影響導體電阻的因素教案

2022-10-16 08:36:07 字數 2712 閱讀 9876

教學目標:

(一)知識與技能

1、理解電阻定律和電阻率,能利用電阻定律進行有關的分析和計算。

2、了解電阻率與溫度的關係。

(二)過程與方法:用控制變數法,**導體電阻的決定因素,培養學生利用實驗抽象概括出物理規律的能力。

(三)情感、態度與價值觀:通過實驗**,體會學習的快樂。

重點:電阻定律及利用電阻定律分析、解決有關的實際問題。

難點:利用實驗,抽象概括出電阻定律是本節課教學的難點。

教學方法:**、講授、討論、練習

教學手段:實物投影儀、電流錶、電壓表、滑動變阻器、學生電源、電鍵、導線若干、實驗所需合金導線、日光燈燈絲、歐姆表、酒精燈、熱敏電阻、光敏電阻、手電筒

教學活動

(一)引入新課

教師:同學們在初中學過,電阻是導體本身的一種性質,導體電阻的大小決定於哪些因素?其定性關係是什麼?

學生:導體電阻的大小決定於導體的長度、橫截面積和材料。同種材料製成的導體,長度越長,橫截面積越小,電阻越大。

教師:同學們在初中已經知道了導體的電阻與材料、長度、橫截面積的定性關係,這節課讓我們用實驗定量地研究這個問題。

(二)進行新課

1、電阻定律

教師:(多**展示)介紹固定在膠木板上的四根合金導線l1、l2、l3、l4的特點.

(1)l1、l2為橫截面積相同、材料相同而長度不同的合金導線(鎳鉻絲)

(2)l2、l3為長度相同,材料相同但橫截面積不同的合金導線(鎳鉻絲)

(3)l3、l4為長度相同、橫截面積相同但材料不同的合金導線(l3為鎳鉻絲,l4為康銅絲)

演示實驗:按下圖連線成電路。

(1)研究導體電阻與導體長度的關係

教師:將與a、b連線的導線分別接在l1、l2兩端,調節變阻器r,保持導線兩端的電壓相同,並測出電流.比較通過l1、l2電流的不同,得出導線電阻與導線長度的關係。

學生:從實驗知道,電流與導線的長度成反比,表明導線的電阻與導線的長度成正比。

(2)研究導體電阻與導體橫截面積的關係

教師:將與a、b連線的導線分別接在l2、l3兩端,調節變阻器r,保持導線兩端的電壓相同,並測出電流.比較通過l2、l3電流的不同,得出導線電阻與導體橫截面積的關係。

學生:從實驗知道,電流與導線的橫截面積成正比,表明導線的電阻與導線的橫截面積成反比。

(3)研究導體的電阻與導體材料的關係

教師:將與a、b連線的導線分別接在l3、l4兩端,重做以上實驗。

學生:從實驗知道,電流與導體的材料有關,表明導線的電阻與材料的性質有關。

師生共同活動:小結實驗結論,得出電阻定律。

電阻定律:

(1)內容:同種材料的導體的電阻r跟它的長度l成正比,跟它的橫截面積s成反比;導體電組與構成它的材料有關。這就是電阻定律。

(2)公式:r=ρ

教師指出:式中ρ是比例常數,它與導體的材料有關,是乙個反映材料導電性能的物理量,稱為材料的電阻率。

電阻率ρ:

(1)電阻率是反映材料導電性能的物理量。

(2)單位:歐·公尺(ω·m)

[投影]幾種導體材料在20℃時的電阻率

錳銅合金:85%銅,3%鎳,12%錳。

鎳銅合金:54%銅,46%鎳。.

鎳鉻合金:67.5%鎳,15%鉻,16%鐵,1.5%錳。

學生思考:

(1)金屬與合金哪種材料的電阻率大?

(2)製造輸電電纜和線繞電阻時,怎樣選擇材料的電阻率?

[參考解答]

(1)從表中可以看出,合金的電阻率大。

(2)製造輸電電纜時應選用電阻率小的鋁或銅來做.製造線繞電阻時應選用電阻率大的合金來製作。

2、電阻率與溫度的關係

演示實驗:將日光燈燈絲(額定功率為8 w)與演示用歐姆表調零後連線成下圖電路,觀察用酒精燈加熱燈絲前後,歐姆表示數的變化情況。

學生總結:當溫度公升高時,歐姆表的示數變大,表明金屬燈絲的電阻增大,從而可以得出:金屬的電阻率隨著溫度的公升高而增大。

教師:介紹電阻溫度計的主要構造、工作原理。如圖2.6-5所示。

學生思考:錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小,怎樣利用它們的這種性質?

參考解答:利用它們的這種性質,常用來製作標準電阻。

(三)課堂總結、點評

通過本節課的學習,主要學習了以下幾個問題:

1、電阻定律r=ρ

2、電阻率是反映材料導電性能的物理量.材料的電阻率隨溫度的變化而改變;某些材料的電阻率會隨溫度的公升高而變大(如金屬材料);某些材料的電阻率會隨溫度的公升高而減小(如半導體材料、絕緣體等);而某些材料的電阻率隨溫度變化極小(如康銅合金材料)

(四)例項**

☆電阻定律的應用

【例1】一段均勻導線對折兩次後併聯在一起,測得其電阻為0.5 ω,導線原來的電阻多大?若把這根導線的一半均勻拉長為三倍,另一半不變,其電阻是原來的多少倍?

答案:8 ω;5倍

☆綜合應用

【例2】在相距40 km的a、b兩地架兩條輸電線,電阻共為800 ω,如果在a、b間的某處發生短路,這時接在a處的電壓表示數為10 v,電流錶的示數為40 ma,求發生短路處距a處有多遠?如下圖所示.

解析:設發生短路處距離a處有x公尺,據題意知,a、b兩地間的距離l=40 km,電壓表的示數u=10 v,電流錶的示數i=40 ma=40×10-3a,r總=800ω。

根據歐姆定律i=可得:a端到短路處的兩根輸電線的電阻rx

rx=ω=250

根據電阻定律可知:rx

a、b兩地輸電線的電阻為r總,r總由②/③得 ④

解得x=×40 km=12.5 km

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