14.1 电阻 教学设计--2024-2025学年苏科版物理九年级上册

教学设计 课程基本信息 学科 初中物理 年级 九年级 学期 秋季 课题 电阻 教科书 书 名：苏科版教材 出版社：江苏凤凰科学出版社 教学目标 1. 通过实验尝试改变电路中电流的大小，从中认识导体能够导电同时又对电流有阻碍作用，了解什么是电阻，通过实验探究影响金属导体电阻的因素，知道电阻的常用单位及其换算关系。 2. 初步了解导体、绝缘体、半导体、超导体的电学特征，了解半导体、超导体的应用对人类生活和社会发展的影响。 3. 能认识电阻是导体本身的属性，初步体会“控制变量法”研究物理问题的思路，提高依据物理事实分析、归纳问题的能力。 4. 进一步培养实事求是和不畏艰难的科学精神，体会物理知识本身多样统一美的美学特征。 教学重难点 教学重点： 理解并掌握导体电阻大小与材料、长度、横截面积等因素有关。 教学难点： 利用控制变量法，设计实验探究电阻大小的影响因素。 教学过程 【引入】 用导电橡皮泥进行实验，利用发光二极管的亮度不同，联系生活实际中的写字灯和电脑屏幕等，引出今天的主题。 【活动一】改变电路中电路的大小 将干电池、小灯泡、开关、电流表按照如图所示的电路图连接。闭合开关，灯泡发光。请想一想，可以用哪些方法来改变电路中灯泡的亮暗呢？ 回顾前面的学习，我们将灯泡比喻成水轮机，水流过水轮机，水轮机转动；电流流过灯泡，灯泡会发光。水流大，水轮机转的快，电流大，灯泡就更亮。所以要想改变灯泡亮暗的本质是改变通过灯泡的电流。请同学们尝试改变电路中电流的大小，说说你的方法。 同学们使用了不同的方法。 方法一：第一位同学改变了电池的数量，本质是改变了电压。还发现，电压越小，电流越小，灯泡越暗。这是同学们在日常生活中最易想到的方法，也为后面的欧姆定律铺设基础。 方法二：接入导体。通过接入前后的亮度对比和接入不同的导体亮度对比，发现导体在导电的同时，对电流还有一种作用，这种作用阻碍了电流的流动。而接入不同的导体，灯泡的亮暗程度不同，电流表的示数不同，说明阻碍电流流动的程度不同。这种阻碍作用物理上用电阻来表示，对电流的阻碍作用越大，电阻就越大。 1、 电阻 1. 定义：导体对电流的阻碍作用，对电流的阻碍作用越大，电阻越大。 2. 大小： 【活动二】探究影响导体电阻大小的因素 猜一猜，影响导体电阻大小的因素可能有哪些？ 学生根据导线橡皮泥实验中的长度不同和粗细不同，容易猜想与长度和横截面积有关。学生根据接入不同导体可能会联想到与材料种类有关。列举出导体电阻大小与长度、横截面积和材料种类可能有关？ 思考：如何通过实验比较导体电阻的大小？ 方案一： 分析：若电阻大小接近，灯泡亮度接近，人眼可能无法辨别。 方案二： 分析：若电阻过小，容易造成电流过大，电源和电流表容易损坏。 方案三： 分析：既能保护电路，也能准确反映电阻大小。 设计实验：在该电路图的基础上，你能否设计一个实验来验证导体的电阻与材料是否有关？ 通过实物展示，提出除了改变导体的材料，还应控制导体的长度、横截面积都相同，才能进行验证。 物理学中，一个物理量往往和多个因素有关，要研究这个物理量和其中一个因素的关系，应该只改变该因素，控制其他因素相同，依次进行实验研究，这种研究问题的方法，叫“控制变量法”。 （1）探究电阻与材料的关系 接入导体 材料 长度 横截面积 电流大小 灯泡亮度 电阻大小 B 镍铬丝 30cm 0.4mm2 D 康铜丝 30cm 0.4mm2 E 铁铬丝 30cm 0.4mm2 观看实验，记录实验数据至表格中，得到结论： 当长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻大小不同。 （2）探究电阻与长度的关系 接入导体 材料 长度 横截面积 电流大小 灯泡亮度 电阻大小 A 镍铬丝 30cm 0.4mm2 A 镍铬丝 15cm 0.4mm2 A 镍铬丝 5cm 0.4mm2 观看实验，记录实验数据至表格中，得到结论： 当材料种类、横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大。 解释现象： （3）探究电阻与横截面积的关系 接入导体 材料 长度 横截面积 电流大小 灯泡亮度 电阻大小 A 镍铬丝 30cm 0.2mm2 B 镍铬丝 30cm 0.4mm2 C 镍铬丝 30cm 0.6mm2 观看实验，记录实验数据至表格中，得到结论： 当材料种类、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。 解释现象： 大量实验表明，电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料种类有关。 3. 单位： 国际单位：欧姆，简称欧，符号为Ω。 常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）， 换算关系为1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω 4. 验证电阻大小与温度的关系。 观察表格中的实际数据，提出电阻大小可能与温度有关。利用灯泡中的灯丝进行验证。发现随着温度升高，灯泡变暗，说明灯丝电阻变大，可见电阻大小还与温度有关。 对于大多数金属导体来说，温度越高，电阻越大。反之，温度越低，电阻越小。试猜想，如果温度降到足够的低，电阻会变成多少呢？1911年，荷兰物理学家昂内斯发现，当水银的温度降到-269℃时，其电阻会完全消失，这种现象叫做“超导现象”，人们把具有这种现象的物质叫做超导体。 二、物体的导电性能 1.导体和绝缘体 利用神奇的小灯泡，两个接线柱分别为底座和螺纹。利用直接用手连接两个接线柱和橡胶手套连接两个接线柱的灯泡亮暗现象对比，引出导体和绝缘体的定义，并利用神奇灯泡将常见的生活物品根据导电性能进行分类。 结合课本89页的读一读，了解常见的导体和绝缘体。 导体：金属、石墨、人体、大地、酸、碱、盐的水溶液等。 绝缘体：橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油、纯水等。 2.导体和绝缘体没有绝对的界限 将灯头中的灯丝剪掉，连入电路，仔细观察实验。 发现玻璃在常温状态下是绝缘体，在熔融状态下使导体，说明导体和绝缘体之间没有绝对的界限。 3.半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，如硅、锗等，叫做半导体。经过特殊处理后可以制成二极管、三极管、集成电路，是电子设备的重要元件。请同学们课后查阅相关资料，了解半导体材料的发展及对社会的影响，感受科学给人类社会带来的巨大改变。 学科网（北京）股份有限公司 $$