第二节 电阻定律（表格式教学设计）物理沪科版必修第三册

该高中物理教学设计聚焦“电阻定律”核心内容，衔接初中电阻定性认知，通过复习欧姆定律、分析I-U图像等基础梳理，搭建从“电阻定义”到“影响因素定量探究”的学习支架，引导学生深化对电阻决定因素的理解。 以控制变量法实验探究电阻与长度、横截面积、材料的关系，培养科学探究能力，结合I-U图像斜率分析与公式辨析发展科学思维，联系电阻温度计、超导材料等应用强化科学态度与责任，助力学生构建物理观念，提升教师教学效率与学生学习深度。

第二节 电阻定律（教学设计） 年级 高二 学科 物理 课时数 课题 第10章 简单串联、并联组合电路 10.2 电阻定律（教学设计） 教学 目标 1. 理解电阻的定义，进一步体会比值定义法。 2. 会利用欧姆定律分析电流、电压与电阻之间的关系。 3. 掌握电阻定律，知道影响电阻率大小的因素。 4. 能根据I－U图像或U－I图像求导体的电阻。 教材 分析 本节内容承接电路基础知识，建立在学生已掌握的电流、电压、欧姆定律等概念与规律之上，进一步揭示“导体本身因素”对电阻大小的决定作用。教材先复习回顾欧姆定律，通过对I–U图像的分析帮助学生深化对“线性元件”“非线性元件”的理解；随后利用控制变量法开展“电阻与长度、横截面积、材料关系”的探究实验，得出电阻定律并引入“电阻率”概念及其与温度的关系。教材最后联系实际应用，如电阻温度计、热敏电阻、超导材料等，体现物理学对科技与社会发展的支撑作用。 教学重点 1. 通过实验探究获得电阻定律及“电阻率”概念； 2. 利用I–U图像判断元件类型并求电阻，理解I–U图像与U–I图像的区别。 教学难点 1. 科学地解读I–U图像斜率与电阻、斜率倒数之间的数量关系； 2. 正确认识欧姆定律与电阻定律的适用条件与各自物理意义。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 在初中，我们已经知道形形色色的电阻器，并且定性知道电阻的大小和哪些因素有关。今天我们定律地讨论具体决定电阻大小的因素。 回忆初中学过的电阻知识 学习新课 一、欧姆定律 1. 欧姆定律内容 导体中的电流I 跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 2. 公式 公式： 变式: U=IR= φ高- φ低 3. 图像表述 4. 适用条件 金属、电解液等纯电阻导电。气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽电器不适用。 (1)般适用于金属导体或电解液导体，气体或半导体不适用。 (2)般适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用。 (3)适用于线性元件，对非线性元件不适用。 5. 理解 【例1】电路中有一段导体，给它两端加上4 V的电压时，通过它的电流为10 mA，可知这段导体的电阻为400Ω；如果给它两端加上10 V的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为2.5 C；如果要让通过导体的电流为15 mA，则需要在其两端加上6 V的电压。 【例2】由欧姆定律I＝导出U＝IR和R＝ ，下列叙述中不正确的是（ A ） A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 B.导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关 C.对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值 D.一定的电流流过导体，电阻越大，其电压越大 6. 导体的伏安特性曲线 （1）伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。 （2）线性元件和非线性元件 ①线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解质溶液。 ②非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件。如气态导体和半导体元件。 （3）I－U图像与U－I图像 【例3】某学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图甲、乙所示，则（ D ） A.图甲中，电学元件A的阻值随电压的增大而增大 B.图甲中，两电学元件阻值的关系为RB>RA C.图乙中，电学元件为线性元件 D.图乙中，电学元件所加正向电压大于0.75 V，其阻值随电压的增大而减小 【例4】如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知（ D ） A.该导体的电阻随电压的升高而不变 B.该导体的电阻随电压的升高而减小 C.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω D.导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω 7. I＝ R＝和U＝IR的比较 （1）R＝是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻碍作用.对给定的导体，它的电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关。 （2）I＝是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路)。 （3）U＝IR是电势（电位）降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，是欧姆定律的变形，所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同。 理解掌握欧姆定律的内容和公式 能够看懂两张图片的图像表述 掌握导体的伏安特性曲线的含义、线性元件和非线性元件的区别 对比I－U图像与U－I图像 比较这三个公式的异同，加强对三个公式的理解 学习新课 二、电阻 1. 电阻 (1)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。 (2)定义式： R＝ (3)单位：欧姆，符号Ω，1kΩΩ，1MΩΩ 注意：R只跟导体本身性质有关，与导体中的电流和导体两端的电压无关。 三个公式的比较： ①R＝U/I是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻碍作用.对给定的导体，它的电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关。 ②I＝U/R是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路)。 ③U＝IR是电势（电位）降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，是欧姆定律的变形，所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同。 掌握电阻的意义、定义式和单位 学习新课 三、电阻定律 1. 猜想导体电阻大小与哪些因素有关 【问题情境】（1）根据图猜想导体电阻大小与哪些因素有关？ 答案 导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关。 （2）探究多个变量之间关系的方法是什么？ 答案　控制变量法 （3）实验探究：如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体。导体b、c、d在长度、横截面积、材料三个因素方面，分别只有一个因素与导体a不同。 2. 电阻定律 （1）内容 同种材料导体的电阻R跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S成反比。 （2）表达式 注：l 是沿着电流方向的导体长度，S是垂直电流方向的横截面积 是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。 （3）适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体，或浓度均匀的电解液。 （4）电阻率 ①电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。 ②电阻率与温度的关系及应用 · 金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计。 · 大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。 · 有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 · 一些导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象。 （5） 【例5】下列关于电阻率的说法中，错误的是（ A ） A.电阻率只是一个比例常数，与任何其他因素无关 B.电阻率反映材料导电性能的好坏，所以与材料有关 C.电阻率与导体的温度有关 D.电阻率在国际单位制中的单位是欧姆米 【例6】如图所示，有两个同种材料制成的导体，两导体横截面均为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体截面边长为a，小柱体截面边长为b，则（ B ） A.从图示电流方向看，大、小柱体电阻之比为a∶b B.从图示电流方向看，大、小柱体电阻之比为1∶1 C.若电流方向竖直向下，大、小柱体的电阻之比为a∶b D.若电流方向竖直向下，大、小柱体的电阻之比为a2∶b2 掌握电阻定律的内容和表达式 理解电阻率的定义和影响因素 学习新课 四、温度对导体的电阻有何影响？ 利用电流表、电压表、温度传感器，按下左图所示的电路研究小灯泡的U–I特性曲线。 实验时，闭合开个，缓慢调节滑动变阻器，记录电压、电流的数据，并相应记录此时小灯泡周围的温度值。得到的I–U实验图线如下右图所示。 I–U图线不是一条直线，说明电阻不是一个常数。 由实验可知，随着流过小灯泡的电流的增加，小灯泡灯丝的温度逐渐升高。温度对灯丝的电阻存在影响，灯丝温度变化时，它的电阻发生了变化。从实验获得的图线可知，灯丝电阻随温度升高而增大。小灯泡的灯丝在正常发光时的电阻值比不发光时大很多。电阻随温度的变化主要是由于导体材料的电阻率随温度发生了变化。尽管如此，在中学物理中，除非特别指出，一般不考虑温度对电阻变化的影响。 利用金属的电阻跟温度的关系，可以制成电阻温度计。通常用铂电阻丝做成的温度计叫做铂温度计，它比汞温度计更精确，且测量范围更广。 电阻器(resistor)是用导体材料制成的、在电路中对电流起一定阻碍作用的电子元件,在日常生活中也常常被直接称为电阻。人们根据电阻定律，设计生产出各种各样的电阻器来满足社会生产生活实际需要。作为重要基础电子元件，电阻器在工业生产中有着重要而且广泛的应用。 板 书 设 计 简单串联、并联组合电路 10.2 电阻定律 一、欧姆定律 1. 欧姆定律内容 导体中的电流I 跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 2. 公式：I=U/R 3. 导体的伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。 4. I＝ R＝和U＝IR的比较 （1）R＝是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻碍作用。对给定的导体，它的电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关。 （2）I＝是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流。 （3）U＝IR是电势（电位）降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，是欧姆定律的变形，所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同。 二、电阻 1. 电阻 (1)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。 (2)定义式： R＝U/I (3)单位：欧姆，符号Ω，1kΩ=10^3Ω，1MΩ=10^6Ω 三、电阻定律 1. 内容：同种材料导体的电阻R跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S成反比。 2. 表达式： 3. 电阻率：是一个反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。 4. 区别 作业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $