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導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用-電阻
導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用——電阻
(一)教材 人教社九年義務(wù)教育初中物理第二冊(cè)
(二)教學(xué)目的
1.知道電阻是表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量.
2.知道電阻的單位,能進(jìn)行電阻的不同單位之間的變換.
3.理解電阻的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度.能根據(jù)決定電阻大小的因素,判斷、比較不同導(dǎo)體電阻的大。
(三)教具
1.學(xué)生實(shí)驗(yàn):自制電阻定律演示器,一節(jié)干電池,一只學(xué)生電流表,一個(gè)開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干.
2.演示實(shí)驗(yàn):自制電阻定律演示器,一節(jié)干電池,一只演示電流表,一個(gè)開(kāi)關(guān),廢日光燈管的燈絲(圖1),或固定在膠木板上的用直徑0.3毫米以下的鐵絲繞成的螺旋狀線圈(鐵絲線圈),酒精燈一個(gè),小燈泡一只,電源一個(gè),導(dǎo)線若干.
自制電阻定律演示器,是在長(zhǎng)木板上固定的四條金屬線,其中AB為錳鋼(或炭鋼)線,CD、EF,GH都是鎳鉻合金線.導(dǎo)線AB、CD、GH均長(zhǎng)1米,導(dǎo)線EF長(zhǎng)0.5米,導(dǎo)線AB、CD、EF的橫截面積相等,導(dǎo)線GH的橫截面積是上述導(dǎo)線橫截面積的二倍(參看圖2)
(四)教學(xué)過(guò)程
1.復(fù)習(xí)
提問(wèn):將一只燈泡、一個(gè)演示電流表、一節(jié)干電池和一個(gè)開(kāi)關(guān)連接成電路,并讀出電流表的示數(shù).(一位學(xué)生到前面來(lái)連接電路,其他同學(xué)審查連接過(guò)程是否正確)
2.引入新課
用電阻定律演示器做演示實(shí)驗(yàn).將導(dǎo)線AB代替燈泡連入上述電路,閉合開(kāi)關(guān),讀出電流表的示數(shù);再將導(dǎo)線CD代替AB,接通電路,讀出電流表的示數(shù),兩次示數(shù)不同.
提出問(wèn)題:上述兩次實(shí)驗(yàn),用的都是一節(jié)干電池,也就是說(shuō)電壓相同,那么兩條導(dǎo)線中的電流大小為什么不同呢?
3.進(jìn)行新課
原來(lái),導(dǎo)體能夠通過(guò)電流,但同時(shí)對(duì)電流有阻礙作用.以金屬導(dǎo)體為例,金屬導(dǎo)體中定向移動(dòng)的電子跟金屬正離子頻繁碰撞而形成對(duì)電流的阻礙作用,在物理學(xué)中用“電阻”這個(gè)物理量來(lái)表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大。
在相同的電壓下,導(dǎo)線AB中通過(guò)的電流大,表明AB對(duì)電流的阻礙作用小,導(dǎo)線AB的電阻。粚(dǎo)線CD中通過(guò)的電流小,表明CD對(duì)電流的阻礙作用大,導(dǎo)線CD的電阻大.不同導(dǎo)體,電阻一般不同,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).
(這部分教材是通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)引出電阻的概念,明確怎樣用實(shí)驗(yàn)的方法比較導(dǎo)體電阻的大小,為講授決定電阻大小的因素作好準(zhǔn)備,并說(shuō)明電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì).)
板書(shū):〈一、電阻用來(lái)表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小,用字母R表示.
二、在國(guó)際單位制里,電阻的單位是歐母,簡(jiǎn)稱(chēng)歐,符號(hào)是Ω.〉
提出問(wèn)題:導(dǎo)體的電阻既然是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),你猜一猜它跟哪些因素有關(guān)?
你能不能設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)來(lái)證明你的猜想是否正確?
(提示:電阻是否跟材料、長(zhǎng)度、導(dǎo)線的粗細(xì)有關(guān))
在學(xué)生提出猜想的基礎(chǔ)上加以歸納,用圖2所示的裝置做下面三組學(xué)生實(shí)驗(yàn).
(1)研究導(dǎo)體的電阻跟制作它的材料是否有關(guān).
交代新課開(kāi)始的實(shí)驗(yàn)所用的導(dǎo)線是錳銅線AB和鎳鉻合金線CD,將電流表示數(shù)填入表1內(nèi).
表1:研究導(dǎo)體的電阻跟材料的關(guān)系
提問(wèn):分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到什么結(jié)論?
(導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的材料有關(guān).)
(2)研究導(dǎo)體的電阻跟它的長(zhǎng)度是否有關(guān).
用鎳鉻合金導(dǎo)線CD和EF做實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)測(cè)出的電流表示數(shù)填入表2內(nèi).
表2:研究導(dǎo)體的電阻跟長(zhǎng)度的關(guān)系
提問(wèn):分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到什么結(jié)論?
(導(dǎo)體的材料、橫截面積,都相同時(shí),導(dǎo)體越長(zhǎng),電阻越大.)
(3)研究導(dǎo)體的電阻跟它的橫截面積是否有關(guān).
用鎳鉻合金線CD和GH做實(shí)驗(yàn).將實(shí)驗(yàn)測(cè)出的電流表的示數(shù)填入表3內(nèi).
表3:研究導(dǎo)體的電阻跟橫截面積的關(guān)系
提問(wèn):分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到什么結(jié)論?
(導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度都相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越小,電阻越大.)
導(dǎo)體的電阻跟長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系可以用人在街上行走作比喻,街道越長(zhǎng),街面越窄,行人受到阻礙的機(jī)會(huì)越多.同理,導(dǎo)體越長(zhǎng)、越細(xì),自由電子定向移動(dòng)受到碰撞的機(jī)會(huì)就會(huì)越多.
導(dǎo)體的電阻還跟什么因素有關(guān)?請(qǐng)大家看下面的演示實(shí)驗(yàn)(圖3).
演示實(shí)驗(yàn):把鐵絲線圈(或日光燈管的燈絲)按圖3接入電路,用酒精燈緩慢地對(duì)燈絲加熱觀察加熱前后,演示電流表的示數(shù)有什么變化.
提問(wèn):從電流表示數(shù)的變化,得到什么結(jié)論?
(導(dǎo)體被加熱后,它的溫度升高,電流表示數(shù)變小,表明導(dǎo)體的電阻變大,這說(shuō)明導(dǎo)體的電阻還跟溫度有關(guān),對(duì)大多數(shù)導(dǎo)體來(lái)說(shuō),溫度越高電阻越大.)
板書(shū):〈三、導(dǎo)體的電阻決定于它的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度.〉
導(dǎo)體的電阻由它自身的條件決定,因此,不同的導(dǎo)體,電阻一般不同,所以說(shuō),電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).
為了表示導(dǎo)體的電阻跟材料的關(guān)系,應(yīng)取相同長(zhǎng)度,相同的橫截面積的不同材料在相同溫度下加以比較,課本上的表列出了一些長(zhǎng)1米、橫截面積1毫米2、在20℃時(shí)的不同材料的導(dǎo)線的電阻值.
提問(wèn):從查表,你知道哪些材料的導(dǎo)電性能好?
(銀的導(dǎo)電性能最好,因此,在相同長(zhǎng)度和橫截面積的情況下,它的電阻最。浯问倾~,再次是鋁.)
看課本中的小注,介紹電阻率的概念.
練習(xí)題:
(1)電阻的國(guó)際單位是什么?0.2兆歐=______歐.
(2)為什么說(shuō)電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)?
(3)有兩條粗細(xì)相同、材料相同的導(dǎo)線,一條長(zhǎng)20厘米,另一條長(zhǎng)1.3米,哪條導(dǎo)線電阻大,為什么?
(4)有兩條長(zhǎng)短相同、材料相同的導(dǎo)線,一條橫截面積0.4厘米2,另一條2毫米2,哪條導(dǎo)線電阻大,為什么?
(5)“銅導(dǎo)線比鐵導(dǎo)線的電阻。边@種說(shuō)法對(duì)嗎?應(yīng)當(dāng)怎么說(shuō)?
4.小結(jié)(略)
(五)說(shuō)明
突出闡述了決定電阻大小的因素,進(jìn)一步引出電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),這種編排既有利于學(xué)生弄清電阻的概念,理解電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì),也有利于教學(xué).
2.課本上的“如果導(dǎo)體兩端的電壓是1伏,通過(guò)的電流是1安,這段導(dǎo)體的電阻就是1歐”,這句話說(shuō)的是電阻單位“歐姆”的物理意義,這一內(nèi)容只做簡(jiǎn)單介紹.
3.有關(guān)“決定導(dǎo)體電阻大小的因素”的教學(xué),最好采用實(shí)驗(yàn)探索的方法.先由學(xué)生猜測(cè),再由學(xué)生做實(shí)驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論.這樣做可使學(xué)生學(xué)到一些研究物理的方法,也可使學(xué)生加深對(duì)決定導(dǎo)體電阻大小因素的理解.
4.關(guān)于導(dǎo)體的電阻跟它的材料、長(zhǎng)度和橫截面積的關(guān)系,在初中階段,只要求定性了解,不做定量的研究.但由于導(dǎo)體的電阻跟諸多因素有關(guān),研究電阻跟其中之一因素的關(guān)系時(shí),其它因素應(yīng)保持相同,這要在實(shí)驗(yàn)前先交代清楚.
導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用——電阻
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