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阅读材料,根据要求完成下列任务。 材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于“导体的电阻”的内容标准为:通过实验,探究决定导线电阻的因素.知道电阻定律。 材料二某高中物理教科书中“导体的电阻”一节有探究导体电阻与其影响因素的实验,内容如下: 方案一:通过实
阅读材料,根据要求完成下列任务。 材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于“导体的电阻”的内容标准为:通过实验,探究决定导线电阻的因素.知道电阻定律。 材料二某高中物理教科书中“导体的电阻”一节有探究导体电阻与其影响因素的实验,内容如下: 方案一:通过实
admin
2015-05-28
54
问题
阅读材料,根据要求完成下列任务。
材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于“导体的电阻”的内容标准为:通过实验,探究决定导线电阻的因素.知道电阻定律。
材料二某高中物理教科书中“导体的电阻”一节有探究导体电阻与其影响因素的实验,内容如下:
方案一:通过实验在长度、横截面积、材料三个因素中,保持两个因素不变,比较第三个因素的影响。然后再逐个研究另外两个因素的影响。
方案二:用学过的知识,通过逻辑推理来探究导体的电阻与导体长度、横截面积的关系,然后通过实验探究导体电阻与材料的关系。
材料三教学对象为高中二年级,已经学习了恒定电流方面的知识。
完成该内容的教学片断的设计,其中包括教学目标、教学方法、教学过程。(不少于300字)
选项
答案
一、教学目标 1.知识与技能:理解电阻的大小跟哪些因素有关,知道电阻定律;了解材料的电阻率的概念、物理意义、单位及其与温度的关系。 2.过程与方法:经历决定导体电阻因素的实验探究过程,体验运用控制变量法研究物理问题的思维方法:通过对决定导体电阻因素的理论分析,体会实验探究和逻辑推理两种研究方法有机结合;通过对实验数据的分析,提高科学分析、提炼实验结果的能力;通过对不同材料电阻率的介绍,加强学生理论联系实际的意识和安全用电的常识。 3.情感态度与价值观:经历实验探究等学习活动,激发学生对科学的好奇心和探索未知的激情:经历实验探究与理论推导两个过程,领略科学研究的双重性;通过介绍电阻率跟温度变化有关,体验物理学与现代科学技术的联系。 二、教学方法 探究法、实验法、讨论法。 三、教学过程 1.引入新课 前面我们了解到电流通过导体产生的热量跟其电阻有关,要知道其产生的热量就要知道其阻值。 问题1:给你电流表和电压表如何测其电阻?(欧姆定律) 问题2:导体的电阻跟U、I有关吗?与什么因素有关?(观察桌面上两只不同规格的白炽灯、滑动变阻器) 过渡:导体的电阻由自身的因素决定的,与长短、粗细、材料等有关。这是同学们的结论,具体是一种什么样的定量关系呢?这就是今天同学们要解决的问题。 2.探究决定导体电阻的因素 问题3:决定导体的电阻有多个因素,在实验探究中怎样解决多个因素的问题?(回顾研究牛顿第二定律:a与F、m之间的关系) (1)研究方法——控制变量法 这样一来,这个问题就等于分别研究电阻与长度、电阻与横截面积、电阻与材料之间的关系了。具体为: ①研究电阻和长度的关系时,就选用横截面积和材料相同的导体。 ②研究电阻和横截面积的关系时,就选用材料和长度相同的导体。 ③研究电阻与材料的关系时,就选用长度和横截面积相同的导体。 (2)介绍实验器材,说明先探究R与l、S之间的定量关系。 问题4:电阻要用伏安法测量,要求学生设计测量电阻的电路。(电路如图所示) [*] 问题5:选用横截面积和材料相同的导体,研究电阻和长度的关系(即R与l)时,如何设计实验方案?(进一步优化方案) (3)在学生回答的基础上,引导学生优化实验方案,将两个长度不同的导体串联起来,在I相同时,R∝U,即转化为U与l的关系。同理,选用材料和长度相同的导体,研究电阻和横截面积的关系时,将两个横截面积不同的导体串联起来,在I相同时,R∝U,即转化为U与S的关系。 探究一:保持导体的材料和面积不变,长度不同。 探究二:保持导体的材料和长度不变,面积不同。 问题6:根据探究,说明两种条件下R与l、R与S的关系。 展示结论: ①同种材料,横截面积S一定,电阻R与长度l成正比,即R∝l; ②同种材料,长度l一定,电阻R随横截面积S成反比,即R∝1/S。 过渡:同种材料,当S、l都改变时,又怎样决定R呢?引导学生思考R∝l/S,即[*],式中ρ为常数,请学生计算上述几种电阻中的ρ值,有何发现? 问题7:请学生回答所测量的ρ值。 (4)对于同种材料,ρ相同;对于不同材料,ρ不同,R∝ρ,它反映材料导电性能好坏,请学生查看书中的表格,在物理学中把ρ叫电阻率,ρ由材料决定。 提出:同种材料的导体其电阻与它的长度成正比,跟它的横截面积成反比;导体的电阻与构成它的材料有关。即写成表达式为: [*] (式中l是长度,S是横截面积,ρ是电阻率,电阻率ρ的单位要说明)。 过渡:对电路元件的微型化(出示图片或查看书),介绍其原理。进一步思考:微型化后带来的散热问题(如笔记本电脑重点要解决的问题就是散热),因为电阻通电后,温度要升高,温度升高后其材料的ρ要变化,从而影响其阻值。 演示实验:利用日光灯灯丝演示电阻随温度变化的实验,学生观察实验现象,该现象说明了什么?(回路中电阻的变化引起了电流的变化,从而改变了灯泡的亮度。而灯丝电阻的变化是由其电阻率变化引起的) (5)金属材料的电阻率随温度升高而增大。 3.课堂小结 今天我们用实验探究和理论探究的方法得出了电阻与长度、横截面积、材料之间的定量关系,并了解到金属电阻率与温度间的某些关系,我们可以将上述的结论用以实际的生活中解决一些特定问题,体会物理学与现代生活的紧密联系。
解析
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