11.2.1 导体的电阻 教学设计 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

2 导体的电阻 教学目标 1．经历探究影响导体电阻的因素的过程，并在此过程中体会控制变量法和逻辑思维方法的应用。 2．了解电阻定律，能用电阻定律进行有关计算，深化对电阻的认识。 3．了解电阻率与温度的关系，理解电阻率的概念及物理意义。 教学重难点 教学重点 电阻定律及其应用、电阻率与温度的关系 教学难点 电阻定律及其应用 教学用具 多媒体设备 教学过程 新课引入 观察图片，思考：小鸟落在110 kV的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露的，但小鸟仍然安然无恙。这是为什么？ 解释：鸟本身是导电的，也不具有耐高压的特性。小鸟能站在电线上的原因是小鸟并联在两脚之间的导线上，而导线长度很小，故该部分导体的电阻小，故小鸟两端的电压很小，接近于零，故不会对小鸟造成危害！ 教师：什么是导体的电阻？导体的电阻跟哪些因素有关？这些就是我们本节课要学习的内容。 新课讲授 一、电阻 教师：按照如图所示电路图，研究导体两端的电压随导体中的电流的变化情况，得到导体的U-I图像如图。 总结：同一个导体，不管电流、电压怎么变化，电压跟电流之比都是一个常量，这个结论可以写成R=U/I。 可见，在电压U相同时，R越大，导体中的电流I越小，看来R的值反映了导体对电流的阻碍作用，R称为导体的电阻。 【思考】能不能说R与电压U成正比，与电流I成反比？ 学生活动：思考老师所提问题，然后举手回答。 教师：那么决定导体电阻的因素究竟是什么呢？ 二、影响导体电阻的因素 教师设问：猜想导体的电阻与哪些因素有关？ 学生活动：思考教师所提问题，然后举手回答。 教师活动：理答。向导体的电阻导体的长度、横截面积、材料有关的方向引导。 我们可以通过实验来探究导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的关系。 教师活动：播放视频《教研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系》。 导线a、b、c、d串联，电流相等，则电压之比等于电阻之比。 b与a长度不同，横截面积、材料相同。比较a、b的电阻之比与它们的长度之比。 c与a横截面积不同，长度、材料相同。比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比。 d与a材料不同，长度、横截面积相同。比较a、b的电阻是否相同。 实验结论 同种材料，S一定，电阻R与L成正比 R∝L 同种材料，L一定，电阻与S成反比 电阻定律：同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料有关。 导体电阻的决定式 说明：实验发现，同种材料的导体，式中的ρ是不变的，不同种材料的导体ρ一般不同，说明ρ表征了导体材料的某种特征。 三、电阻率 1. 物理意义：电阻率是反映材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性。 电阻率越大，表明在相同长度、相同横截面积的情况下，导体的电阻越大。 2. 公式 由得 3．单位：Ω·m 表格：常见几种导体材料的电阻率 温度/℃ 材料 0 20 100 银 1.48×10－8 1.6×10－8 2.07×10－8 铜 1.43×10－8 1.7×10－8 2.07×10－8 铝 2.67×10－8 2.9×10－8 3.80×10－8 钨 4.85×10－8 5.3×10－8 7.10×10－8 铁 0.89×10－7 1.0×10－7 1.44×10－7 锰铜合金 4.4×10－7 4.4×10－7 4.4×10－7 镍铜合金 5.0×10－7 5.0×10－7 5.0×10－7 教师活动：播放视频《电阻率与温度的关系》。 学生活动：观看老师播放的视频。 结论：温度升高，灯丝的电阻率变大了。 师生活动：总结电阻的相关规律。 1. 纯金属的电阻率小，合金的电阻率大 2. 金属的电阻率随温度的变化而变化。 (1)金属的电阻率将随温度的升高而变大，电阻温度计就是利用了这个原理。 (2)有些合金导体电阻几乎不随t变化，可做标准电阻。 (3)某些材料当温度降低到一定温度时电阻降为0，ρ= 0这种现象叫作超导现象。 四、伏安特性曲线 1. I－U 图像与U－I图像的区别(图线为直线时) (1)坐标轴的意义不同 I－U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U。 (2)图线斜率的意义不同 I－U图像中，斜率表示电阻的倒数，U－I图像中，斜率表示电阻，如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1。 2 .I－U图像叫作导体的伏安特性曲线 阅读课本拓展学习，熟悉线性元件和非线性元件。 典题剖析 例1 关于金属的电阻率，下列说法正确的是( ) A.纯金属的电阻率小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大 B.纯金属的电阻率随温度的升高而减小，绝缘体的电阻率随温度的升高而增大 C.合金