第十一章簡單電路第七節(jié)探究——影響導(dǎo)體電阻大小的因素中國人民大學(xué)附屬中學(xué)田曉娜一、教學(xué)背景分析本節(jié)從生活中各種各樣的導(dǎo)線粗細(xì)、長短、材料不同出發(fā)，探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素，教學(xué)內(nèi)容更加貼近學(xué)生的生活，學(xué)生可以初步認(rèn)識生活、社會(huì)與物理學(xué)的關(guān)系。本節(jié)課的重點(diǎn)是掌握探究解決問題的方法，學(xué)會(huì)研究問題。本節(jié)課的教學(xué)對象是初三學(xué)生，對于電阻的概念，學(xué)生已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，但對電阻的影響因素并不了解。本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容要求學(xué)生知道決定導(dǎo)體電阻大小的四個(gè)因素，即導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度。本節(jié)課充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、發(fā)揮學(xué)生的自主性，認(rèn)真地從提出問題開始，制訂解決問題的方案，認(rèn)真細(xì)致地操作、收集證據(jù)，經(jīng)過分析總結(jié)出結(jié)論，然后交流和評估研究結(jié)果，經(jīng)歷探究的全過程。二、教學(xué)目標(biāo)1．知道決定電阻大小的因素是材料、長度、橫截面積和溫度。2．了解導(dǎo)體電阻受溫度的影響、超導(dǎo)的一些特點(diǎn)以及超導(dǎo)對人類生活和社會(huì)發(fā)展可能帶來的影響。3．通過探究影響電阻大小因素，進(jìn)一步體會(huì)研究多因素問題的探究方法。4．在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)習(xí)研究問題的方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧?xí)慣和實(shí)事求是的態(tài)度。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過程，以及分析過程。2.影響導(dǎo)體電阻大小的因素。教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。利用對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與思考，得出電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)的結(jié)論，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生用控制變量的方法探究決定電阻大小的因素，在分析和討論過程中培養(yǎng)學(xué)生會(huì)用類比、控制變量等基本方法研究物理問題。四、教學(xué)過程1.教學(xué)引入銅絲鋁絲——問題與猜想銅絲鋁絲通過教材圖11-65的導(dǎo)線，提出下列問題：（1）生活中常見的導(dǎo)線多是銅芯或鋁芯，為什么很少用鐵芯？（2）為什么有的導(dǎo)線芯比較粗？（3）不同規(guī)格的燈泡，為什么有的燈絲長，有的燈絲短？有的燈絲粗些，有的燈絲細(xì)些？學(xué)生提出猜想：導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料、粗細(xì)和長度有關(guān)。2.“知識點(diǎn)”教學(xué)制訂計(jì)劃（1）用什么辦法來判斷被測導(dǎo)體的電阻是相同或不同的？燈泡的亮度或者電流表示數(shù)，通過導(dǎo)體電流越大，導(dǎo)體對電流的阻礙越小。（2）你的研究需要那些器材呢？電源、電流表、燈泡、導(dǎo)線（帶鱷魚夾）、長短粗細(xì)材料不同的導(dǎo)線若干。（3）如何設(shè)計(jì)電路？（請畫出電路圖并連出實(shí)物圖如圖11-7-1）AA圖11-7-1圖11-7-1（4）設(shè)計(jì)方案中要注意什么？對實(shí)驗(yàn)相關(guān)量的分析。研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系時(shí)，只改變材料，導(dǎo)體的長度和橫截面積必須相同；研究電阻與導(dǎo)體的長度的關(guān)系時(shí)，只改變長度，材料和橫截面積必須相同；研究電阻與導(dǎo)體的橫截面積的關(guān)系時(shí)，只改變橫截面積，材料和長度必須相同。收集證據(jù)利用如圖11-7-2所示的器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1、3、4是鎳鎘合金絲，1、4橫截面積為S，3的橫截面積為2S；2是錳銅絲，橫截面積為S。圖11-7-2研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系，選擇1、2導(dǎo)線接入電路。數(shù)據(jù)記錄在表格中。圖11-7-2接入電路的導(dǎo)體電流表示數(shù)/A小燈泡的亮暗接入導(dǎo)體電阻的大小長度、粗細(xì)相同的1鎳鉻絲2錳銅絲研究電阻與導(dǎo)體的長度的關(guān)系，選擇1、4導(dǎo)線接入電路。數(shù)據(jù)記錄在表格中。接入電路的導(dǎo)體電流表示數(shù)/A小燈泡的亮暗接入導(dǎo)體電阻的大小材料、粗細(xì)相同的1鎳鉻絲4鎳鉻絲研究電阻與導(dǎo)體的橫截面積的關(guān)系，選擇1、3導(dǎo)線接入電路。數(shù)據(jù)記錄在表格中。接入電路的導(dǎo)體電流表示數(shù)/A小燈泡的亮暗接入導(dǎo)體電阻的大小材料、長短相同的1鎳鉻絲3鎳鉻絲分析與結(jié)論導(dǎo)體的電阻與材料、長度、橫截面積有關(guān)，長度越長，電阻越大，橫截面積越大，電阻越小。評估與交流圖11-7-3影響導(dǎo)體電阻大小的因素只有導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積嗎？做如圖11-7-3演示實(shí)驗(yàn)。觀察到當(dāng)給金屬絲加熱時(shí)，電流表示數(shù)變小、燈泡變亮，表明金屬絲電阻隨溫度增加而變大。圖11-7-3所有導(dǎo)體溫度升高電阻都變大嗎？做如圖11-7-4演示實(shí)驗(yàn)。觀察到當(dāng)給熱敏電阻加熱時(shí)，電流表示數(shù)變大、燈泡變亮，表明熱敏電阻阻值隨溫度增加而變小。圖11-7-4因此，導(dǎo)體電阻隨溫度變化，但有的隨溫度升高而變大，有的隨溫度升高而變小。圖11-7-4視野拓展介紹超導(dǎo)體：是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零的導(dǎo)體，它具有三個(gè)特性。完全電導(dǎo)性：指溫度降低至某一溫度以下，電阻突然消失的現(xiàn)象。完全抗磁性：又稱邁斯納效應(yīng)，“抗磁性”指在磁場強(qiáng)度低于臨界值的情況下，磁力線無法穿過超導(dǎo)體，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場為零的現(xiàn)象。通量量子化：指當(dāng)兩層超導(dǎo)體之間的絕緣層薄至原子尺寸時(shí)，電子對可以穿過絕緣層產(chǎn)生隧道電流的現(xiàn)象，即在超導(dǎo)體—絕緣體—超導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生超導(dǎo)電流。超導(dǎo)體應(yīng)用：強(qiáng)電應(yīng)用即大電流應(yīng)用，包括超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲能；弱電應(yīng)用即電子學(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；抗磁性應(yīng)用主要包括磁懸浮列車和熱核聚變反應(yīng)堆。課外實(shí)踐學(xué)生在白紙上用2B鉛筆畫出導(dǎo)線，一位學(xué)生設(shè)計(jì)出長短或粗細(xì)不同的兩個(gè)電路，另一位學(xué)生利用電池和二極管，以及鉛筆畫出的導(dǎo)線，組成閉合回路，觀察二極管的亮度，說明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及由現(xiàn)象得到的結(jié)論。3．課堂小結(jié)影響電阻大小的因素：導(dǎo)體的電阻與材料、長度、橫截面積有關(guān)，長度越長，電阻越大；橫截面積越大，電阻越小。4.小練習(xí)1.關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體，下列說法正確的是（） A.導(dǎo)體中有多余的電子，而絕緣體中沒有多余的電子B.導(dǎo)體對移動(dòng)電荷沒有阻礙作用，絕緣體對移動(dòng)電荷有阻礙作用 C.絕緣體不容易導(dǎo)電，是因?yàn)榻^緣體內(nèi)沒有電荷存在D.木棒始終是良好的絕緣體E.有些絕緣體在一定的條件下可能變成導(dǎo)體F.絕緣體不容易導(dǎo)電，也不能帶電2.在溫度一定時(shí)，比較兩根鎳鉻合金線電阻的大小，下列說法正確的是（） A.長導(dǎo)線的電阻大B.橫截面積大的導(dǎo)線電阻大 C.長度相等時(shí)，粗導(dǎo)線的電阻大D.橫截面積相等時(shí)，長導(dǎo)線的電阻大3.為了改變導(dǎo)線的電阻，以下做法正確的是（） A.改變導(dǎo)線的長度或改變導(dǎo)線的粗細(xì)B.改變導(dǎo)線的材料或改變導(dǎo)線的溫度 C.改變導(dǎo)體兩端的電壓D.改變通過導(dǎo)體的電流4.一根粗細(xì)均勻的細(xì)鐵絲電阻值為R，將該細(xì)鐵絲對折起來，形成一根新的導(dǎo)線，則這根新導(dǎo)線兩端的電阻為________。五、教學(xué)反思本節(jié)課充分調(diào)動(dòng)