- 相關(guān)推薦
物理課電阻教學(xué)設(shè)計(jì)
篇一:電阻教學(xué)設(shè)計(jì)
整體設(shè)計(jì):
本節(jié)主要內(nèi)容為電阻概念的建立及對(duì)其影響因素的探究,這些內(nèi)容是學(xué)習(xí)第四節(jié)“變阻器”的理論基礎(chǔ)。作為電學(xué)中三大基本概念之一,“電阻”處于樞紐和核心的位置。因?yàn)殡妼W(xué)知識(shí)的應(yīng)用離不開(kāi)電阻,各種用電器的功能實(shí)現(xiàn)決定于所用電阻的性質(zhì)和特點(diǎn),人類(lèi)對(duì)電學(xué)規(guī)律的探索、各類(lèi)用電器的發(fā)明,都離不開(kāi)對(duì)電阻的研究。僅就初中所學(xué)電學(xué)知識(shí)來(lái)說(shuō),電學(xué)中所考查的難點(diǎn)問(wèn)題也離不開(kāi)電阻, 因電路中電阻的變化會(huì)引起電流的改變,電流的改變會(huì)引起電功率的改變。所以本節(jié)內(nèi)容在為學(xué)習(xí)“變阻器”作準(zhǔn)備的同時(shí)也為后續(xù)電學(xué)知識(shí)“歐姆定律”和“電功率”的學(xué)習(xí)提供理論支持。
“導(dǎo)入新課”可依據(jù)教材提示,通過(guò)學(xué)生的課前調(diào)查或教師的課堂展示使學(xué)生認(rèn)識(shí)到導(dǎo)線多用“銅”和“鋁”來(lái)制作這一事實(shí),引出問(wèn)題,從而展開(kāi)探究。
“演示實(shí)驗(yàn)”通過(guò)把長(zhǎng)短、粗細(xì)相同的不同導(dǎo)體(銅絲和鎳鉻合金絲)連入電路中,觀察燈泡明亮程度的變化,來(lái)獲得不同導(dǎo)體(相同條件下)對(duì)電路中電流的阻礙作用的信息 。電阻概念的引出是通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)得出的,教師進(jìn)行演示時(shí)可以多選取幾種材料進(jìn)行比較。本實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)作用:一是引出電阻的概念,導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用,電阻是導(dǎo)體本身固有的一種屬性。二是表明電阻的大小跟導(dǎo)體的種類(lèi)等因素有關(guān)。電阻的概念比較抽象,教學(xué)中教師最好不要硬性地將其灌輸給學(xué)生,而應(yīng)該通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生觀察、比較、分析,確認(rèn)導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用后得出,即要把電阻概念的教學(xué)變得直觀、生動(dòng)、具體,并且使學(xué)生明確怎樣用實(shí)驗(yàn)的方法比較導(dǎo)體電阻的大小。
“電阻”概念的教學(xué),教材是以電阻的定義、大小和單位、常見(jiàn)的電阻器為核心展開(kāi),直接給出電阻單位的名稱(chēng)、簡(jiǎn)稱(chēng)、符號(hào)、換算關(guān)系。教材沒(méi)有給出電阻率的概念,而是在后面的小資料中給出幾種“長(zhǎng)度為1 、橫截面積為1 2金屬導(dǎo)線在20 ℃時(shí)的電阻值”。這樣處理既滿(mǎn)足課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,又向?qū)W生滲透電阻的本質(zhì)特征是表征物質(zhì)的一種固有屬性,不同導(dǎo)體的導(dǎo)電能力是不同的。換句話(huà)說(shuō),不同的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用不同。
“決定電阻大小的因素”的教學(xué),可從生活中的高壓線又粗又直,而電爐絲又細(xì)又長(zhǎng)引出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“控制變量法”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究,條件好的學(xué)?稍O(shè)計(jì)成分組實(shí)驗(yàn)完全由學(xué)生進(jìn)行探究,而教師進(jìn)行指導(dǎo)。如果學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中鎳鉻合金絲較少或不易買(mǎi)到,也可用電爐絲(主要成分為鎳鉻合金,買(mǎi)來(lái)后將其拉直即可)來(lái)替代進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
“科學(xué)世界”主要介紹了半導(dǎo)體和超導(dǎo)現(xiàn)象,利用電阻的知識(shí),進(jìn)一步說(shuō)明導(dǎo)體與絕緣體的區(qū)別,進(jìn)行知識(shí)的拓展與升華。由于半導(dǎo)體的應(yīng)用已很廣泛,向?qū)W生介紹這方面的知識(shí),對(duì)啟發(fā)學(xué)生思維,開(kāi)闊眼界,提高學(xué)習(xí)興趣,都大有好處。
教學(xué)重點(diǎn):
1.電阻概念的建立。
2.探究決定電阻大小的因素。
教學(xué)難點(diǎn):
1.在探究決定電阻大小因素的過(guò)程中,掌握控制變量法。
2.難點(diǎn)是:認(rèn)清電阻是導(dǎo)體自身的性質(zhì),與電壓、電流無(wú)關(guān)。
教學(xué)方法:
自主、合作、探究式學(xué)習(xí)。
課時(shí)安排:1課時(shí)
三維目標(biāo):
一、知識(shí)與技能
1.知道什么是電阻,理解電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性;
2.知道電阻的單位及其換算;
3.理解電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)。
二、過(guò)程與方法
在探究決定電阻大小因素的過(guò)程中,體會(huì)用控制變量法研究物理問(wèn)題。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
激發(fā)學(xué)生對(duì)電阻大小與哪些因素有關(guān)產(chǎn)生興趣,積極動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或觀察實(shí)驗(yàn)。
課前準(zhǔn)備:
示教電路板,多媒體,電流表,小燈泡,干電池組,開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干,長(zhǎng)短粗細(xì)相同的鐵絲、鎳鉻合金絲及銅絲各一段,相同橫截面積(0.16 2)、不同長(zhǎng)度(10 c和20 c)的鎳鉻合金絲各一段,相同橫截面積(0.16 2)、不同長(zhǎng)度(10 c和20 c)的康銅絲各一段。
篇二:電阻教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)設(shè)計(jì):演示導(dǎo)入
演示如圖的實(shí)驗(yàn),當(dāng)用鎳鉻合金線替換電路中的銅導(dǎo)線后,燈泡亮度明顯變暗。
教師引導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象,概括出:電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流大小還與導(dǎo)體自身有關(guān)。
推進(jìn)新課:
一、電阻
1. 探究實(shí)驗(yàn),感受新知
目的:探究粗細(xì)、長(zhǎng)短都相同的銅線、鐵線和鎳鉻合金線的導(dǎo)電情況。
過(guò)程:
(1)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、選擇器材并操作(實(shí)驗(yàn)電路圖見(jiàn)上圖)。
(2)教師補(bǔ)充探究粗細(xì)、長(zhǎng)短都相同的銅絲、碳鋼絲、康銅絲及鎳鉻合金絲的導(dǎo)電情況。
提示:為了研究各種材料的導(dǎo)電性能,可用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行。提示學(xué)生參照課本上的實(shí)驗(yàn)方法連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)器材:鐵線、銅線、鎳鉻合金線(電爐絲)、小燈泡(帶燈座)、開(kāi)關(guān)、干電池(帶電池盒)、電流表、導(dǎo)線若干。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟(參考):
、賹㈡囥t合金線連入電路,合上開(kāi)關(guān),觀察小燈泡的亮度;
②將鎳鉻合金線換成長(zhǎng)短、粗細(xì)相同的鐵線連入電路,合上開(kāi)關(guān),觀察小燈泡的亮度;
、蹖㈣F線換成長(zhǎng)短、粗細(xì)相同的銅線,合上開(kāi)關(guān),觀察小燈泡的亮度;
、軐㈦娏鞅泶(lián)接入電路,重復(fù)上述的實(shí)驗(yàn),觀察電流表的示數(shù)。
發(fā)現(xiàn)小結(jié):接入銅線比接入鐵線時(shí)燈泡亮,接入鐵線時(shí)比接入鎳鉻合金線時(shí)燈泡亮;接入銅線比接入鐵線時(shí)電流大,接入鐵線時(shí)比接入鎳鉻合金線時(shí)電流大。小燈泡亮?xí)r電流大,小燈泡暗時(shí)電流小。
教師組織學(xué)生討論本次發(fā)現(xiàn)的意義。
意義概述:導(dǎo)體能導(dǎo)電,但同時(shí)對(duì)電流又有阻礙作用。相同電壓下,導(dǎo)線中電流不同,說(shuō)明兩條導(dǎo)線對(duì)電流的阻礙作用不同。在物理學(xué)中用“電阻”這個(gè)物理量來(lái)表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大,表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體,電阻一般不同,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
(教學(xué)說(shuō)明:這樣安排教學(xué)的目的是讓學(xué)生通過(guò)觀察、比較、分析,確認(rèn)導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用,并且使學(xué)生明確怎樣用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)比較導(dǎo)體電阻的大小,從而初步突破“電阻”這一教學(xué)重難點(diǎn)。)
2.小組合作,閱讀探究電阻相關(guān)知識(shí)
組織學(xué)生以小組為單位,閱讀教材中電阻部分的材料,解決如下問(wèn)題:
解決問(wèn)題:(用展示)
①電阻是表示____________________的物理量。電阻越大,表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用________。
、诓煌膶(dǎo)體,電阻一般______。
、垭娮璧姆(hào)是____,電路圖中的符號(hào)“ ”。
、茈娮鑶挝挥衉_____、______、______,你掌握這些單位之間的轉(zhuǎn)換了么?
⑤你知道了生活中哪些常見(jiàn)的電阻器呢?
、迣(duì)于電阻,你有什么新的問(wèn)題和發(fā)現(xiàn)?
教師活動(dòng):
、俳M織學(xué)生進(jìn)行解答問(wèn)題、質(zhì)疑。
、诮處煹礁鱾(gè)小組當(dāng)中,以小組成員的身份參加討論。
③板書(shū)電阻相關(guān)知識(shí),并糾正學(xué)生回答過(guò)程中的錯(cuò)誤和不足。
學(xué)生活動(dòng):
、匍喿x教材及資料學(xué)習(xí)電阻的相關(guān)知識(shí)并初步解答問(wèn)題。
、趯⒆约簺](méi)有掌握準(zhǔn)確的知識(shí)交給小組,進(jìn)行合作、交流互相解答問(wèn)題。
③小組代表發(fā)言為全班同學(xué)解答問(wèn)題。
、苄〗M內(nèi)解決不了的疑問(wèn)提出來(lái),其他小組答疑(如果沒(méi)有則該步驟不用進(jìn)行)。
總結(jié):(用展示)
(1)知識(shí)學(xué)習(xí)方面:
、匐娮枋潜硎緦(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量。電阻越大,表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。
、诓煌膶(dǎo)體,電阻一般不同。
各種固定電阻器
、垭娮璧姆(hào)是R,電路圖中的符號(hào)“ ”。
④電阻單位有:歐姆(Ω),千歐(Ω),兆歐(MΩ);換算關(guān)系:1 Ω=103 Ω,1 M Ω=106 Ω。
、萆钪谐R(jiàn)的電阻器: 電視機(jī)、收音機(jī)和耳麥的調(diào)音旋鈕,各種家用電器的電路板上有各種各樣的電阻器(如右上圖)。
⑥新的問(wèn)題和發(fā)現(xiàn):由課本上“幾種長(zhǎng)1 、橫截面積1 2的金屬導(dǎo)線在20 ℃時(shí)的電阻值”可發(fā)現(xiàn)“導(dǎo)體電阻除與材料有關(guān)外,還可能還與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積及溫度有關(guān)(‘是否有關(guān),有什么關(guān)系?’需要用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證)。”
(2)學(xué)生小組合作交流方面。
教師對(duì)表現(xiàn)優(yōu)秀的小組和成員進(jìn)行表?yè)P(yáng)與鼓勵(lì),并提出新的要求:運(yùn)用小組的合力設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究決定電阻大小的因素。
(教學(xué)說(shuō)明:這樣安排教學(xué)的目的有二:一是放手讓學(xué)生進(jìn)行知識(shí)建構(gòu),突破“電阻”這一教學(xué)重難點(diǎn);二是打開(kāi)新的探究之門(mén),過(guò)渡到對(duì)影響導(dǎo)體電阻大小因素的探究上來(lái)。)
3.即學(xué)即練
(1)單位換算:180 Ω=______ Ω,3×105 Ω=______MΩ=______ Ω。
(2)關(guān)于導(dǎo)體的電阻,下列說(shuō)法正確的是( )
A.導(dǎo)體中的電流越大,其電阻越小
B.電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)
C.粗導(dǎo)線的電阻要比細(xì)導(dǎo)線的電阻小
D.銅導(dǎo)線的電阻比鐵導(dǎo)線的電阻小
答案:(1)0.18 0.3 300 (2)B
二、決定電阻大小的因素
1.創(chuàng)設(shè)情景,引發(fā)猜想
展示:學(xué)生課下搜集來(lái)的各種電阻線。(要求學(xué)生搜集得多一些,種類(lèi)要全,各種粗細(xì)、材料的都有,有家庭用的,有工業(yè)生產(chǎn)用的等等,這樣有益于學(xué)生提出自己的猜想)
教師用展示幾種電阻線:見(jiàn)圖甲~圖丁。
甲 生活中的電線(1) 乙 生活中的電線(2) 丙 高壓輸電線 丁 電爐
提出問(wèn)題:我們看到,高壓輸電用的電線,使用的金屬線又粗又直。為什么不用細(xì)導(dǎo)線輸電呢?電爐上面的電爐絲,為什么不用粗而直的導(dǎo)線呢?
引導(dǎo)學(xué)生猜想:電阻與哪些因素有關(guān)?
學(xué)生分組討論,提出自己組的猜想。教師也有意選擇幾組,加入討論。
教師主持,學(xué)生交流猜想。
有的學(xué)生提出,從剛才的探究實(shí)驗(yàn)中,可看出電阻的大小可能和導(dǎo)線的材料有關(guān);有的學(xué)生則在與水流的對(duì)比中推斷出可能與導(dǎo)體的橫截面積和長(zhǎng)度有關(guān);也有學(xué)生聯(lián)想到長(zhǎng)跑時(shí)比短跑時(shí)的速度慢,認(rèn)為可能與電流所流過(guò)的路徑長(zhǎng)短有關(guān)。
教師在交流過(guò)程中則應(yīng)注意讓學(xué)生說(shuō)出得到猜想的線索和依據(jù),啟發(fā)、幫助學(xué)生明了自己所采用的生成猜想的方法(如聯(lián)想、類(lèi)比、觀察等)。此外,不論學(xué)生提出的猜想或假設(shè)是否成立,只要是有依據(jù)的,教師在此都應(yīng)予以表?yè)P(yáng)。
2.自主探究,搜集證據(jù)
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器具:1.5 V電池(1節(jié));電流表(1只);導(dǎo)線若干;待研究導(dǎo)體4根,規(guī)格如下:
編號(hào)材料長(zhǎng)度(c)橫截面積(2)
、冁囥t100.16
、阪囥t200.16
、劭点~100.16
④康銅200.16
學(xué)生按照自己的假設(shè),自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,自主擬定實(shí)驗(yàn)步驟,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師巡回指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。
3.得出結(jié)論,分析交流
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生上講臺(tái),將實(shí)驗(yàn)報(bào)告投影出來(lái),并重點(diǎn)就結(jié)論、電路圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想進(jìn)行交流,生生、師生互問(wèn)、互辯。
這一階段,教師應(yīng)注意:(1)通過(guò)突出導(dǎo)線 的選擇原則,滲透實(shí)驗(yàn)變量的控制方 法。(2)注意收集得出同一實(shí)驗(yàn)結(jié)論的不同實(shí)驗(yàn)途徑,如探索長(zhǎng)度因素時(shí),既可用導(dǎo)線①②比較,也可用導(dǎo)線③④,還可將同一導(dǎo)線的不同長(zhǎng)度接入電路。激勵(lì)學(xué)生用多種方法完成實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)他們思維的多向發(fā)散能力。(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)方法獨(dú)特的學(xué)生予以大力贊揚(yáng),以養(yǎng)成學(xué)生盡力追求“與眾不同”的創(chuàng)新意識(shí)。(4)由于實(shí)驗(yàn)器材中四根導(dǎo)體的橫截面積相同,因此在交流粗細(xì)因素時(shí),特別注意讓學(xué)生說(shuō)出如何得到長(zhǎng)度、材料相同而粗細(xì)不同的導(dǎo)體的,如將②④導(dǎo)線對(duì)折后分別與導(dǎo)線①③相比;或向別組借一條導(dǎo)線和自己組中相同的一根并聯(lián)后測(cè)出電流,與原導(dǎo)線相比等。
結(jié)論:導(dǎo)線的電阻與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和導(dǎo)線的橫截面積有關(guān)系:導(dǎo)線越長(zhǎng),電阻越大;導(dǎo)線越細(xì),電阻越大。大量實(shí)驗(yàn)表明,導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫截面積。
4.即學(xué)即練:(用展示問(wèn)題)
李智和周慧做“探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體橫截面積關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。他們準(zhǔn)備在下圖中的M、N兩點(diǎn)間接入待研究的電阻絲,電源電壓恒定,忽略燈絲電阻隨溫度變化的影響,待用電阻絲的規(guī)格如下:
導(dǎo)體編號(hào)材料長(zhǎng)度橫截面積
a b鎳鉻合金絲LS
c d錳銅合金絲 LS
e f鎳鉻合金絲2LS
g h鎳鉻合金絲 L2S
(1)他們應(yīng)選擇編號(hào)為_(kāi)_______、________的兩根電阻絲來(lái)探究;
(2)正確選擇后,他們將所選電阻絲分別接入M、N兩點(diǎn)間,閉合開(kāi)關(guān),通過(guò)觀察燈泡的亮暗或電流表的示數(shù)來(lái)比較電阻絲電阻的大小。實(shí)驗(yàn)中,兩次電流表指針均有偏轉(zhuǎn),但第一次的示數(shù)小于第二次的示數(shù),說(shuō)明第二次接入電路的電阻絲的電阻值__________,同時(shí)周慧發(fā)現(xiàn)第一次實(shí)驗(yàn)中燈泡不亮,你認(rèn)為原因是:
________________________________________________________________________。
答案:(1)ab gh (2)較小(小) 燈泡的實(shí)際功率太小(通過(guò)燈泡的電流太小或燈泡兩端的電壓太小)
拓展深化:
(根據(jù)課堂所剩時(shí)間,可選擇下面的部分內(nèi)容進(jìn)行拓展)
1.半導(dǎo)體和超導(dǎo)現(xiàn)象
學(xué)生閱讀教材“科學(xué)世界”中的內(nèi)容,了解什么是半導(dǎo)體,什么是超導(dǎo)現(xiàn)象。
播放視頻:誘人的.超導(dǎo),師生共同觀看。
超導(dǎo)(視頻截圖)
2.介紹能導(dǎo)電的塑料(見(jiàn)參考資料)。
3 .播放電阻與溫度視頻,師生共同觀看。
電阻與溫度(加熱) 電阻與溫度(降溫)
4.走向社會(huì)
(1)假如讓你架設(shè)一條輸電線路,在鐵線和鋁線之間,你選用哪種?請(qǐng)說(shuō)出理由。
(2)請(qǐng)課后調(diào)查你家里的電線、室外的電線、高壓電線、電話(huà)的電纜線分別是用什么材料制成的,并用今天學(xué)到的知識(shí)分析采用該材料的原因。
[課堂總結(jié)]
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容:
1.電阻是用來(lái)表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量。電阻的符號(hào)為R,電路圖中的符號(hào)“ ”;
2.電阻的單位為歐姆(Ω),常用單位還有千歐(Ω)和兆歐(MΩ),其換算關(guān)系:1 Ω=103 Ω,1 MΩ=106 Ω;
3.大量實(shí)驗(yàn)表明,導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫 截面積。
[布置作業(yè)]
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理1、2、3。
篇三;電阻教學(xué)設(shè)計(jì)
電阻定義:導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用符號(hào):R單位:Ω Ω MΩ電路圖中的符號(hào):決定電阻大小的因素材料長(zhǎng)度:導(dǎo)體越長(zhǎng),電阻越大橫截面積:導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻越小
活動(dòng)與探究
課題:探究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系。
目的:通過(guò)探究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系,進(jìn)行知識(shí)拓展和探究能力的培養(yǎng)。
內(nèi)容:通過(guò)課堂上的學(xué)習(xí),同學(xué)們已經(jīng)知道了決定電阻大小的因素有材料、長(zhǎng)度和橫截面積這三個(gè)因素,還有什么因素能影響導(dǎo)體的電阻大小呢?
導(dǎo)體的溫度對(duì)導(dǎo)體電阻有沒(méi)有影響呢?如果有影響,導(dǎo)體電阻大小與溫度有什么關(guān)系呢?
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):
、僖淖儗(dǎo)體的溫度,我們可以用酒精燈給導(dǎo)體加熱。
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),用電流表測(cè)量電路中電流的變化,實(shí)驗(yàn)用器材和電路如右圖。
、圻M(jìn)行實(shí)驗(yàn):給接入電路中的螺旋狀的導(dǎo)體線圈加熱,觀察電流表指針有什么變化。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的電流變小說(shuō)明什么?是不是所有的導(dǎo)體電阻都隨溫度升高而變大呢?請(qǐng)上網(wǎng)查閱相關(guān)資料得出結(jié)論。
結(jié)論:實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,導(dǎo)體的電阻除了和導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)外,還與導(dǎo)體的溫度有關(guān)。大多數(shù)導(dǎo)體電阻隨溫度升高而增大,個(gè)別的導(dǎo)體的電阻隨溫度變化升高而減小。
設(shè)計(jì)反思
本課教學(xué)設(shè)計(jì)立足于“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的思路上,以科學(xué)探究為主線,采用“提出問(wèn)題——進(jìn)行猜想——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——得出結(jié)論——拓展應(yīng)用”的課堂探究式教學(xué)模式,讓學(xué)生經(jīng)歷從生活到物理的認(rèn)識(shí)過(guò)程,經(jīng)歷基本的科學(xué)探究實(shí)踐,達(dá)到掌握知識(shí)與技能,提高各種能力以及培養(yǎng)敢于創(chuàng)新的探索精神的目的,充分體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的“以學(xué)生為主體,以活動(dòng)為主線,以創(chuàng)新為主旨”的探究式教學(xué)理念。
參考資料
一、電流對(duì)抗金屬離子:電阻
當(dāng)自由電子的流動(dòng)(電流)被導(dǎo)體的金屬離子所阻礙時(shí),就產(chǎn)生了電阻。金屬離子具有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu),但實(shí)際上它們也不是純的(含有其他金屬和含有不規(guī)則的結(jié)構(gòu),所有這些就干擾了金屬離子對(duì)稱(chēng)的和同質(zhì)的結(jié)構(gòu))。另外由于熱能的原因,離子不停地振動(dòng)。這種網(wǎng)狀的不規(guī)則和由熱能引起的擺動(dòng)是對(duì)電流造成阻力的起因。
在普通導(dǎo)體中會(huì)發(fā)生什么情況:
右圖使電傳導(dǎo)觀念形象化了,電傳導(dǎo)就如同球體(電子)運(yùn)動(dòng)一樣。它在斜面上流動(dòng)(斜面相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體)。障礙物代表金屬離子不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它們不允許電子自由流動(dòng)。這就是形成電阻的原因。電子與金屬離子相撞,輸出了它的部分能量,這些能量又轉(zhuǎn)化為熱量。
超導(dǎo)體會(huì)發(fā)生什么變化:超導(dǎo)體中電子兩 個(gè)兩個(gè)地成組聚集在所謂的“庫(kù)珀對(duì)”里面,它們又表現(xiàn)為單一的粒子,這同煤氣分子能夠聚集成液體狀是同樣的道理。超導(dǎo)電子作為整體以液體的形態(tài)表現(xiàn)出來(lái),盡管存在著由于金屬離子擺動(dòng)和金屬離子網(wǎng)的不規(guī)則帶來(lái)的阻礙,它還是能夠自由流動(dòng)而不受影響。
二、能導(dǎo)電的塑料
提到塑料和橡膠,人們當(dāng)然地認(rèn)為它們是很不錯(cuò)的電絕緣體。是的, 絕大多數(shù)高分子材料都具有優(yōu)異的電絕緣性能,可以用來(lái)做電線的包覆、插座、插頭、電器外殼等 。但是,你可知道,在這一般認(rèn)為不能導(dǎo)電的塑料家族中,卻出現(xiàn)了一支“叛軍”,這就是導(dǎo)電聚合物材料。說(shuō)起它的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展,幾十年來(lái),不知凝聚著多少高分子材料專(zhuān)家的心血。
意大利的納塔教授是配位絡(luò)合聚合理論的創(chuàng)立者,前面說(shuō)過(guò),是他首先在世界上把丙烯合成為聚丙烯。由于這些成就,他后來(lái)榮獲了1963年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。從1958年起,他就對(duì)把乙炔合成為聚乙炔產(chǎn)生了濃厚的興趣,開(kāi)始了孜孜不倦的研究。直至1979年他去世時(shí),這項(xiàng)工作仍然沒(méi)有很大的進(jìn)展。盡管納塔一生取得了許多科學(xué)成就,但在乙炔聚合的研究上,他終于抱憾而逝。
從1958年納塔教授的研究開(kāi)始,到1987年納爾曼教授的成功,經(jīng)過(guò)30年的努力,導(dǎo)電聚乙炔終于誕生了。事實(shí)上,聚乙炔只是導(dǎo)電塑料的一種。這些年來(lái),對(duì)其他導(dǎo)電塑料的研究也有許多成就,每年發(fā)表的有關(guān)論文達(dá)數(shù)百篇。單是美國(guó),在這幾年的美國(guó)物理學(xué)會(huì)和美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的年會(huì)論文中,有近一半是關(guān)于導(dǎo)電高分子材料的。研制成功的導(dǎo)電塑料有:胺、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚對(duì)苯乙炔、聚對(duì)亞苯基等。
導(dǎo)電聚合物的研究除了在開(kāi)發(fā)品種上,還在導(dǎo)電機(jī)制上、導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用、超導(dǎo)聚合物等方面取得了進(jìn)展。在應(yīng)用方面已有許多成功的嘗試,我們舉幾個(gè)例子。
導(dǎo)電聚乙炔的吸收光譜與照到地面上的太陽(yáng)光十分相似,也就是說(shuō),導(dǎo)電聚乙炔能把太陽(yáng)光中幾乎所有的能量都吸收下來(lái),因此是做太陽(yáng)能電池的理想材料。
導(dǎo)電聚合物由于摻雜、脫雜,會(huì)發(fā)生從絕緣體到導(dǎo)電體之間的不同相變化,這種變化同時(shí)帶來(lái)吸收光譜的變化,聚合物的顏色也就發(fā)生變化,所以用來(lái)做電致變色顯示元件是很理想的。
透明的導(dǎo)電聚合物已成為透明導(dǎo)電膜的首選材料。我國(guó)訪問(wèn)學(xué)者曹鏞參與的希格爾小組,已用某種導(dǎo)電聚合物制成了發(fā)光二極管。美國(guó)軍界已把導(dǎo)電聚合物用于隱身飛機(jī)。
此外,導(dǎo)電聚合物還在傳感器、電磁屏蔽、催化等方面作出了貢獻(xiàn)。
目前,從事導(dǎo)電聚合物研究的科學(xué)工作者正充滿(mǎn)信心,大家一致認(rèn)為,21世紀(jì)導(dǎo)電聚合物研究將有突破性的進(jìn)展,超導(dǎo)型導(dǎo)電聚合物也有成功的希望。導(dǎo)電聚合物全面造福于人類(lèi)的日子已為期不遠(yuǎn)了。
三、鉛筆芯的導(dǎo)電性能和硬度有關(guān)
任何一種鉛筆芯的主要成分都是石墨。其實(shí)鉛筆的筆芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成的。如“H”即英文“hard”(硬)的詞頭,代表粘土,用以表示鉛筆芯的硬度。“H”前面的數(shù)字越大(如6H),鉛筆芯就越堅(jiān)硬,也即筆芯中與石墨混合的粘土比例越大!癇”是英文“blac”(黑)的詞頭,代表石墨,用以表示鉛筆芯質(zhì)軟的情況和寫(xiě)字的明顯程度。以“6B”為最軟,字跡最黑,常用以繪畫(huà),普通鉛筆標(biāo)號(hào)則一般為“HB”。