第十四章 歐姆定律
一、電阻
高郵市贊化學(xué)校 沈 進(jìn)
教學(xué)目標(biāo)：
1、經(jīng)歷改變電路中電流大小的各種嘗試，初步體會改變電流大小的兩類途徑。
2、初步形成電阻的概念，知道電阻是表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的物理量。會讀寫電阻的單位。
3、知道影響金屬電阻大小的因素，了解長度、橫截面積與電阻大小的定性關(guān)系，4、體會到電阻的大小由導(dǎo)體自身決定，知道電阻是導(dǎo)體的一種屬性。
4、初步了解半導(dǎo)體的一些特點，了解半導(dǎo)體材料的發(fā)展對社會的影響。
教學(xué)重點：電阻概念的建立
教學(xué)難點：決定電阻大小的因素的探究
教學(xué)用具：演示用電流表、干電池組、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、電阻定律實驗器、各種導(dǎo)線、相同長短、粗細(xì)的銅絲和鐵絲、投影儀等
教學(xué)過程：
一、引入新課：
師：生活中你們看見過哪些類型的導(dǎo)線？
生：電線、導(dǎo)線、電纜線、電話線、有線電視線…
師：大家知道各種導(dǎo)線都有什么共同點嗎？它們都是由什么材料做成的？
生：出示各種類型的導(dǎo)線，請大家從導(dǎo)線的截面觀察。
引導(dǎo)學(xué)生歸納：電線芯是用容易導(dǎo)電的金屬來做的，是導(dǎo)體；電線芯的外面包了一層橡膠或塑料，是不容易導(dǎo)電的物體，叫絕緣體。
[板書]導(dǎo)體:容易導(dǎo)電的物體；絕緣體：不容易導(dǎo)電的物體。
師：現(xiàn)在請同學(xué)看看剝開的導(dǎo)線的絕緣外皮，導(dǎo)線的芯到底是用什么材料做成的？
生：有的是用銅做的，有的是用鋁做的。
師：常用的導(dǎo)線通常是用銅來做的，也有用鋁做的，特別重要的用電設(shè)備的導(dǎo)線還要用昂貴的銀來做。我們知道鐵也是導(dǎo)體，又多又便宜，想想看，為什么不用鐵來做導(dǎo)線呢？請大家大膽猜想。
生：……。
師：大家想不想用實驗找找原因呢？
二、進(jìn)行新課：
（一）電阻
1、活動14.1 嘗試改變電路中電流的大小
實驗：請同學(xué)按教材圖14-1連接電路，器材：兩節(jié)干電池、小燈泡、不同材料的金屬絲、電流表。（板畫電路圖，介紹A、B是用來接導(dǎo)體的導(dǎo)線夾）
師：將元件連接成如圖所示的電路，可用哪些方法來改變電路中電流的大小呢？同時介紹演示電表的讀數(shù)方法（量程為0～0.5A）。
點撥：我們可以通過動手嘗試的方法來解決問題，不過，如果動手前能猜想一下，電流的大小可以怎么改變？說不定可以減小嘗試的盲目性，從而可以更準(zhǔn)確快捷地找到解決問題的方法。類似的方法：改變水流大小的方法。――“類比法”
生：改變電池的節(jié)數(shù)、改變電路中的導(dǎo)線材料、導(dǎo)線長短、導(dǎo)線粗細(xì)、……。
師：跟你的同學(xué)進(jìn)行交流，看還有什么獨(dú)特的方法？用實驗來驗證你的方法，看看是否可行。
學(xué)生互相討論交流實驗方法，教師及時歸納總結(jié)。
教師：試一試：記錄你的方法和看到的現(xiàn)象，設(shè)計記錄表格。
實驗次數(shù)
改變電流大小的方法
燈泡亮度
電流表示數(shù)
1
2
3
…
學(xué)生動手實驗。（投影實驗方法和記錄表格）
1）增加或減少一節(jié)電池，合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度和電流表的示數(shù)。
2）先將鐵絲接入電路，合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度和電流表的示數(shù)。
3）再將鐵絲換成長短、粗細(xì)相同的銅絲，合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度和電流表的示數(shù)。
……
觀察結(jié)果1： 增加串連的電池節(jié)數(shù)時電流更大、燈泡更亮。
觀察結(jié)果2：接入銅絲比接入鐵絲時電流更大、燈泡更亮。
師：請大家交流并總結(jié)得出結(jié)論，怎樣才能改變電路中的電流大��？
（1）改變電池的節(jié)數(shù)，也就是改變電源電壓，可以改變電路中電路的大小。
（2）改變電路中的導(dǎo)體，可以改變電路中的電流大小。
……
2、歸納電阻概念
師：通過上述活動可知，影響電路中電流大小的因素有兩個：一是電路兩端的電壓，二是連接在電路中的導(dǎo)體。
原來，導(dǎo)體能導(dǎo)電，但同時對電流又有阻礙作用，而且，不同的導(dǎo)體對電流的阻礙作用不同，在物理學(xué)中用“電阻”這個物理量來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。
（類比走路，不同的道路，通過時的難易程度不同。）
［板書］導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫電阻。
導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大，導(dǎo)體的電阻越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同。所以說，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。
［板書］電阻的符號：R
電阻的單位：歐姆、簡稱歐、符號“Ω”。讀法：“歐米伽”
常用單位：千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）、
單位換算：1 kΩ=103 Ω
了解一些常見的電阻值
（投影出示) 表一：
常見的電阻值R/Ω
“15-40W”熒光燈絲（冷態(tài)）直流電阻
3.5～5Ω
“220V 40W”白熾燈（冷態(tài)）
約100Ω
正常工作的“220V 40W”白熾燈（熱態(tài)）
約1200Ω
實驗用的小燈泡
5～10Ω
實驗用的導(dǎo)線（每根）
約0.01Ω
3、活動14.2 探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素
師：通過上面的學(xué)習(xí)我們知道不同導(dǎo)體電阻大小不同，那么導(dǎo)體的電阻大小到底跟那些因素有關(guān)呢？先請大家作出猜想。
生：導(dǎo)體的長度、導(dǎo)體粗細(xì)、導(dǎo)體的材料、……。
師：板書列出上述因素。在探究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)時你怎樣知道導(dǎo)體電阻的大小呢？通過什么方法來比較材料的電阻大��？先請同學(xué)們設(shè)計一個合理的電路。
學(xué)生設(shè)計實驗電路圖并說明理由。
電路圖如右圖：
生：通過燈的亮度來說明接入電路的導(dǎo)體的電阻的大小。
師：科學(xué)探究的一般程序是建立猜想后再設(shè)計實驗，進(jìn)行驗證。那么請大家思考，我們在實驗時該怎樣處理我們這么多的變量？
生：變量控制法。
師：介紹實驗器材，尤其是電阻定律演示器的特點及使用方法。
師：導(dǎo)體的各個變量應(yīng)如何控制？
生：研究電阻與長度的關(guān)系時，應(yīng)保證導(dǎo)體的長度不同，但必須控制導(dǎo)體的材料和粗細(xì)要一致。類似地，研究電阻與橫截面積的關(guān)系時改變橫截面積不同，而控制長度和材料相同，……。
引導(dǎo)學(xué)生實施探究
1） 研究導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系
師：選用哪兩根導(dǎo)體進(jìn)行對比實驗？
生：導(dǎo)體A和B
投影記錄表格1：
接入導(dǎo)體
長度
橫截面積
電流強(qiáng)度
電阻
A（鎳鉻合金）
L
S
B（鎳鉻合金）
S
學(xué)生匯報實驗成果。
得出結(jié)論并板書：導(dǎo)體長度越長，電阻越大
2）研究導(dǎo)體電阻與粗細(xì)的關(guān)系
記錄表格2：
接入導(dǎo)體
長度
橫截面積
電流強(qiáng)度
電阻
A（鎳鉻合金）
L
S
C（鎳鉻合金）
L
2S
學(xué)生匯報實驗成果。
得出結(jié)論并板書：導(dǎo)體越細(xì)，電阻越大。
3）研究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系
記錄表格3：
接入導(dǎo)體
長度
橫截面積
電流強(qiáng)度
電阻
A（鎳鉻合金）
L
S
D（錳銅）
L
S
學(xué)生匯報實驗成果。
得出結(jié)論并板書：導(dǎo)體材料不同，電阻不同。
（投影出示）幾種常見導(dǎo)體材料的電阻（電阻率）：
幾種長1m橫截面積1mm2的金屬導(dǎo)線在20℃時的電阻值（材料的電阻率）
導(dǎo)線材料
電阻/Ω
銀
0.016
銅
0.017
鋁
0.027
鐵
0.096
鎳鉻合金
0.1
總結(jié)規(guī)律：
[板書]導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積粗細(xì)和材料都有關(guān)。導(dǎo)體越長、橫截面積越小，導(dǎo)體的電阻就越大。
4、影響導(dǎo)體電阻的其他因素
回放常見電阻值的表格。
常見的電阻值R/Ω
“15-40W”熒光燈絲（冷態(tài)）直流電阻
3.5～5Ω
“220V 40W”白熾燈（冷態(tài)）
約100Ω
正常工作的“220V 40W”白熾燈（熱態(tài)）
約1200Ω
實驗用的小燈泡
5～10Ω
實驗用的導(dǎo)線（每根）
約0.01Ω
人的雙手間（干燥）
1000～5000Ω
人的雙手間（潮濕）
200～800Ω
師：你有什么發(fā)現(xiàn)？
生：電阻的大小可能還跟溫度有關(guān)，
研究表明：溫度升高，金屬導(dǎo)體的電阻會增大。溫度降低，金屬導(dǎo)體的電阻會減小。經(jīng)研究還發(fā)現(xiàn)，某些材料的溫度降到一定程度時，電阻會突然消失，這叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。例如，水銀在
能否設(shè)計實驗方案來驗證金屬導(dǎo)體的電阻大小與溫度有關(guān)系？課后思考。
實驗表明：人體都有一定的電阻，每個人的電阻是不同的，正常情況下人體電阻大約在1000歐至2000歐（上表）。同一個人在不同情況下，電阻不同。氣溫高或是人體出汗時電阻就��；氣溫低、干燥的冬天，電阻就較大。
5、讀一讀
教師引導(dǎo)學(xué)生：看課本81頁的物體的導(dǎo)電能力的順序排列。你能得出什么結(jié)論呢？
生：不同的導(dǎo)體導(dǎo)電能力不同；
接著前面板書：導(dǎo)體如金屬、石墨、人體、大地以及酸堿鹽的水溶液等。
絕緣體如橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油、空氣等。
導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對的界限。一定條件下，絕緣體也可能變成導(dǎo)體。例如：玻璃常溫下是絕緣體，但是加熱到紅熾狀態(tài)下就會導(dǎo)電。再如：純水是絕緣體，但是含有雜質(zhì)的水就容易導(dǎo)電。
師：為什么不能用濕手摸正在工作的電器開關(guān)？
生：人雙手間電阻在手干燥時很大，潮濕時會變小，甚至比照明燈泡工作用的電阻還小。相同電壓下，電阻小的電流大，電阻大的電流小，所以電器工作時，用濕手去觸摸用電器開關(guān)會很不安全。
師：根據(jù)不同導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，常用的導(dǎo)線為什么不用鐵來做呢？為什么不用銀來做呢？
學(xué)生討論，得出：鐵雖然是導(dǎo)體，但是它的導(dǎo)電能力比銅和鋁的差，所以，導(dǎo)線的材料不用鐵；銀的導(dǎo)電性能良好，但是它的價格比較昂貴，所以，也很少用銀做導(dǎo)線。
師：同學(xué)們對于電阻這個物理量已經(jīng)有了一定的了解.在電子技術(shù)中經(jīng)常用到具有一定電阻值的元件――電阻器，電阻器也叫定值電阻。
注意：這些電阻器，無論它們是否被連入電路，通過它們電流是多少，其阻值一般是不變的，即電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
師：絕緣體不容易導(dǎo)電，是否就沒有用處呢？
其實導(dǎo)體和絕緣體都是很好的電工材料。
講解：在電子技術(shù)中，除了同學(xué)們已了解的導(dǎo)體和絕緣體外，還有一種很重要的材料就是半導(dǎo)體。
［投影］半導(dǎo)體及超導(dǎo)的相關(guān)內(nèi)容，通過介紹這方面內(nèi)容，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
三、課后小結(jié)
同學(xué)們，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道了影響導(dǎo)體電阻大小的因素；回去后我希望同學(xué)們?nèi)ゲ檎乙恍┯嘘P(guān)半導(dǎo)體材料的應(yīng)用以及超導(dǎo)體材料的應(yīng)用前景和開發(fā)情況。
四：例題精析
例1：把一根粗細(xì)均勻的銅絲均勻的拉長為原來的兩倍后，銅絲的電阻為原來的幾倍。
此時，很多學(xué)生會選擇2倍。正解：4倍。
例2：如圖所示，長短、粗細(xì)都相同的錳銅線AC和鎳鉻合金線BD，先后接入電路，接AC時電流表的示數(shù)大，這表明AC的電阻 。兩次實驗電流表示數(shù)不同，說明導(dǎo)體的電阻與 有關(guān)。
例3：在溫度一定的條件下，做“研究決定電阻大小的因素”的實驗，采用了控制變量的方法．下表給出了實驗中所用到的導(dǎo)體的情況，選擇B、E導(dǎo)體進(jìn)行對比，是為了研究導(dǎo)體電阻大小與___________是否有關(guān)系；為了研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系，應(yīng)選擇的兩根導(dǎo)體是D和__________。(填導(dǎo)體的代號)
導(dǎo)體代號
A
B
C
D
E
F
長度／m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.5
1.5
橫截面積／mm2
1.2
0.8
1.0
0.6
0.8
1.0
材料
錳銅
鎢
鎳鉻絲
錳銅
鎢
錳銅
五：布置作業(yè)
作業(yè)：物理同步導(dǎo)學(xué)《電阻》
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