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1、2.6 电阻定律整体设计教学目标(一)知识与技能1理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。2了解电阻率与温度的关系。(二)过程与方法用控制变量法， 探究导体电阻的决定因素，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力。(三)情感、态度与价值观通过实验探究，体会学习的快乐。教学重点难点重点：电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。难点：利用实验，抽象概括出电阻定律。教学方法探究、讲授、讨论、练习。教学手段实物投影仪、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。教学过程导入新课教师：同学们在初
2、中学过，电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小决定于哪些因素？其定性关系是什么？学生： 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。教师： 同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系，这节课让我们用实验定量地研究这个问题。推进新课1电阻定律教师： (多媒体展示 )介绍固定在胶木板上的四根合金导线L1、L2、L3、L4的特点。(1)L1、L2为横截面积相同、材料相同而长度不同的合金导线(镍铬丝 )；(2)L2、L3为长度相同，材料相同但横截面积不同的合金导线(镍铬丝 )；(3)L3、L4为长度相同、 横截面积相同但
3、材料不同的合金导线(L3为镍铬丝， L4为康铜丝 )。演示实验：按下图连接成电路。(1)研究导体电阻与导体长度的关系教师：将与A、B 连接的导线分别接在L1、L2两端，调节变阻器R，保持导线两端的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 电压相同，并测出电流。比较通过L1、L2电流的不同，得出导线电阻与导线长度的关系。学生：从实验知道，电流与导线的长度成反比，表明导线的电阻与导线的长度成正比。(2)研究导体电阻与导体横截面
4、积的关系教师：将与A、B 连接的导线分别接在L2、L3两端，调节变阻器R，保持导线两端的电压相同，并测出电流。比较通过L2、L3电流的不同，得出导线电阻与导体横截面积的关系。学生：从实验知道， 电流与导线的横截面积成正比，表明导线的电阻与导线的横截面积成反比。(3)研究导体的电阻与导体材料的关系教师：将与A、B 连接的导线分别接在L3、L4两端，重做以上实验。学生：从实验知道，电流与导体的材料有关，表明导线的电阻与材料的性质有关。师生共同活动：小结实验结论，得出电阻定律。电阻定律：(1)内容：同种材料的导体的电阻R 跟它的长度L 成正比，跟它的横截面积S 成反比；导体电阻与构成它的材料有关。(
5、2)数学表达式： RLS教师指出： 式中 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。电阻率 ：(1)电阻率是反映材料导电性能的物理量。(2)单位：欧 米( m)【投影 1】几种导体材料在20 时的电阻率材料/ m材料/ m银1.6108铁1.0107铜1.7108锰铜合金4.4107铝2.9108镍铜合金5.0107钨5.3108镍铬合金1.0106锰铜合金： 85%铜， 3%镍， 12%锰。镍铜合金： 54%铜， 46%镍。镍铬合金： 67.5%镍， 15%铬， 16%铁， 1.5%锰。学生思考：(1)纯净金属与合金哪种材料的电阻率大？(2)制造输电
6、电缆和线绕电阻时，怎样选择材料的电阻率？参考解答 (1)从表中可以看出，合金的电阻率大。(2)制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来制做。制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。2电阻率与温度的关系演示实验：将日光灯灯丝(额定功率为8 W)与演示用欧姆表调零后连接成下图电路，观察用酒精灯加热灯丝前后，欧姆表示数的变化情况。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 学生总结： 当温度升高时，欧姆表的示数变大，表明金属灯丝的
7、电阻增大，从而可以得出：金属的电阻率随着温度的升高而增大。教师：介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图所示。金属电阻温度计学生思考： 锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，怎样利用它们的这种性质？参考解答：利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。课堂总结与点评通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：1电阻定律RLS2电阻率是反映材料导电性能的物理量。材料的电阻率随温度的变化而改变；某些材料的电阻率会随温度的升高而变大(如金属材料 )；某些材料的电阻率会随温度的升高而减小(如半导体材料、绝缘体等)；而某些材料的电阻率随温度变化极小(如康铜合金材料)。实例探究电阻定律的应用【例 1】一段均
8、匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5 ，导线原来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍？答案： 8 5 倍解析： 一段导线对折两次后，变成四段相同的导线，并联后的总电阻为0.5 ，设每段导线的电阻为R，则R40.5 ，R2 ，所以导线原来的电阻为4R8 。若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3 倍，则这一半的电阻变为4 936 ，另一半的电阻为4 ，所以拉长后的总电阻为40 ，是原来的5 倍。综合应用【例 2】在相距 40 km 的 A、B 两地架两条输电线，电阻共为800 ，如果在 A、B 间的某处发生短路，这时接在A 处的电压表示数为10 V
9、 ，电流表的示数为40 mA ，求发生短路处距 A 处有多远？如下图所示。解析： 设发生短路处距离A 处有 x 米，据题意知， A、B 两地间的距离l40 km，电压名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 表的示数 U10 V，电流表的示数I40 mA40103 A，R总800 。根据欧姆定律IUR可得： A 端到短路处的两根输电线的电阻RxUI1040103250 根据电阻定律可知：Rx2xSA、B 两地输电线的电阻为
10、R总2lS由 /得RxR总xl解得 xRxR总l25080040 km12.5 km。备课资料“超导 ”电阻被遗忘的角落1911 年荷兰物理学家昂纳斯发现，汞的电阻在4.2 K 左右低温时急剧下降，以致完全消失。 1913 年他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表达这一现象。“超导电性”现象被发现之后， 引起各国科学家的关注，并寄予很大期望。 通过研究人们发现：所有超导物质，如钛、锌、钫、汞等，当温度降至临界温度时，皆显出某些共同特征：(1)电阻为零，一个超导体环移去电源之后，还能保持原有电流。有人做过实验，发现超导环中的电流持续了两年半而无显著衰减。(2)完全执磁性，这一现象由德国物理学家
11、迈斯纳发现，只要超导材料进入超导状态，便可把磁感线排斥体外，其体内的磁感应强度总是零。(迈斯纳效应 ) 电阻突然变为零时的温度称为临界温度，经世界各国物理学家的共同努力，现在临界温度已提高到100 K 以上。高温超导材料的不断问世，为超导材料从实验室走向应用打下了基础。其应用是多方面的，现仅列举如下：超导输电线路： 它可以把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计，目前的铜或铝导线输电，大量的电能损耗在输电线路上，光是我国，每年的电力损失即达1 000 多亿度。若改为超导输电，节省电能相当于新建数十个大型发电厂。超导磁悬浮列车：是一种安全、无公害、舒适、高速的新型交通工具。乘磁悬浮列车从北京到天津约七分钟。此外超导计算机、超导储能系统、超导武器(电磁炮、陀螺仪)等，也都显现出极好前景。2000 年 11 月我国成功地研制第一根长116 m、宽 3.6 mm、厚度为0.28 mm 的高温超导带。它主要用作输电电缆。由高温超导长带做成的输电电缆，输电损耗几乎为零，可极大地降低输电成本。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -