“电阻定律”教学设计

“电阻定律”教学设计

电阻定律是新课标物理选修3-1的第二章《恒定电流》第六节的内容，它是《恒定电流》这一章的基本规律之一，它反映了导体的电阻与导体长度、横截面积及电阻率的定量关系。由于在初中时学生只知道定性结论，故本节内容属于发展和提高范畴，也是本章的重点内容之一。教材对电阻定律的讲述是从学生实际出发，通过实验探究和理论探究，得出电阻定律。同时还介绍了电阻率与温度的关系。

本节内容的课程标准是：通过实验，探究决定导线电阻的因素，理解电阻定律；因此本节课的重点是电阻定律的得出和理解。实验的成功与否直接影响着对定律的认识，所以本节课的教学难点是实验探究的设计和数据处理。

学生在初中学习了导体电阻与导体材料、长度和横截面积之间的定性关系，对电阻定律有了定性的了解，同时通过高一物理的学习，学生的实验分析，实验研究的意识和能力都有了一定的提高，更重要的是学生对于物理量值之间的关系更关注，对学习有强烈的需求。但学生由于前面学习了部分电路欧姆定律，常常会以为导体的电阻与导体两端的电压和电流有关，因此对电阻定律的理解会存在认识上的错误。因此课堂上，教师要引导学生通过实验积极探索，最后用科学的方法推导定律，得出结论，以加深学生对知识点的渗透和理解。

探究式教学中，整个学习过程中学生是学习活动的主体；而教师的任务是：为学生创设情境，启发学生思考，组织学生讨论，给予评价，起主导作用。本节课采用实验探究和理论探究相结合，推导出电阻定律；采取分组讨论设计，分组实验方法进行探究，培养学生的相互合作精神，实验动手能力，体验一种科学探究的过程。由于本节课内容多，时间紧，为了提高教学效率，笔者认为课前要布置学生做好充分的预习，并给学生印发学案和实验数据记录表格，暗示和引导学生按一定的程序开展活动，为探究过程的评价提供丰富的素材。总之本节课要突

出实验，强调方法，让学生主动参与从提出问题、分析问题到解决问题的全过程，逐步培养学生解决实际问题的能力。

教学目标

（一）．知识与技能

１．知道电阻定律的内容，理解电阻率的物理意义。

２．能根据实验要求及器材设计实验方案，正确连接电路图，会使用电流表和电压表。

３．学会根据探究目标整理和分析数据，得出相应的结论。

（二）．过程与方法

１．经历探究决定导体电阻因素的过程，认识科学探究的方法。

２．通过探究决定导体电阻因素的实验，学习使用变量控制法。

３．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。

（三）．情感态度与价值观

１．经历实验探究等学习活动，发展学生对科学的好奇心和探索未知的激情。

２．通过实验，领悟实事求是的理念，并在探究活动中培养合作精神。

教学重点、难点

教学重点：设计探究方案，并根据实验数据的分析，得出电阻定律。

教学难点：探究方案的设计。

教学方法

实验探究法

教具准备

自制学生实验教具15件，“220v,15w”、

“220v,200w”灯泡各一只，日光灯丝一条，

酒精灯，电池组，电键，导线，多媒体课件。

教学过程

新课引入：

教师：前面我们学习了欧姆定律，为了改变电路中的电流，怎样做？

同学：由I=U/R得，只要改变导体两端的电压Ｕ或导体的电阻Ｒ。

教师：那么导体的电阻与哪些因素有关呢？我们先来观察一个演示实验和几张图片。

实验１．将１５w和２００w的两盏灯泡并联接入电路，观察两灯泡的亮度。

展示两灯泡图片：请同学们仔细观察两灯泡的照片，说出两者的不同之处。

同学：功率不同，灯丝粗细不同（横截面积不同），两灯泡的电阻不同。

展示滑动变阻器图片：移动滑动变阻器的滑片，可以改变电阻。

展示几段材料不同的导线：电线常用铜而不用铁。

学生思考、讨论

同学：导体的电阻与材料、横截面积、长度有关。

点出课题：这节课我们就来研究导体的电阻和导体的长度、横截面积及材料之间的关系。

点评：展示图片、实例，让学生先通过情景感受导体电阻与哪些因素有关，诱发学生探索欲望。

新课教学

猜想：导体电阻与长度、横截面积及材料存在怎样关系？

同学：导体长则电阻大，粗则小，铜丝电阻小，铁丝电阻大；导体电阻与长度成正比，与横截面积成反比……

教师应尊重学生的猜想，参与学生的讨论。

点评：进行探究，科学猜想很重要，要留足够的时间给学生猜想，让学生主动思考，为后面的实验探究作准备。

教师：同学们的这些猜测是否正确，要通过实验来验证，要研究导体电阻与长度、横截面积、材料间的关系，先要确定研究方法，如何去探究一个物理量和几个物理量的关系？

同学：控制变量法。 师：讲具体点。 学生思考，发言。

同学：导体材料、横截面积相同下，研究电阻与导体长度关系；导体材料、长度相同下，研究电阻与横截面积的关系；长度、横截面积相同下，研究电阻与材料关系。

教师对学生的回答给予评价。 一．实验探究

过渡：下面请大家通过实验探究R 与l 、S 、材料的关系。 1．制定方案

（为了有效控制时间，将全班学生分成15组，其中5组研究电阻和长度关系，5组研究电阻和横截面积关系，5组研究电阻和材料关系，每一组各有一套实验器材。）

师：请大家仔细观察桌面上的器材，利用它们能否达到实验目的？如果能的话，请各组按照要求探究电阻与某一因素的关系，设计实验电路图及实验方案。你可以采用课本上的方法，也可以设计新的方案。

学生进行设计，教师巡视，及时指导学生的设计，然后选两个小组的电路图同时进行投影展示。

（说明：可能有其它的设计方案，教师在此环节上要有灵活性，根据学生的具体情况进行评判、分析。）

乙

甲

师：请这两小组的发言人简述实验方案。

甲组：我们研究的是导体电阻与长度之间的关系，在实验中可以用不同长度的电阻丝先后接入AC，用伏安法测出电阻，再分析数据，得出结论。

乙组：我们实验中不需要测电流，先选定两根电阻丝R1、R2同时接入电路，只要用一只电压表分别测出它们两端的电压，根据串联电路的规律得出电阻之比等于电压之比，最后得出结论。

教师：请大家评判一下，哪一种设计方案好？

同学：第二种。

电路图，大家可以快捷地研究导体电阻与

长度、横截面积、材料的关系。

设问：本实验中，是否要测量导体长

度和横截面积？

引导学生分析得出：不需要测量，只要取l、2l、3l、…，研究长度变化与电阻关系；同样取S、2S、3S、…，研究横截面积变化与电阻关系。

点评：实验设计本身是一个综合性十分强的问题，涉及到电流表的内、外接，滑动变阻器的连接方法，电表量程的选择等问题。但这些都不是本节课探究重点，本节课的重点是得出电阻定律。因此可以根据学生的电路设计，简单提一下电阻丝的电阻很小，电流表用外接法；滑动变阻器用串联接入，而没有按照课本上分压的要求。记录数据的表格也直接提供给学生。

2.动手实验

学生动手实验，教师巡视，参与学生实验。

说明：学生动手实验前，教师可以先提醒学生连接电路的注意事项：①先串联后并联（用动画演示）。②滑动变阻器的接法及电键接通前应处的位置。③电表的正负极、量程、读数加以说明。④记录数据的表格及实验汇报单在学案上已列出（同时投影）。

教师巡视中，对学生实验中出现的一些困难要及时指导，师生间共同努力，讨论、思辩，让问题得到较好的解决，实验时间要控制在12—15分钟。

点评：让学生沿着前人的足迹“短暂而迅速”地重走一遍，从中体验和学习

科学研究方法。教师巡视时，必要的介入，可使探究持续深入地展开，因为科学探究从来都不是一帆风顺的，它是一个极其复杂而艰辛的智力跋涉，其中潜在的障碍和困难，需要教师必要的介入。

3.数据处理汇报

要求各大组讨论实验结果，并派一代表发言。

学生汇报实验情况

教师点评投影学生实验结果：

①．材料、横截面积一定下，R与l成正比。

②．材料、长度一定下，R与S成反比。

③．不同材料，同长度、横截面积的导体，电阻不同，电阻R与材料有关。

点评：分组讨论，培养学生的合作互助精神；让学生汇报充分体现学生的主体性。

二．理论探究

过渡：换个角度，我们也可以从理论角度探究电阻R与导体长度l、横截面积S间关系。

投影：N段长度（l）、横截面积、材料均相同的导体（每段电阻为R）紧紧串接起来，组成一个新导体，则新导体的电阻为多少？新导体长度为多少？你可得到什么结论？

学生讨论，发言，从理论得出：导体材料、横截面积相同情况下，R与l成正比。

投影：N段长度、材料、横截面积（S）均相同的导体（每段电阻为R）紧紧束在一起，组成一个新导体，则新导体的电阻为多少？新导体的横截面积为多少？你可得到什么结论？

学生讨论，发言得出：长度、材料一定下，导体电阻R与横截面积S成反比。

点评：1．交代理论探究也是一种重要的科学研究方法,使学生明确不要谈到探究就是实验。

2．由于时间限制，理论探究主要由学生根据学案的要求课前做好，教师可直接提问总结。

三．电阻定律

教师小结：同学们，刚才我们无论从理论上还是实验都得到了同种材料导体的电阻R 与导体长度l 成正比，与横截面积S 成反比，导体电阻还与导体的材料有关，大量精密的实验表明，这个结论是正确的，得出电阻定律。

投影：电阻定律的内容。

设问：如何用数学式子表示电阻定律？ 引导学生分析得出： l

R S

ρ

= 师：ρ是比例常数，与什么因素有关？ 生：材料。 四．探究电阻率ρ

设问：对某一材料来说，ρ的数值我们可以怎样测量？ 学生讨论得出：由l R S ρ

= 得 RS l

ρ= 师：怎样可以得知电阻率单位？

生：由单位制关系推出，电阻率单位是：欧姆?米，用符号表示：Ω?m 师：电阻率大小表示什么物理意义？

教师引导学生讨论、归纳：电阻率ρ反映了导体导电性能的优劣，与材料有关。

演示实验2：由日光灯丝、小灯泡，电池组等连成图示电路；观察：当用酒精灯给灯丝加热，电灯的发光情况有什么变化？

学生观察、思考、讨论，总结出：导体的电 阻率与温度有关。

投影课本P60图表：几种导体材料在20℃时的电阻率

教师：现在，请大家仔细研究这个表格，比一比，看谁得出的结论多。

学生发言，教师总结，并对结论投影。

①纯金属的电阻率很小，导线常用铜或铝来制成。 ②合金的电阻率较大，电阻、电阻器常用合金制成。

③金属材料的电阻率随温度的升高而增加，常用的电阻温度计就是利用金属的这种特性制成。

④某些材料的电阻率几乎不随温度而变，利用这种特性，常用来制成标准电阻。

点评：电阻率作为一个新概念，要注意循序渐进的过程，设计好阶梯性问题，充分利用学生已有的知识，引导学生逐步理解这个概念。

五．知识应用

六．课堂小结

同学自我小结本堂课学到知识和方法，由学生发言。 七．作业布置

1．课本P61问题与练习1—4

2．课外探究题：上网查阅资料“超导现象”。

板书设计

实验探究

探究影响导体电阻的因素

理论探究

电阻定律 ：l R S

ρ

= 单位：Ω?m

电阻率—ρ 物理意义：反映材料导电性能的优劣。

电阻率与温度有关。

电阻定律

教学流程

教学反思

本教学设计采用“猜想—实验—归纳”的探究性教学模式，引导和鼓励学生围绕“探究导体电阻与导体长度、横截面积及材料的关系”，激发学生的探究热情和学习兴趣。课堂上有学生的个体学习、小组学习、合作探索、学生交流汇报、实验操作、师生交流等教学组织形式，扩大了单位时间内学生主动学习的空间，而且释放了每个学生的精神活动，充分体现了新课程倡导的“重视对学生进行自主探究和合作学习能力的培养”的理念。但由于时间和内容上的限制，学生自主探究活动还不能充分展开，课堂活动的开放程度还有待提高。