用电炉丝做电学小实验的几种方法
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用电炉丝做电学小实验的几种方法
作者:龚道良
来源:《中学物理·初中》2013年第09期
实施物理新课程标准,要让学生做一些小实验,通过做小实验让学生获得的体验,从小实验中学到物理知识,学会物理方法. 在实践中笔者发现,电炉丝是电学小实验的好材料,商店中有售,价格便宜,无论是教师自制电学演示实验,还是学生做电学小实验,都是小实验的好材料,下面介绍用电炉丝做电学小实验的几个实例.
1 利用电炉丝制作滑动变阻器
人教版八年级物理下册教材P19页图6.4-1“用铅笔芯控制小灯泡亮度”实验,这个实验器材有三个缺点:一是铅笔芯在木槽中易碎成小段,影响小实验的效果;二是在滑动的过程中会磨掉一些铅笔芯的石墨粉,使铅笔芯的粗细变得不均匀,电阻值发生不均匀的变化;三是因为铅笔芯的主要成份是石墨,电线与石墨的接触电阻较大,造成小灯泡有时亮有时不亮的现象. 以上三点都会影响到小实验的效果.
电炉丝是做滑动变阻器的小实验的好材料,它是用镍铬金合金材料制成的.1 kW的电炉子的电炉丝, 1 cm的电阻值约 1 Ω左右,我们要选10 Ω(实验小灯泡电阻10 Ω左右)的电阻,大约需要10 cm的这种电炉丝, 按如图1所示接好电路后,向左或向右滑动P 时,小灯泡亮度变化效果非常明显,让学生将小实验现象记录在事先设计的表格中,通过分析小实验更进一步加深学生对滑动变阻器原理的理解.
2 利用电炉丝研究电阻与温度的关系
电炉丝镍铬合金材料制成,其特性为电阻随温度的升高而增大. 利用它的这种特性可以让学生体验“电阻大小与温度有关”.如图2所示,选取合适长度的电炉丝、小灯泡、电源、开关组成电路,用酒精灯加热电炉丝R ,让学生观察灯泡亮度,学生会发现灯泡的亮度发生了明显的变化,通过分析电路中电流的变化情况,从而得出“电阻大小与温度有关”的结论.
3 利用电炉丝研究电流的热效应 “电流一定时,电流的热效应与电阻大小有关”.学生做这个小实验时,一是需要两只阻值不同的电阻,用电炉丝很容易做成两只不同阻值的电阻,截取长度不同的电炉丝,就得到了两只阻值不同的电阻R1和R2;二是要反映电阻产生热量多少的器材. 在教学过程中教师可以给学生提供以下器材:电源、导线、 开关、 电炉丝、 松香、火柴、 煤油、 小玻璃瓶、细玻璃管(或塑料管)让学生设计各种不同的实验方案,经过学生讨论可以设计出下列方案进行小实验:
(1)自制如图3所示小实验用的仪器,把R1、R2分别浸在装有煤油的小药瓶中
(R1≠R2),然后比较通电一段时间后药瓶内煤油柱升高的高度,再进行分析,串联电路中电