必修三:第十一章电路及其应用第2节《导体的电阻》教学设计

(整期优先)网络出版时间:2023-05-24
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必修三:第十一章电路及其应用第2节《导体的电阻》教学设计

金琼玲

乐清市白象中学  浙江温州  325603

一、教学分析

1.课标分析

《导体的电阻》是高中物理《必修第三册》第十一章《电路及其应用》的第2节。《电路及其应用》 这一章总共 5节内容,主要包括描述部分电路的基本概念和规律,以及研究、解决问题所涉及的主要方法。通过分析《导体的电阻》一节在《普通高中物理课程标准(实验)》(以下简称“课标”)的要求以及对其课标进行解读,可以知道这一节课的重点为电阻的定义及电阻的决定因素。难点为实验探究和理论推导过程。本节课内容在必考和选考中都有要求,是属于核心知识。电阻的知识是电学的一个基本内容,凡是涉及到电路的,都绕不开电阻。在后续碰到的闭合电路欧姆定律、电磁感应的电路问题、交变电流等,也都要以电阻为前续知识。由此可见,本节课的内容是属于主干知识。

2.内容分析

本节包含的内容比较多,有两个重要概念、一个重要规律和一个学生分组实验。首先通过导体A、B的U-I图像给出,对于同一导体,电压和电流之比是相同的,不同导体一般是不同的,说明U/I表示导体的导电性质,于是用它定义导体的电阻,其次,通过实验研究导体电阻和长度、横截面积及材料的定量关系,最后,通过分析给出反映导体材料对电流阻碍因素的电阻率概念。

分析教材内容可知,导体的电阻与长度、横截面积和材料的关系(即电阻定律)是本章的基本规律之一,初中时学生只知道定性结论,故导体的电阻与长度、横截面积和材料的关系(即电阻定律)内容属于发展和提高的范畴,教科书采用了实验探究的方法,增加了演示实验,使学生的认识更加全面。

二、教学目标

核心素养

素养表现

素养内涵

教学目标

物理观念

物质观及应用

形成经典的物质观,并能解释自然现象和解决实际问题

理解电阻的定义。知道导体的电阻与哪些因素有关及定量关系,理解电阻率。

科学思维

模型建立

根据问题和情境,对客观事物进行抽象和概括,构建物理模型和概念

经历用理论分析方法解决问题的过程,学生掌握基于经验事实建构物理模型的方法,掌握解决模型的方法。

科学论证

具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力,运用证据对所研究的问题进行描述、解释和预测的能力

经历运用控制变量法研究物理问题的过程,理解控制变量的实验方法。

问题解决

根据物理规律,解释自然现象和解决实际问题

能根据电阻公式,判断导体电阻率大小

科学探究

探究意识

能在不同情境中提出可探究的问题,合理猜测和假设

通过观察滑动变阻器、铜芯导线等实物,猜测影响导体电阻的因素, 学生初步掌握发现问题的方法。

实验探究

能正确设计和实施物理探究,正确使用各种仪器和方法收集信息

经历实验探究、数据分析、结论得出、结果交流和评价等过程,学生掌握科学探究的方法。

分析论证

会对获取的信息进行处理,并能描述和总结实验探究的结果

合作交流

具有合作与交流的意愿与能力

小组合作实验和理论探究,培养合作学习能力和交流能力

三、教学活动

任务1:问题情境引入,激发问题意识

问题情境:随着生产的发展,我们经常能够听到某个工厂的火灾新闻,其中很多的火灾现象都来源于电器内部。

教师将一张葫芦状的锡纸与滑动变阻器一起串联接入7V的交流电路上,闭合电路,完成实验,发现火苗从最细的中间烧起来。

问题

问题指向的素养目标

1、会发生什么实验现象?

能够通过情境猜想与电阻有关的可能因素,提出有价值的探究问题。

(科学探究)

2、为什么是最细的位置烧起来?导体的电阻与何因素有关?

教学建议:

(1)实验操作建议:葫芦状的锡纸可来源于香烟壳,不同地方粗细不同。

(2)教学活动建议:问题 1 由学生直接观察实验所得。教师应针对问题 2 的不同回答给予肯定,并在后续情境中进一步研究。

设计意图: 引入的问题情境价值在于激发学生的问题意识,彰显探究的意义,调动学生的探究兴趣。来源于生活的情景和实验引入,能够让学生有较强的科学态度和热情,能为后续的科学探究顺利开展蓄势。

0b24664c3b75d7cf8fdddd0dadb5d56任务2:理解电阻的定义

问题情境:演示实验探究导体对电流的作用。教师把导体A和导体B分别接入实验电路,通过改变滑动变阻器滑片位置,观察导体两端的电压随电流的变化情况。记录实验数据,画出两次实验的U-I图像。

问题

问题指向的素养目标

1、观察导体A和导体B两端的电压随电流的变化情况有什么不同?

通过实验尝试改变电路中电流的大小,从中认识“导体能够导电同时对电流又有阻碍作用”的性质,了解什么是电阻,(物理观念)

激发学生对概念和实验的兴趣,通过实验探究活动,体验探究的乐趣,使学生乐于观察、实验。

(科学态度与责任)

2、实验中,导体A、B的电阻各为多少?

3、谁对电流的阻碍作用更强?

4、分析讨论图像的含义?

5、在U-I图像中,什么表示导体的电阻?

教学建议:

(1)思维引导建议:引导学生通过观察,做出对比,并发现对于导体能导电,但同时对电流有阻碍作用。对于导体A,通过它的电流随所加电压变化,电流跟电压成正比,对于导体B,通过它的电流也随所加电压变化,电流跟电压成正比,但两者的U/I是不同的。从而引出电阻的定义,顺势分析说明欧姆定律的得来。

(2)实验操作建议:电路元件参考,电源电动势6V,电流表0-0.6A量程,内阻约为0.1Ω,电压表0-3V量程,内阻约为3KΩ,滑动变阻器最大阻值20Ω,导体A和导体B是阻值分别为5Ω,10Ω的合金丝电阻。

(3)教学活动建议:①问题 1、2、3由学生直接观察实验和计算所得。问题4和问题5中,针对学生的回答教师做合理点评。②U-I图像的绘制:考虑到时间问题,教师可采用excel直接输入实验数据得出图像,更直观简便。③教学中可以指出,欧姆定律及电阻定义是同时建立起来的,以消除学生可能出现的误解:先有电阻概念,再实验探究得到电流跟电阻的反比规律。

设计意图:因课时减少,学生在初中已经学过的欧姆定律不再重复,直接由对比实验探究得到导体的U-I图像是正比例图线,定义电阻并顺势分析说明欧姆定律的得来,让学生知道欧姆定律及电阻定义是同时建立起来的。

四、学业评价

随堂练习:两根完全相同的金属裸导线A 和 B,如果把导线A均匀拉长到原来的2 倍,导线B对折后拧成一股,则它们的电阻之比RA:RB为多少?

教材“练习与应用”第1题、第3题:

第1题要求对通过导体的电流与两端电压成正比有较深刻的认识,,要求学生能利用图线进行分析,可以训练学生从图像获得有效信息的能力。

第3题讨论导体上损失的电压,这为介绍远距离输电做了知识准备。因为远距离输电时,导线较长,电阻无法忽略。