1、北师大版 11.6探究-影响电阻大小的因素教学设计(一) 教学目标 1、经初步分析能猜测影响电阻的一些因素。 2、知道在与一个物理量的相关因素较多时,能用控制变量法进行实验方案设计。 3、能根据实验思想设计需要的实验方案。 4、能从实验结果定性得出导体电阻与其长度、粗细和组成材料之间的关系。 5、知道金属导体的电阻与温度之间的关系和超导现象。 6、能设计一个实验来探究金属导体的电阻随温度变化的影响。 重点难点分析 重点:从实验结果得出导体的电阻与长度、粗细、材料之间的关系 难点:根据实验思想设计需要的实验方案 课程资源的准备与开发 实验与课件 教 、学 预 设 【复习引入】导体和绝缘体的区别是
2、什么?导电能力的差异 这说明什么?说明各种材料的导电能力是不同的。 影响电阻大小的因素之一:材料 【猜测】影响电阻大小的因素还有哪些?生答:导线的粗细、长度、温度等。 一、研究导体的电阻与长度的关系 控制导体的材料和粗细相同,用镍铬合金导线 CD 和 EF 做实验,将实验测出的电流表示数填入表 2 内 表 2:研究导体的电阻跟长度的关系 提问:分析实验数据,可以得到什么结论? 导体的材料、粗细(横截面积)都相同时,导体越长,电阻越大。 二、研究导体的电阻与粗细的关系 控制导体的材料和长度不变,用镍铬合金线 CD 和 GH 做实验将实验测出的电流表的示数填入表 3 内 表 3:研究导体的电阻跟横
3、截面积的关系 提问:分析实验数据,可以得到什么结论? 导体的材料、长度都相同时,导体的越细(横截面积越小) ,电阻越大。 导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比喻,街道越长,街面越窄,行人受到阻 碍的机会越多同理,导体越长、越细,自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多 三、研究导体电阻与材料的关系 在本研究中应该控制导体的长度、横截面积不变,研究当导体的长度发生变化时,导体电阻的变化 情况 在学生设计的基础上加以归纳,用图 2 所示的装置做演示实验(1)研究导体的电阻跟制作它的材料是否 有关实验所用的导线是锰铜线 AB 和镍铬合金线 CD,将电流表示数填入表 1 内 【提问】从
4、电流表示数的变化,得到什么结论? 导体被加热后,它的温度升高,电流表示数变小,表明导体的电阻变大,这说明导体的电阻还跟温度 有关,对大多数导体来说,温度越高电阻越大。 【小结】导体的电阻由它自身的条件决定,因此,不同的导体,电阻一般不同,所以说,电阻是导体本身 的一种性质 为了表示导体的电阻跟材料的关系,应取相同长度,相同的横截面积的不同材料在相同温度下加以比 较,课本上的表列出了一些长 1 米、横截面积 1 毫米 2、在 20时的不同材料的导线的电阻值 【提问】从查表,你知道哪些材料的导电性能好? 银的导电性能最好,因此,在相同长度和横截面积的情况下,它的电阻最小其次是铜,再次 是铝 ) 【
5、练习题】 (1)电阻的国际单位是什么?0.2 兆欧=_欧 (2)为什么说电阻是导体本身的一种性质? (3)有两条粗细相同、材料相同的导线,一条长 20 厘米,另一条长 1.3 米,哪条导线电阻大,为什么? (4)有两条长短相同、材料相同的导线,一条横截面积 0.4 厘米 2,另一条 2 毫米 2,哪条导线电阻大,为什 么? (5)“铜导线比铁导线的电阻小 ”这种说法对吗?应当怎么说? 【补充阅读】超导体的知识: 一、金属的电阻随温度的升高而增大,当金属的温度降低时,它的电阻减小1911 年,荷兰物理学家昂 内斯在测定水银在低温下的电阻值时发现,当温度降到-269 左右时,水银的电阻变为零,这种
6、现象叫超 导现象 1、超导体:能够发生超导现象的物质,叫做超导体 (注意:不是所有物体都会发生超导现象) 2、超导转变温度(又叫超导临界温度):物质的电阻降到一定温度时,才会出现超导现象,物质电 阻变为零的温度叫做超导转变温度,用 Tc 表示 3、几种超导体的超导转变温度(Tc) 铝:-271.76铅:-265.97锡:-269.43 水银:-268.99钨:-273.14 二、超导体的应用前景 因为超导体在很低的温度下才会发生超导现象,目前超导体还不能在常温下应用于实际生产和生活 中,只应用于科学实验和高新技术中如果能应用于实际,会给人类带来很大的好处举几例如下: 输电导线利用超导体,可以大大降低输电的电能损耗 如果把发电机和电动机的线圈用超导体制成超导线圈,可以使发电机和电动机的质量减小,功率 增大,效率提高 三、超导研究的历史和发展前景 1911 年,昂内斯首先发现水银的超导现象 1911 年1986 年 3 月经过 75 年的努力,找到具有高转变温度的超导材料铌三锗,Tc 为- 250 1987 年 2 月 24 日,我国宣布获得 Tc 为173 以上的超导体 1989 年,我国已找到 Tc 为-141 的超导体材料 目前,各国科学家还在继续研究 Tc 值更高的超导体材料,以将超导应用到生产和生活中去