2.1探究决定导线电阻的因素

探究决定导线电阻的因素
一、教学目标
1．知识与技能
知道伏安法测量电阻的两种方法——外接法和内接法，并采用外接法来测量导线电阻。

能设计和画出实验电路图，并按照电路图搭建实物电路，了解实验过程中的注意事项。

通过实验探究得出导线的电阻跟导线的长度、横截面积和材料之间的关系。

知道导体的电阻和电阻率之间的区别，电阻率随温度的变化，知道关于超导的有关知识。

2．过程与方法
通过开展以学生为主体的探究演示、分组实验，让学生体验物理实验探究的过程。

用控制变量法，探究导线的电阻跟导线的长度、横截面积和材料之间的关系。

学习计划并调控自己的实验过程，通过努力解决实验中的物理问题，发展自主学习能力。

3．情感、态度与价值观
发展学生的科学探索兴趣，体验探索导体电阻规律的困难和喜悦，培养主动与他人合作的精神和与人交流的愿望。

重点难点分析
二、教学重点：
电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。

三、教学难点：
利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。

四、教学方法：实验探究法、归纳总结法、阅读法
五、教学用具：
实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、日光灯灯丝、欧姆表、酒精灯、热敏电阻、光敏电阻、手电筒
实验所需合金导线：
材料、横截面积相同但长度不同的导线若干，材料、长度相同但横截面积不同的导线若干，长度、横截面积相同但材料不同的导线若干，电流表，电压表，学生电源，滑动变阻器，电键，导线若干
六、教学过程设计
1、引入新课从电路引出电阻：
老师：（课35页）自从爱迪生发明了电灯，电才真正成为普通人可以享用的资源，人类进入了电的时代。

在工厂，各种各样的电气化、自动化的机械设备显著地减轻了人们的劳动强度，提高了社会的生产力；在家庭，电灯给我们带来了光明和多彩的生活；冰箱、微波炉让我们随时可以享受美味佳肴；电话、电视拉近了我们与远方朋友的距离，方便了彼此的了解和交流……所有这一切都离不开电路，而说到电路一定离不开电阻。

2、进行新课
（一）认识电阻（课36页）：
老师：各种各样的电阻器有电阻，连接电路元件的导线也有电阻，电阻反映一段导体本身的性质，它描述对电流的阻碍作用。

课件图示
（二）猜想与假设
不同的导体对电流的阻碍作用是不同的，那说明它们各自的电阻大小是不一样的。

由于我们日常用到的导线都是圆柱形的，因此我们这里来研究柱形导体的电阻的大小。

在导线电阻大小跟哪些因素有关？请你们猜想一下并说明你为什么这样想。

学生猜想：导体电阻的大小决定于导体的长度、横截面积和材料。

同种材料制成的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。

老师引导猜想：①由于电阻起阻碍电流的作用，因此导线越长，对电流的阻碍作用越大，导线的电阻应该越大，因此我猜想导线的电阻与导线的长度有关。

②与河道类比，河道越宽时，水流越容易通过，阻碍水流的作用越小；那么由此联想到导线横截面积越大，对电流的阻碍作用越小，因此我猜想导线的电阻与导线的横截面积有关。

③不同的金属对自由电子的束缚能力不同，它们对电流的阻碍作用也不尽相同，因此我猜想导线的电阻还与制成导线的材料有关系。

（二）伏安法测电阻与实验电路
老师：我们来研究导体电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料三个量的关系，不仅定性地更要通过做实验定量地探究。

我们还没有学会使用直接测量电阻的仪表，想一想，可以用什么办法间接地测出电阻？
学生：
老师：可以根据我们学过的欧姆定律来间接地测量电阻，这种方法叫伏安法测电阻。

伏安法测电阻可以有两种接法，一种是外接法，另一种是内接法，如图所示。

想一下，这两种接法有区别吗？若测量小电阻，用哪种接法能使结果更精确？
学生思考，讨论。

老师分析总结：内接法中所测的电压有误差，外接法所测的电流有误差，通过分析可知，外接法适用于测量小电阻时采用，内接法适用于测量大电阻时采用。

由于导线的电阻都比较小，因此我们应该采取外接法来进行测量。

请同学们设计实验电路。

学生：根据教师提出的要求和提示来设计实验电路图。

参考如下。

老师：同学们分组做实验，可选择导体电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料三个量的关系中其中一个作为实验对象。

老师提出问题以供思考并一边介绍仪器：
1) 如果研究“导线的电阻与导线的横截面积的关系”，那么其他的特征（如
导线的长度、导线的材料等）应如何选择？（其他的特征（如导线的长度、导线的材料等）要保持相同，而这种方法就是我们已经熟知的控制变量法可以选用两根横截面积不同、其他特征相同的导线作为测量的对象）
2) 如何减小实验误差？（为了减小实验误差，对每根导线的电阻进行多次
测量，然后取它们的平均值，由于导线的直径不便测量，因此我们已经在事先选好了两根横截面积关系已知的导线；）
老师提出实验要求及提示：
内接法
外接法
1) 实验目的：（表明要进行实验的题目）例如，探究导线的电阻与导线的
横截面积的关系
2) 实验原理：画出电路图（可以根据自己的需要添加文字说明） 3) 实验步骤：
①记录实验过程中的操作步骤，并用“”号里的文字来表达你的注释，例如这个操作步骤的注意事项等；
②在进行实验之前，必须设计好记录表格，可参照教材；
③认真记录你所得到的数据，并把它们填入你设计的表格之中。

4) 实验的注意事项：
①闭合开关前，检查滑动变阻器位置，使其接入电路的电阻值最大； ②通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高；
③适当选择电流表、电压表量程，调节滑动变阻器，尽量使量表的指针偏转较大，以减小读数误差。

板书设计：探究决定导线电阻的因素
一、认识电阻
（一）电阻的作用：它描述对电流的阻碍作用，反映一段导体的性质
（二）探究导线电阻大小跟哪些因素有关
1．提出问题、确定目标（参考课25页、36页和提示1）
2．猜想与假设（参考实6页和提示2）
3．制定方案、进行实验
（1）伏安法测电阻：根据欧姆定律来间接地测量电阻的方法叫做伏安法测电阻。

（2）外接法与内接法：如图所示
外接法 内接法 外接法适用于测量小电阻时采用，内接法适用于测量大电阻时采用。