自制液體電阻定律演示器

黃榮建

摘? ?要：通過(guò)分析教材中電阻演示實(shí)驗(yàn)的不足之處，為了使演示效果更直觀、形象，對(duì)已有實(shí)驗(yàn)器材做出改進(jìn)，設(shè)計(jì)新的教具。主要介紹液體電阻定律演示器的設(shè)計(jì)與制作，補(bǔ)充了教材中的電阻種類，使本節(jié)知識(shí)更全面完整。

關(guān)鍵詞：自制教具;電阻定律;演示器;液體電阻;電阻

引言

人教版九年級(jí)物理第十六章第三節(jié)“電阻”這節(jié)課教材中的演示器材是在電路中連入不同的電阻絲[ 1 ]，通過(guò)觀察小燈泡的亮度來(lái)判斷電阻大小。也可以在電路中串聯(lián)一個(gè)電流表，通過(guò)觀察電流表示數(shù)大小來(lái)比較導(dǎo)體電阻大小。在以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室器材通過(guò)并聯(lián)導(dǎo)線的方式來(lái)等效替代橫截面積較大的電阻，較為抽象。且電阻絲橫截面積小，不便于對(duì)比觀察。此外，本節(jié)課實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)較為單薄，這就使課堂容易變成單純的傳授已有事實(shí)而忽略學(xué)科能力培養(yǎng)?；谝陨纤伎迹瑢?duì)實(shí)驗(yàn)方案做了如下改進(jìn)。

1? 液體電阻定律演示器整體外觀（圖1）

2? 制作材料

有機(jī)玻璃若干片（具體尺寸見(jiàn)圖2），極速膠一盒，硅橡膠一小瓶，銅片2片，導(dǎo)線4根，電池盒（帶電池3節(jié)），燈座2個(gè)，小燈泡2個(gè)，鱷魚夾4個(gè)，塑料泡沫2個(gè)，鹽水一杯等。

3? 液體電阻演示器制作方法及過(guò)程

（1）設(shè)計(jì)好有機(jī)玻璃板尺寸：共7片，前后各1片、外2片、內(nèi)2片、中間底部1片，見(jiàn)圖1;

（2）用極速膠粘合有機(jī)玻璃板，其中在左右直筒中底部插入兩個(gè)銅片做為電極，露出的部分用電烙鐵焊拉到電源引出的導(dǎo)線上;全部完成后用硅橡膠把接縫密封以防滲漏;

（3）制作電池盒，粘貼到液體電阻演示器的中間底部上，焊接好開(kāi)關(guān)，引出導(dǎo)線;

（4）準(zhǔn)備好帶小燈泡的燈座兩個(gè)，用熱熔膠將其粘在側(cè)壁上，左右各一個(gè)，它們是并聯(lián)的，分別通過(guò)兩邊管中的液體構(gòu)成通路，以顯示兩邊液體電阻大小情況，進(jìn)行對(duì)比;

（5）在銅片1 cm×3 cm大小和2 cm×3 cm兩銅片上分別焊出一根導(dǎo)線（長(zhǎng)約25 cm），另一端焊接鱷魚夾上，為了使銅片能漂浮在鹽水液面上，在銅片上方粘上一小片塑料泡沫，大小與銅片等大，這樣當(dāng)銅片放入直筒中時(shí)就能浮在鹽水表面上，通過(guò)鹽水與下部銅片構(gòu)成通路，小燈泡就能發(fā)光，從發(fā)光的強(qiáng)弱或接入的電流表的電流大小，就能看出哪邊的液體電阻大，哪邊的液體電阻小，從而研究液體電阻因素與什么有關(guān)。

4? 操作方法

（1）將銅片電極嵌入容器底，并標(biāo)示電極位置，將另一電極固定在輕質(zhì)泡沫上;

（2）往容器中注入一定濃度的食鹽水，隨著液面的升高，兩個(gè)電極間的距離也逐漸增大，實(shí)現(xiàn)了電阻大小與長(zhǎng)度關(guān)系的動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察;

（3）由于連通器的液面高度等高，可進(jìn)行探究當(dāng)長(zhǎng)度一定時(shí)，電阻大小與橫截面積的關(guān)系;

（4）按壓金屬片也可重復(fù)動(dòng)態(tài)觀察液體電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系。

5? 改進(jìn)優(yōu)勢(shì)

通過(guò)這個(gè)液體電阻演示器，可以很好地演示液體電阻大小也與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積和液體種類有關(guān)：

（1）在一邊裝入鹽水后，由于兩邊是連通器，兩邊液面保持等高，但橫截面積不同，很明顯看出橫截面積大的一邊小燈泡亮，從而得出液體電阻與橫截面積有關(guān);

（2）用細(xì)的金屬棒把漂浮的銅片按入一定深度，液體長(zhǎng)度變化，小燈泡亮度也發(fā)生變化，從而得出液體電阻與液柱長(zhǎng)度有關(guān);

（3）取能導(dǎo)電的不同液體到相同的深度，也會(huì)看出小燈泡亮度不同，從而得出液體電阻也液體種類有關(guān)。

通過(guò)這個(gè)演示器材的改進(jìn)，學(xué)生更好地理解了電阻大小的影響因素，也補(bǔ)充了教材中沒(méi)有液體電阻的不足。

參考文獻(xiàn)：

[1] 人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.義務(wù)教育教科書物理九年級(jí)全一冊(cè)[M].北京：人民教育出版社，2013：64-65.