2019-2020年高二物理 (人教大纲版)第二册 第十四章 恒定电流 二、电阻定律、电阻率(第一课时).doc

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2019-2020年高二物理 (人教大纲版)第二册 第十四章 恒定电流 二、电阻定律、电阻率(第一课时)本节教材分析本节的电阻定律是这一章的基本规律之一,它反映了导体的电阻与导体的长度、横截面积及电阻率的定量关系.教材对电阻定律的讲述,从学生的实际出发,在学生初中已有的定性认识的基础上,通过实验,引入电阻率的概念,得出电阻定律.同时,还介绍了电阻率与温度的关系.因此,做好教材安排的实验,是顺利完成这一教学任务的关键.电阻率是一个反映材料导电性能的物理量.各种材料的电阻率都随温度而变化.金属的电阻率随温度的升高而增大;半导体的电阻率随温度的升高而减小;超导体的电阻率在温度降到转变温度时突然变为零.根据金属的电阻率随温度变化制成了电阻温度计. 教学目标一、知识目标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、能力目标1.培养学生通过控制变量,利用实验抽象概括出物理规律的能力.2.培养学生应用物理知识解决实际问题的能力.三、德育目标通过电阻温度计的教学,培养学生理论联系实际、学以致用的思维品质. 教学重点1.电阻定律.2.利用电阻定律进行有关的分析和计算. 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. 教学方法实验法、分析法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. 课时安排1课时教学过程一、引入新课师同学们在初中学过,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?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.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电阻定律 电阻率二、新课教学师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、横截面积相同但材料不同的合金导线(L3为镍铬丝,L4为康铜丝)演示电阻与导体长度、横截面积的定量关系.(1)按下图连接成电路.(2)研究导体电阻与导体长度的定量关系.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定量关系.生从实验知道,电流与导线的长度成反比.根据欧姆定律,在电压相同的条件下,导线中的电流与它的电阻成反比.经过分析推理可知,在导线材料、横截面积相同的条件下,导线的电阻与导线的长度成正比.(3)研究导体电阻与导体横截面积的定量关系.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,得出导线电阻与导线横截面积的定量关系.生从实验知道,电流与导线的横截面积成正比.而在电压相同的条件下,电流与电阻成反比,经过分析推理可知,在导线的长度和材料相同的条件下,导线的电阻与横截面积成反比.(4)研究导体的电阻与导体材料的关系.师将与A、B连接的导线分别接在L3、L4两端,重做以上实验.生从实验知道,电流与导体的材料有关.经过分析推理,导线的电阻与导线的材料性质有关.师生共同活动:概括归纳出电阻定律.(1)电阻定律的内容: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.这就是电阻定律.(2)电阻定律的公式:R=师介绍比例常数.(1)比例常数跟导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率.(2)电阻率的物理意义:材料的电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1 m、横截面积为1 m2的导体电阻.(3)电阻率的单位:在国际单位制中,R的单位是,l的单位是m,S的单位是m2,所以的单位是m.投影几种导体材料在20 时的电阻率.材料/m银1.6108铜1.7108铝2.9108钨5.3108铁1.0107锰铜合金4.4107镍铜合金5.0107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.师从上表可知,金属与合金哪种材料的电阻率大?生从表中可以看出,合金的电阻率大.师制造输电电缆和线绕电阻时,怎样选择材料的电阻率?生制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来做.制造线绕电阻时应选择电阻率大的合金来制作.师各种材料的电阻率都随温度而变化.金属的电阻率跟温度有什么关系呢?演示研究金属的电阻率跟温度的关系.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上图电路,观察用酒精灯加热灯丝前后,欧姆表示数的变化情况,说明了什么道理?生当温度升高时,欧姆表的示数变大,表明金属的电阻随温度的升高而增大,或金属的电阻率随温度的升高而增大.师介绍电阻温度计的主要构造、工作原理.(1)工作原理:电阻温度计是利用金属的电阻随温度变化制成的.(2)主要构造:指示仪表、连接导线、热电阻(铂).请同学们思考: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?生利用它们的这种性质,常用来制作标准电阻.师有些材料的电阻率随温度的升高而减小,下节课学习这部分内容.三、小结本节课主要学习了以下几个问题:1.电阻定律R=.2.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:金属的电阻率随温度的升高而增大;半导体材料的电阻率随温度的升高而减小;而某些合金的电阻率随温度变化极小.四、作业1.练习二(1)、(2)、(3)、(4)2.查阅资料,了解滑动变阻器的两种连接方法:分压式接法和限流式接法.3.预习“测定金属的电阻率”分组实验.五、板书设计六、本节优化训练设计1.一只“220 V、100 W”的灯泡工作时电阻为484 ,拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻,下列说法中正确的是A.小于484 B.大于484 C.等于484D.无法确定2.一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径是d,电阻是R,把它拉制成直径为的均匀细丝后,它的电阻变为A.10000 RB.R/10000C.100 RD.R/1003.一个标有“220 V、60 W”的白炽灯泡,加上的电压U由0逐渐增大到220 V,在此过程中,电压U和电流I的关系可用图线表示,在图中所给的四个图线中,肯定不符合实际的是 4.在示波器的示波管中,当电子枪射出的电流达到5.6 A时,每秒钟从电子枪发射的电子数目有多少?电流的方向如何?5.现有半球形导体材料,接成左下图所示两种形式,则两种接法的电阻之比RaRb=_6.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,电流表的示数为40 mA,求发生短路处距A处有多远?如右上图所示.参考答案:1.A 2.A 3.ACD4.3.51013个,电流方向与电子运动的方向相反.5.14解析:将半球形导体可再等分成两块球形材料,假设每球形材料相当于用同种材料制成的长为球半径r、截面积为S的电阻R,则图(a)中的连接方式相当于长为r,面积为2S的等效电阻,故Ra=;图(b)中的连接方式相当于长为2r,面积为S的等效电阻,故Rb=2RRaRb=146.12.5 km解析:设发生短路处距离A处有x m,据题意知,A、B两地间的距离l=40 km,电压表的示数U=10 V,电流表的示数I=40 mA=40103A,R总=800 .根据欧姆定律I=可得:A端到短路处的两根输电线的电阻RxRx=250 根据电阻定律可知:Rx=A、B两地输电线的电阻为R总,R总=由/得解得x=40 km=12.5 km
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