初二物理实验案例分析:探究导体的电阻与哪些因素有关
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【初二物理实验】探究导体的电阻与哪些因素有关初二大家开设了物理这门新课,物理这门学科是建立在实验基础上的,做实验能够加深大家对物理知识点的记忆,从而更加牢固的掌握物理知识点,为此下面为大家带来【初二物理实验】探究导体的电阻与哪些因素有关这篇内容,希望大家能够认真阅读。
教学目标:1. 知识与技能目标:(1)理解决定导体电阻的因素以及电阻是导体本身的一种性质,知道电阻器的种类和符号。
(2)会熟练使用电流表测电流。
2. 探究能力目标:熟习科学探究的过程,体验科学探究的乐趣,学习科学探究的方法,培养科学探究的能力。
3. 情感价值目标:培养学生终身的探索兴趣,树立将科学转化为技术服务于人类的意识。
教学方法:启发式科学探究法。
教学过程:一、从生活走向物理,导入新课模拟到商店买电线的真实情景,让学生明白这么简单的生活小事中还包含着许多我们不知道的物理知识,激发学生学习的欲望。
二、开展科学探究,实施新课(说明:为了帮助学生按循序渐进的原则进行探究,老师特地将本节内容安排成两个探究循环。
第一循环探究决定导体电阻的因素,这一过程是在老师的指导下完成的,旨在让学生熟悉科学探究的要素,了解科学探究的方法。
第二循环探究温度对金属电阻的影响,这一过程由学生独立完成,目的在于消除学生对科学探究的神秘感,亲身体验科学探究的乐趣,建立起对未知世界探究的自信。
)1. 探究决定导体电阻的因素。
师:上一节课已经学过,导体的电阻与导体两端所加的电压和通过导体的电流的大小无关,导体的电阻又与什么因素有关呢?(1)提出问题:导体的电阻由什么因素决定?(随堂实验1:仪器:长度、粗细都不同的铜丝和铁丝各2~3根;组织形式:每两人一组的分组实验形式。
)师:请同学们仔细观察桌面上的两段导体,一段是铜丝,另一段是铁丝,它们有哪些明显的不同?生:长度、颜色、材料、粗细(横截面积)、硬度、体积、质量。
师:将以上各项进行初步筛选,得出两段导体最明显的不同在于三个方面,即长度、横截面积、材料。
初中二年级物理实验研究电阻的影响因素1.引言在物理学中,电阻是指电流通过导体时,电流受到阻碍而产生的能量损耗。
电阻的大小取决于多种因素,包括导体的材料、长度、横截面积以及温度等。
本文将探讨那些影响电阻大小的因素,并介绍一些简单的实验方法。
2.导体材料的影响导体的材料是影响电阻的主要因素之一。
不同的材料具有不同的电导率,即允许电子在其内部流动的能力。
金属是较好的导体,而非金属如橡胶、塑料等则是较差的导体。
因此,相同长度和横截面积的金属导体通常比非金属导体具有较低的电阻。
3.导体长度的影响导体的长度也会对电阻产生影响。
导体越长,电子通过导体时所需的时间越长,导致电阻增大。
这是因为在较长的导体中,电子与导体内原子之间的碰撞次数更多,阻碍了电流的流动。
因此,保持导体材料和横截面积相同的情况下,较长的导体将具有较大的电阻。
4.导体横截面积的影响导体的横截面积也对电阻产生影响。
较大的横截面积意味着电流有更多的空间来流动,减少电子与原子的碰撞次数,因此电阻较小。
相反,较小的横截面积会导致电子受到更多的碰撞,电阻增大。
可以通过比较不同直径导线的电阻来验证这一点。
5.导体温度的影响导体温度对电阻产生显著影响。
随着温度的升高,导体内的原子振动增加,电子与其碰撞的几率也随之增大,电阻因此增加。
因此,具有相同材料、长度和横截面积的导体,在不同温度下将具有不同的电阻。
这一关系可以通过实验测量并绘制温度-电阻曲线来验证。
6.实验方法为了研究电阻的影响因素,我们可以设计实验来比较不同导体材料、长度、横截面积和温度对电阻的影响。
以下是一些简单的实验方法:6.1 比较不同材料导体的电阻:选取相同长度和横截面积的不同金属杆,将它们分别连接到一个电路中,并测量通过它们的电阻。
6.2 比较不同长度导体的电阻:选取相同材料和横截面积的导线,将它们分别连接到一个电路中,并测量通过它们的电阻。
随着长度的增加,比较电阻的变化。
6.3 比较不同横截面积导体的电阻:选取相同材料和长度的导线,但横截面积不同,将它们分别连接到一个电路中,并测量通过它们的电阻。
初中物理教学中电阻的影响因素一、引言在初中物理教学中,电阻是一个重要的概念,它涉及到电流、电压和功率之间的关系。
电阻是电路中的一个重要元件,它能够阻止电流的流动。
影响电阻的因素有很多,包括材料、长度、横截面积、温度等。
这些因素对电阻的影响是本篇文章的重点。
二、材料对电阻的影响电阻的大小与导体的材料密切相关。
不同的材料具有不同的电阻率,即单位时间内通过单位横截面积的电流强度。
例如,铜和铝是常用的导体,它们的电阻率相对较小;而铁、金等金属的电阻率则较大。
在电路中,导体中的电流会受到电阻的影响而产生电压降,即电压与电流的比值即为电阻。
因此,导体材料的电阻率越大,电阻就越大。
三、长度对电阻的影响电阻的大小也与导体的长度有关。
长度越长,电阻通常会越大。
这是因为导体中的电子在流动时受到的阻力与其长度成正比。
因此,当其他条件相同时,导体的长度越长,电流流动时受到的阻力就越大,电阻也就越大。
四、横截面积对电阻的影响导体的横截面积也会影响其电阻。
横截面积越大,意味着单位体积内的电子数量越多,电流流动时受到的阻力就越小,因此电阻也就越小。
因此,在电路设计时,我们通常会尽可能选择横截面积较大的导体,以提高电路的效率。
五、温度对电阻的影响除了材料、长度和横截面积外,温度也是影响电阻的一个重要因素。
大多数材料的电阻都会随着温度的升高而增大。
这是因为温度升高会使电子的运动速度加快,从而增加了电子之间的阻力。
因此,在某些情况下,我们需要考虑温度对电阻的影响,以确保电路的正常运行。
六、结论在初中物理教学中,电阻是一个重要的概念,它涉及到电流、电压和功率之间的关系。
影响电阻的因素有很多,包括材料、长度、横截面积和温度等。
这些因素对电阻的影响需要被清楚地解释给学生们听,以便他们能够更好地理解和掌握这一概念。
此外,我们还需要强调电阻在电路设计中的重要性,以及如何根据不同的应用场景选择合适的材料和尺寸。
通过以上教学环节,学生们可以更好地理解电阻的概念及其影响因素,从而为他们在未来进一步学习和应用物理知识打下坚实的基础。
第4节影响导体电阻大小的因素一、教材分析利用科学猜想引入探究影响导体电阻大小的因素。
通过科学实验来研究导体电阻与导体的长度、粗细、材料的关系。
再通过超导的学习,增强学生民族的自豪感。
二、学生分析对于科学探究,学生是不陌生的。
但有关电阻科学实验是的一定的难度,学生操作会有一定的困难,改为教师演示是一种选择。
三、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。
四、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五、方法设计交互式、探究式教学。
六、教学过程(一)复习引入导体和绝缘体的区别是什么?--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(二)新课教学猜测: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。
1、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内.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。
2、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内.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.3、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。
八年级上册物理实验:决定电阻大小的因素
实验名称:决定电阻大小的因素
实验目的:
1、探究不同材料的电阻是否相同;
2、了解同种材料的电阻大小与哪些材料有关。
实验器材:
单刀单掷开关,电源,导线,电流表,4根不同电阻丝
实验步骤:
步骤一:按照右上方的电路图连接好实物,链接A电阻丝。
关闭电源,读出此时电流表读数。
步骤二:
断开开关,断开A电阻丝,将B电阻丝接入电源,读出电流表读数。
步骤三:
断开开关,断开B电阻丝,将C电阻丝接入电源,读出电流表读数。
步骤四:
断开开关,断开C电阻丝,将电D阻丝接入电源,读出电流表读数。
比较四组数据的大小与电阻丝的哪些因素有关联。
实验结论:
1、导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度个横截面积;
2、对于同种材料,导线越长,电阻越大;导线横截面积越小,电阻越大。
实验15 探究影响导体电阻大小的因素BY LEX01、在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中:(1)甲同学的猜想是: ①电阻可能与导体的材料有关。
乙同学的猜想是: ②电阻可能与导体的温度有关。
丙同学的猜想是: ③电阻可能与导体的横截面积有关。
根据你掌握的电学知识,你认为:④电阻还与 有关。
(2)现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝,规格如下表。
选用导线A和B进行实验,可以探究 (选填“甲” “乙”或“丙”)同学的猜想。
要想探究猜想①应该选用 (选上面表格中导线的字母代号)两根导线进行实验。
金属丝代号 材料 长度L/m 横截面积s/mm2A 金属甲 1 0.2B 金属甲 1 0.1C 金属乙 1 0.1D 金属乙 0.5 0.102、小张在探究导体电阻与长度的关系实验时,器材有:6伏蓄电池、电压表(0--3V,0--15V)、滑动变阻器(50Ω 1. 5A)、开关各一个,导电性能较差的镍铬合金线MN(电阻较大),刻度尺一把,导线若干。
(1)如图01所示是实验时没有连接完整的电路,请完成电路的连接。
实验次数 1 2 3 4 5 电压表两端间镍铬合金线的长度L/cm 10 20 30 40 50 电压表的读数U/V 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 (2)连接电路时,滑动变阻器的滑片要滑到端(选填“A”或“B”),在实验中小张同学记录了表中实验数据,请你分析表中实验数据,得出导体两端的电压与长度的关系是 。
而小张认为由这些实验数据就可以得到导体电阻与导体长度成正比的结论。
请你为他说明理由图 01 图 0203、在实验探究中,经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题。
如图所示,两电阻丝串联在电路中,将其放入同样大小的烧瓶中,可以对瓶中液体加热。
现有如下课题:A.探究不同物质的吸热能力 B.探究导体电阻大小与材料是否有关C.探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系 D.探究导体电阻大小与长度是否有关(1)如果两瓶中电阻丝电阻大小相等,烧瓶中装着相同质量的水和煤油,则可以探究课题 。
实验十八、探究电阻大小的影响因素【实验目的】探究影响电阻大小的因素有哪些【猜想假设】影响导体电阻大小的因素可能是,导体的材料、长度、横截面积等。
【实验方法】控制变量法和转换法【实验设计】(1)在几个因素中,如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小,常用的方法是控制变量法。
①保持材料和横截面积一定,研究电阻与导体长度的关系。
②保持材料和长度一定,研究电阻与导体横截面积的关系。
③保持长度和横截面积一定,研究电阻与导体材料的关系。
(2)已经提供了如图所示的几种导体,还需要的器材有:电源、电流表、开关、导线(3)电路图:【实验过程】①探究电阻大小跟导体长度的关系应选择A、B两根电阻丝。
表1接入的导体长度横截面积电流/AA(镍铬合金丝)L sB(镍铬合金丝)2L s结论:导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
②探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择A、C两根电阻丝。
表2接入的导体长度横截面积电流/AA(镍铬合金丝)L s实验剖析C(镍铬合金丝)L 2s结论:导体的长度、材料一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
③探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D两根电阻丝。
接入的导体长度横截面积电流/AA(镍铬合金丝)L sD(锰铜丝)L s结论:导体的电阻与材料有关。
【实验补充】导体的电阻受温度的影响:(1)导体的电阻与它的温度的高低有关,金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。
而有些导体的电阻,如铅笔芯(石墨),其电阻是随着温度的升高而减小。
在温度变化不大时,一般不考虑温度对电阻的影响。
(2)在超低温的情况下电阻突然减小为零。
【考点方向】:1、结论可总结成公式,其中ρ叫电阻率,与导体的材料有关。
假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。
2、研究电阻与导体材料关系时”控制长度和横截面积不变,只改变材料,看电流表示数的变化,从而得出电阻与材料有关的结论。
一、实验过程探究导体电阻的影响因素测定金属的电阻率二、数据记录三、实验结论仪器的选择1.选用电流表、电压表时,要根据电源电动势、电阻的大小和额定功率等考虑所测电流、电压的最大值,不能超出仪表的量程,以确保不损坏仪器.在实验电路中测量电流、电压时,电流表、电压表的指针偏转角度不宜过小,以减小误差,电流表、电压表的读数为满刻度2/3左右时,读数较准确.2.选用滑动变阻器,若用“限流式”,一般选用阻值适当大的滑动变阻器,但不是越大越好,因阻值很大时,在实验过程中可能只用到其阻值较小的一部分,这样滑动触头只能在很短的范围内调节,使用起来很不方便.若采用“分压式”,应选择阻值适当小一些的滑动变阻器,这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动的距离成正比例改变,调节起来比较方便.1.下列关于电阻率的说法正确的是( )A.电阻率与导体的长度有关B.电阻率与导体的材料有关C.电阻率与导体的形状有关D.电阻率与导体的横截面积有关2.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( ) A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比3.一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d/10的均匀细丝后,它的电阻变成( )A.R/10000 B.R/100C.100R D.10000R4.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是( )A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻B.由R=U/I可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降阺会突然减小为零,这种现象叫做超导现象.发生超导现象时,温度不为绝对零度D.将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一5.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为( )A.4ρ和4R B.ρ和4RC.16ρ和16R D.ρ和16R6.温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能,在图2-6-6所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线,则( )图2-6-6A.图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化B.图线2反映金属导体的电阻随温度的变化C.图线1反映金属导体的电阻随温度的变化D.图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化7.两粗细相同的同种金属电阻丝R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图2-6-7所示,可知( )图2-6-7A.两电阻的大小之比为R1∶R2=3∶1B.两电阻的大小之比为R1∶R2=1∶33C.两电阻丝长度之比为L1∶L2=∶1新课标第一网D.两电阻丝长度之比为L1∶L2=1∶38.两根材料相同的导线,质量之比为2∶1,长度之比为1∶2,加上相同的电压后,通过的电流之比为( )A.8∶1 B.4∶1C.1∶1 D.1∶49.现有半球形导体材料,接成如图2-6-9所示甲、乙两种形式,则两种接法的电阻之比R甲∶R乙为( )图2-6-9A.1∶1 B.1∶2C.2∶1 D.1∶410.两根材料相同的均匀导线x和y,x长为l,y长为2l,串联在电路中时,沿长度方向电势变化如图2-6-10所示,则x、y导线的横截面积之比为( )图2-6-10A.2∶3 B.1∶3C.1∶2 D.3∶111.12.13.14. 在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.⑴从图中读出金属丝的直径为________mm;⑵为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材:A.电压表0~3V,内阻10kΩB.电压表0~15V,内阻50kΩC.电流表0~0.6A,内阻0.05ΩD.电流表0~3A,内阻0.01ΩE.滑动变阻器,0~10ΩF.滑动变阻器,0~100Ω①要求较准确地测出其阻值,电压表应选________,电流表应选________,滑动变阻器应选________(填序号);②实验中某同学的实物连线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误错误1:_____________________________错误2:_____________________________⑶若测得金属丝的直径用d表示,电阻用R表示,则该金属材料的电阻率ρ=________.15. 在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻R x约为5Ω,实验室备有下列实验器材:A.电压表V1:量程0~3V,内阻约为15kΩB.电压表V2:量程0~15V,内阻约为75kΩC.电流表A1:量程0~3A,内阻约为0.2ΩD.电流表A2:量程0~0.6A,内阻约为11ΩE.变阻器R1:0~100Ω,0.6AF.变阻器R2:0~2000Ω,0.1AG.电池组E:电动势为3V,内阻约为0.3ΩH.开头S,导线若干⑴为减小实验误差,应选用的实验器材有(填代号)_____________________________________;⑵为减小实验误差,应选用图甲中________(填“a”或“b“)为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把图乙中的实物图用线连接起来;⑶若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图丙所示,则金属丝的直径为________mm,电阻值为________Ω.16. 某同学要测电压表V1的内阻R V,测量的电路如图(a)所示,供选择的器材如下:①待测电压表V1:0~3V,内阻约3kΩ②电压表V2:0~6V,内阻约6kΩ③定值电阻R1=3kΩ④定值电阻R2=30Ω⑤滑动变阻器R3:0~1kΩ,1A⑥滑动变阻器R4:0~10Ω,2A⑦电源3.0V,内阻不计⑧开关一个,导线若干根据上述条件,请你完成下面的实验.⑴定值电阻应选________;滑动变阻器应选________.⑵根据电路图a,在图b中用实线把实物连成电路;⑶实验过程中的测量步骤为:移动滑动变阻器触头到某一位置,记录V1、V2的读数U1、U2;不断改变滑动变阻器触头的位置,得到一组U1、U2的值,分别以U1、U2为坐标轴建立坐标系,作出相应图线,如图所示,测得该图线的斜率为k.根据图线的斜率k和选定的定值电阻,写出待测电压表V1内阻的表达式为R V=_______________.17. 某同学想利用所学知识测量某种圆柱形材料的电阻率,实验要求必须精确测出该段材料的阻值.除了导线和开关外,实验室还备有以下器材可供选用:电流表A1:量程1A,内阻r1约0.5Ω电流表A2:量程30mA,内阻r2约200Ω电压表V1:量程6V,内阻R V1等于20kΩ电压表V2:量程10V,内阻R V2约30kΩ滑动变阻器R1,0~20Ω,额定电流2A滑动变阻器R2,0~2000Ω,额定电流1mA电源E:电动势为12V,内阻r约2Ω⑴请选择合适的器材,设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中,其中滑动变阻器应选________.⑵若选用其中一组电表的数据,设该段圆柱形材料的长为L,直径为d,由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为________________,式中符号的含义为_______________________________.18. 科学实验是人们认识自然的重要手段.电学实验中经常需要测量某负载的电阻.⑴测电阻的方法有多种,现在有一只标有“220V,100W”的灯泡,它正常工作时的电阻为________Ω.若用多用电表的欧姆挡来测量这只灯泡的电阻,则测出的电阻应________灯泡正常工作时的电阻(填“大于”“等于”或“小于”).这是因为___________________________________.⑵请你用下列器材设计一个实验,测定灯泡正常工作时的电阻A.220V交流电源B.单刀双掷开关一个C.电阻箱一个(0~999Ω,额定电流1A)D.交流电流表一个(0~0.6A)E.导线若干请画出电路原理图19. 某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而变化的规律,用实验得到下表所示的数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压),则:⑴当U=1.20V时对应的电流表如图甲所示,其读数为 A.⑵实验中所用的器材有:电压表(量程3V,内阻约为2 kΩ)电流表(量程0.6A,内阻约为0.2Ω)滑动变阻器(0~5Ω,1A)电源、待测小灯泡、电键、导线若干⑶根据实验数据,在图丙中画出小灯泡的U-I曲线;⑷如果把这个小灯泡接直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的电池两端,则小灯泡的实际功率是W(结果保留2位有效数字).20.21.一根长为l=3.2 m、横截面积S=1.6×10-3m2的铜棒,两端加电压U=7.0×10-2V.铜的电阻率ρ=1.75×10-8Ω·m,求:探究导体电阻与其影响因素的关系(1)通过铜棒的电流;(2)铜棒内的电场强度.22.测量液体的电阻率,工业上采用一种称为“电导仪”的仪器,其中一个关键部件如图2-6-5所示,A、B是两片面积为1 cm2的正方形铂片,间距为d=1 cm,把它们浸在待测液体中,若通过两根引线加上一定的电压U=6 V 时,测出电流I=1 μA,则这种液体的电阻率为多少?图2-6-523.答案实验探究导体电阻与其影响因素的关系知识回顾控制变量法外接电阻率R=ρlS实验练习1.B2.A3.D4.C5.D6.CD7.B8.A9.D 10.B 11.AC 12.C 13.A14.(1)0.680mm(或0.679 mm)⑵①A C E②错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上;错误2:采用了电流表内接法⑶ρ=πRd2/4L15.⑴ADEGH ⑵b 实物连接如图所示⑶0.635 2.416.⑴R1R4 ⑵如图所示⑶R1/(k-1)17.⑴电路图如图所示R1⑵ρ=πd2(U2–U1)R V1/4U1L18.⑴484 小于灯泡电阻随温度变化而变化,温度越高电阻越大(2)电路图如图所示19.⑴0.42A(0.38A~0.42A都正确)⑵如图所示⑶如图所示⑷0.28W(0.25W~0.32都正确)20.(1)图略(2)21.(1)2×103 A (2)2.2×10-2 V/m22. 6×104Ω·m。
初二物理实验案例分析:探究导体的电阻与
哪些因素有关
教学目标:
知识与技能目标:
理解决定导体电阻的因素以及电阻是导体本身的一种性质,知道电阻器的种类和符号。
会熟练使用电流表测电流。
探究能力目标:
熟习科学探究的过程,体验科学探究的乐趣,学习科学探究的方法,培养科学探究的能力。
情感价值目标:
培养学生终身的探索兴趣,树立将科学转化为技术服务于人类的意识。
教学方法:
启发式科学探究法。
教学过程:
一、从生活走向物理,导入新
模拟到商店买电线的真实情景,让学生明白这么简单的生活小事中还包含着许多我们不知道的物理知识,激发学生学习的欲望。
二、开展科学探究,实施新
探究决定导体电阻的因素。
师:上一节课已经学过,导体的电阻与导体两端所加的电压和通过导体的电流的大小无关,导体的电阻又与什么因素有关呢?
提出问题:导体的电阻由什么因素决定?
师:请同学们仔细观察桌面上的两段导体,一段是铜丝,另一段是铁丝,它们有哪些明显的不同?
生:长度、颜色、材料、粗细、硬度、体积、质量。
师:将以上各项进行初步筛选,得出两段导体最明显的不同在于三个方面,即长度、横截面积、材料。
猜想:导体的电阻是由导体的长度、横截面积、材料决定的。
师:为了判断这个猜想是否正确,我们需要用什么方法来验证?
生:实验。
设计实验。
①实验方法:控制变量法。
②实验原理:电压相同时,通过测定通过导体中的电流来判断导体电阻的大小。
③实验电路与器材简介:如图26所示。
附材料情况表。
进行实验。
①研究长度对电阻的影响。
生:
师:从实验结果得:i2r4。
结论:粗细相同的同种导体,导体越长,电阻越大。
②研究横截面积对电阻的影响。
生:
师:从实验结果得:i2r1。
结论:长度相同的同种导体,导体的横截面积越小,电阻越大。
③研究材料对电阻的影响。
生:
师:从实验结果得:i2r3。
结论:导体的电阻还与导体的材料有关。
分析论证。
导体的电阻是由导体的长度、横截面积、材料来决定的,导体的电阻是导体本身的一种性质。
评估。
回顾以上操作,看看有何不妥或需要改进的地方,即每次实验是否确实做到了控制其他变量不变,而只让一个变量发生变化;由于我们是通过测量电流的大小来判断电阻的大小的,是否每次实验都保证了两段导体两端的电压相同。
若这些因素在实验中都作出了充分考虑,该实验结果应该是可靠的。
探究温度对金属电阻的影响。
提出问题:金属的电阻与温度有关吗?
猜想:
生:金属的电阻随温度的升高而增大。
生:金属的电阻随温度的升高而减小。
生:金属的电阻不随温度的变化而变化。
设计实验:
①实验原理:保持电压不变,用打火机给导体加热,观察电路中电流的变化。
②实验电路:如图27所示。
进行实验
用打火机给日光灯管的灯丝加热,可以清楚地观察到加热过程中,电流表的示数减小,说明灯丝的电阻在增大。
分析论证:
多数金属的电阻随温度的升高而增大。
评估:
在以上操作中,我们选用日光灯管的灯丝进行实验时,保证了钨丝的长度、横截面积、材料都不变,只是用打火机给它加热,提高它的温度,且电源的电压也不变,因此该实验结果是可靠的。
若时间允许的话,还可以多用几种金属进行实验。
交流与合作:
各名同学将自己在实验中的最具创新的想法、做法记在一张小纸片上,在班内宣读,然后放在自己的小“档案袋”内。
各小组把实验结果写成一份实验报告,并张贴在“实验天地”中,便于同学们进行讨论和交流。
电阻器的分类及符号。
三、巩固知识、进行练习
完成书后本节所附练习。
四、课堂小结、结束教学
知识小结:
导体的电阻是由导体的长度、横截面积、材料决定的。
导体的电阻是导体本身的一种性质。
多数金属的电阻随温度的升高而增大。
电阻器的种类及其符号。
科学探究过程小结:
提出问题→猜想设计→进行实验→实验分析→论证评估→交流与合作。
五、布置作业、拓展探究
在课后的兴趣小组活动中,利用同学们设计的另两种实验方案,再次探究影响电阻大小的因素。
如何为你家新买的空调配置合适的电线?
教学设计说明
本节设计的出发点:新一轮基础教育课程改革大力倡
导,在各科中,面向全体学生,开展多样化的探究式学习。
这与未来学者喜欢的“在实际操作中学习”的方法是一致的。
面对未来的压力,学生有权获得在历史变革中求得生存的手段和观念,使他们感到力能应变,而起步之处便是学校。
具有未来概念的创新教学设计能帮助学生面向和适应未来。
未来的社会要求人们会学习、会推理、会创造性思维、会作出决策、会解决问题,而掌握这些技能的根本途径就是亲身经历手脑并用的科学探究过程。
由此设计了这节面向未来的探究式学习的例案。
本设计从模拟到商店购买电线的真实生活情景导入新课内容,经过两个循环的科学探究,获得相关知识后,再将知识应用于社会实践,解决生活中的实际问题。
这与《物理课程标准》中的课程基本理念之二“从生活走向物理,从物理走向社会”是一致的。
在整个探究过程中,不仅强调了学生要倾听教师的教学,更加强调了教师要倾听学生的心声,学生之间还要相互倾听、交流与合作。
在进行随堂实验1时,教师首先认真倾听了学生对两段金属丝的不同之处的描述,让学生“知无不言,言无不尽”,待学生已基本交流完毕后,教师再决定何时介入讨论,以何种方式介入,介入多少。
在探究决定电阻的因素时,让学生指导学生进行探究,这为“学生之间的相互倾听”提供了理想场所。