CD

2.一段均勻?qū)Ь€對折兩次后并聯(lián)在一起，測得其電阻為0.5 Ω，導(dǎo)線原來的電阻多大？若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長為三倍，另一半不變，其電阻是原來的多少倍？

答案：8 Ω 5倍

七、課堂小結(jié)：本節(jié)課我們通過兩種方案，探究了導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)。體會到科學(xué)探究的兩種重要方法實驗探究和理論推導(dǎo)，并學(xué)會了控制變量法這一重要思想。我們還要牢記電阻定律的表達(dá)式，并能熟練的用它來解決相關(guān)問題。

八、板書設(shè)計

6 電阻定律

一、探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積和材料的關(guān)系

1.方案一：

2.方案二：

二、電阻定律

1.內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。

2.數(shù)學(xué)表達(dá)式： R=ρlS（決定式） （區(qū)別：R=UI 定義式）

適用條件：粗細(xì)均勻的導(dǎo)體，濃度均勻的電解液

電阻率ρ：反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的物理量。單位：Ω·m

【教學(xué)反思】

本節(jié)課學(xué)生是課堂的主體，通過自己動手從實驗和理論推導(dǎo)兩個方面，探究了影響電阻的因素。注重學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，注重對物理科學(xué)思維方法的滲透，培養(yǎng)了學(xué)生良好的思維品質(zhì)。在今后的教學(xué)中我們要充分地相信學(xué)生，相信他們能學(xué)得好，盡量放手讓學(xué)生動手實驗，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主動性和熱情。