第六节、导体的电阻
教学目标
一、知识和能力
1、能叙述电阻定律,写出表达式。
2、能叙述电阻率的意义,能说出金属导体、半导体材料的电阻率随温度的变化规律,了解电阻率和温度有关。
二、过程和方法
1、通过设计和操作实验,学会应用控制变量法来进行研究的方法。
2、通过分析处理数据,培养学生逻辑思维能力和分析问题解决问题的能力。
3、通过研究各材料的电阻率表格,培养学生收集信息、综合分析获取知识的能力。
三、情感和价值观
1、培养学生热爱科学,激发学生努力探索未知的激情。
2、培养学生团结协作精神。
教学重点 电阻定律的得出
教学难点 电阻率的概念
课时 1课时
教学过程
情景引入:可以给出投影,两只不同的灯泡亮暗情况不一样。为什么?
可以得出结论:电阻不一样,那么,电阻的阻值和哪些因素有关,以及具体是什么关系?这就是我们这节课需要探讨的问题。
新课教学:
知识点一:导体的电阻
一、实验探究
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1、探究目的:探究导体电阻和哪些因素有关(材料、长度、横截面积),及定性关系式。
2、科学猜想:引导学生由生活中的现象猜想,归纳学生猜想:
3、研究方法:控制变量法(通过与牛二定律研究方法类比、迁移)
4、实验操作:a.学生连接电路 b.教师演示,学生读数并记录表中c.控制变量完成操作
5、分析数据:先定性观察:R与材料、长度、横截面积有关。
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(评述:通过从猜想→研究方法→实验操作等一系列探索过程,将学习者始终置于探索者的位置,使学习过程成为“再发现”或“重新发现”的过程。以此,让学生掌握获取知识的方法,发展思维能力。)
二、逻辑推理
1、分析导体电阻与它的长度的关系
一条长度为、电阻为R的导体,可以看成是由段长度同为、电阻同为的导体串联而成的,这段导体的材料、横截面积都相同。总长度与每段长度的关系为
另一方面,由串联电路的性质可知,,即,对比两式,可知:即在横截面积、材料相同的条件下,导体的电阻与长度成正比。
2、研究导体电阻与它的横截面积的关系
有条导体,它们的长度相同、材料相同、横截面积相同。横截面积同为、电阻同为。把它们紧紧地束在一起,组成一根横截面积为、电阻为的导体。由并联电路的性质可知,,即,同时,所以即在长度、材料相同的条件下,导体的电阻与横截面积成反比。
三、导体的电阻
1、电阻定律内容:导体的电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体电阻还与构成它的材料有关。
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写成式子形式,R∝L/S 写成比例形式, R=KL/S 分析比例常数的意义。
在实验中也发现,即使L、S都相同,若材料不同,则电阻也不同,可见比例常数和材料有关,同时,对同一材料来说,比例常数相同,对不同材料来说,比例常数不同。它是反映材料本身性质的物理量,我们把它定义为电阻率,并用一个专门的字母ρ表示。所以,公式可写成:
2、公式:R= ρL/s
分析:当L、S一定时,ρ越大,R越大,即导电性能越差;反之,导电性能越好所以,电阻率是反映导电性能好坏的物理量
3、电阻率ρ
(1)反映了材料导电性能的好坏
提问:对某一材料来说,ρ的数值等于多少?我们可以怎样来测量?
教师总结:由R=ρL/s可得,ρ=RS/L,可以得出某材料的电阻率在数值上就等于用该材料制成的长为1米、横截面积为1平方米的导体的电阻
(2) 大小等于l=1m,S=1m2的导体电阻
(3) 单位:Ω·m
材料
ρ/Ω·m
材料
ρ/Ω·m
银
1.6×10-8
铁
1.0×10-7
铜
1.7×10-8
锰铜合金
4.4×10-7
铝
2.9×10-8
镍铜合金
5.0×10-7
钨
5.3×10-8
镍铬合金
1.0×10-6
锰铜合金:85%铜,3%镍,12%锰。
镍铜合金:54%铜,46%镍。.
镍铬合金:67.5%镍,15%铬,16%铁,1.5%锰。
学生思考:
(1)金属与合金哪种材料的电阻率大?
(2)制造输电电缆和线绕电阻时,怎样选择材料的电阻率?
四 电阻率与温度的关系
演示实验:将日光灯灯丝(额定功率为8 W)与演示用欧姆表调零后连接成图电路,观察用酒精灯加热灯丝前后,欧姆表示数的变化情况。
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学生总结:当温度升高时,欧姆表的示数变大,表明金属灯丝的电阻增大,从而可以得出:金属的电阻率随着温度的升高而增大。
教师:介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图所示。
学生思考:锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小, 怎样利用它们的这种性质?
解答:利用它们的这种性质,常用来制作标准电阻。
作业 P59 2 4
教学感想
练习答案:1. A 2. BCD 3. C 4. C 5. A 6. 1/4 7. 4.5*
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