高二物理人教版選修31導(dǎo)體的電阻

1、導(dǎo)體的電阻重/難點(diǎn)重點(diǎn)：電阻定律的內(nèi)容及其應(yīng)用。難點(diǎn)：電阻率的概念及其物理意義。重/難點(diǎn)分析重點(diǎn)分析：內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度L成正比，跟它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。數(shù)學(xué)表達(dá)式：R 。式中是比例常數(shù)，它與導(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。難點(diǎn)分析：電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量。材料的電阻率隨溫度的變化而改變；某些材料的電阻率會(huì)隨溫度的升高而變大(如金屬材料)；某些材料的電阻率會(huì)隨溫度的升高而減小(如半導(dǎo)體材料、絕緣體等)；而某些材料的電阻率隨溫度變化極小(如康銅合金材料)。突破策略1電阻定律教師：(多媒體展示)介紹固定在膠

2、木板上的四根合金導(dǎo)線L1、L2、L3、L4的特點(diǎn)。(1)L1、L2為橫截面積相同、材料相同而長(zhǎng)度不同的合金導(dǎo)線(鎳鉻絲)；(2)L2、L3為長(zhǎng)度相同，材料相同但橫截面積不同的合金導(dǎo)線(鎳鉻絲)；(3)L3、L4為長(zhǎng)度相同、橫截面積相同但材料不同的合金導(dǎo)線(L3為鎳鉻絲，L4為康銅絲)。演示實(shí)驗(yàn)：按下圖連接成電路。(1)研究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系教師：將與A、B連接的導(dǎo)線分別接在L1、L2兩端，調(diào)節(jié)變阻器R，保持導(dǎo)線兩端的電壓相同，并測(cè)出電流。比較通過(guò)L1、L2電流的不同，得出導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系。學(xué)生：從實(shí)驗(yàn)知道，電流與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成反比，表明導(dǎo)線的電阻與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比。(2)研究導(dǎo)體電

3、阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系教師：將與A、B連接的導(dǎo)線分別接在L2、L3兩端，調(diào)節(jié)變阻器R，保持導(dǎo)線兩端的電壓相同，并測(cè)出電流。比較通過(guò)L2、L3電流的不同，得出導(dǎo)線電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系。學(xué)生：從實(shí)驗(yàn)知道，電流與導(dǎo)線的橫截面積成正比，表明導(dǎo)線的電阻與導(dǎo)線的橫截面積成反比。(3)研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系教師：將與A、B連接的導(dǎo)線分別接在L3、L4兩端，重做以上實(shí)驗(yàn)。學(xué)生：從實(shí)驗(yàn)知道，電流與導(dǎo)體的材料有關(guān)，表明導(dǎo)線的電阻與材料的性質(zhì)有關(guān)。師生共同活動(dòng)：小結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，得出電阻定律。電阻定律：(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度L成正比，跟它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。

4、(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式：R教師指出：式中是比例常數(shù)，它與導(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。電阻率：(1)電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量。(2)單位：歐·米(·m)【投影1】幾種導(dǎo)體材料在20 時(shí)的電阻率材料/·m材料/·m銀1.6×108鐵1.0×107銅1.7×108錳銅合金4.4×107鋁2.9×108鎳銅合金5.0×107鎢5.3×108鎳鉻合金1.0×106錳銅合金：85%銅，3%鎳，12%錳。鎳銅合金：54%銅，46%鎳。鎳鉻合金：67.

5、5%鎳，15%鉻，16%鐵，1.5%錳。學(xué)生思考：(1)純凈金屬與合金哪種材料的電阻率大？(2)制造輸電電纜和線繞電阻時(shí)，怎樣選擇材料的電阻率？參考解答(1)從表中可以看出，合金的電阻率大。(2)制造輸電電纜時(shí)應(yīng)選用電阻率小的鋁或銅來(lái)制做。制造線繞電阻時(shí)應(yīng)選用電阻率大的合金來(lái)制作。2電阻率與溫度的關(guān)系演示實(shí)驗(yàn)：將日光燈燈絲(額定功率為8 W)與演示用歐姆表調(diào)零后連接成下圖電路，觀察用酒精燈加熱燈絲前后，歐姆表示數(shù)的變化情況。學(xué)生總結(jié)：當(dāng)溫度升高時(shí)，歐姆表的示數(shù)變大，表明金屬燈絲的電阻增大，從而可以得出：金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。教師：介紹電阻溫度計(jì)的主要構(gòu)造、工作原理。如圖所示。金屬電

6、阻溫度計(jì)學(xué)生思考：錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小，怎樣利用它們的這種性質(zhì)？參考解答：利用它們的這種性質(zhì)，常用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。例1一段均勻?qū)Ь€對(duì)折兩次后并聯(lián)在一起，測(cè)得其電阻為0.5 ，導(dǎo)線原來(lái)的電阻多大？若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長(zhǎng)為三倍，另一半不變，其電阻是原來(lái)的多少倍？解析： 一段導(dǎo)線對(duì)折兩次后，變成四段相同的導(dǎo)線，并聯(lián)后的總電阻為0.5 ，設(shè)每段導(dǎo)線的電阻為R，則0.5 ，R2 ，所以導(dǎo)線原來(lái)的電阻為4R8 。若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的3倍，則這一半的電阻變?yōu)? ×936 ，另一半的電阻為4 ，所以拉長(zhǎng)后的總電阻為40 ，是原來(lái)的5倍。例2在相距40 km的A、

7、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800 ，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時(shí)接在A處的電壓表示數(shù)為10 V，電流表的示數(shù)為40 mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠(yuǎn)？如下圖所示。解析：設(shè)發(fā)生短路處距離A處有x米，據(jù)題意知，A、B兩地間的距離l40 km，電壓表的示數(shù)U10 V，電流表的示數(shù)I40 mA40×103 A，R總800 。根據(jù)歐姆定律I可得：A端到短路處的兩根輸電線的電阻Rx 250 根據(jù)電阻定律可知：RxA、B兩地輸電線的電阻為R總由/得解得xl×40 km12.5 km。突破反思本節(jié)課從學(xué)生的已有認(rèn)知出發(fā)，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索、數(shù)據(jù)分析展開對(duì)導(dǎo)體影響因素的探討,得到了影響導(dǎo)體電阻的因素和具體關(guān)系，注重學(xué)生經(jīng)歷探究的過(guò)程，注重對(duì)物理科學(xué)思維方法的滲透。所以，在教學(xué)過(guò)程中