水浴法印证铅笔芯的电阻随温度升高而减小

管容

[摘 要]本文通过水浴法对包扎好的铅笔芯加热，通过温度计、电压表、电流表的读数和演示电表的偏角来获得其电阻的大小随温度的升高而阻值减小的情况。

[关键词]铅笔芯；电阻；温度；读数；偏角

物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理概念和规律都是在实验的基础上抽象概括出来的。物理演示实验和学生实验的效果在很大程度上决定着教学的效果。在教学中，有些老师只是讲实验，或做一些演示实验，重在强调学生记忆实验现象和实验结论，注重知识点的传授不加强能力的训练，只讲理论，不讲实践，无形中在学生头脑中形成的只看分数不看能力的观念。新课程改革要求将学生从死记硬背造成的过重课业负担中解放出来，要求学生感受理解知识产生和发展的过程，这就给实验教学提出了严峻的挑战，同时，也给从事物理教学的第一线老师们提出新的课题，为此，在初三的物理复习课堂中，重视实验复习，让学生重新经历实验的过程，不仅有助于牢固掌握物理知识，提高实验技能，弥补教学课时的不足，而且还能有效提高物理概念和规律的记忆效果。

一、试验背景

在初三物理的一些练习中，有用伏安法测小灯泡的电阻，总会這么问，其电阻为何在这几组数据中有变化，且有增大趋势？能不能求其平均值？作为一名物理老师，我曾让学生自己做实验来获得知识，交代学生用手去触摸小灯泡刚工作时的烫热程度，增大两端电压时，再次触摸小灯泡的烫热程度。至少触摸三次。这样学生不仅从数据知道电阻的变化，还亲自体验温度和电阻的变化情况。

这次试验过后，学生自我探究念头更加强烈，于是布置学生思考和查阅资料，看有没有导体电阻随温度升高而减小？于是自己作手做，最初酒精灯加热，如果用2B铅笔做实验，含碳量高，容易燃烧，用HB做，效果很好。但存在的问题是：第一，铅笔芯受热不均匀。第二，无法获知温度情况。于是对实验改进，在其他器材都不改变的情况下，只换大功率电吹风，这样不仅通过电压表、电流表的读数体现了电阻的变化，更直观的看到了演示电表的偏角变化，也克服铅笔芯直接加热易燃烧的弊端。电路图如图：

学生的资料查到了，我的演示实验也让学生明白了书本上未曾出现的知识点。如果让学生喜欢物理、探索物理，利用他们的聪明才智找到知识的快乐。作为一名教师，目的不是如此吗？

二、试验目的

实验作后，我在思考，如果能让学生知道具体的温度就好了。为高中的伏安特性曲线做下伏笔。这样，等孩子们到了高中，很清楚的转化到伏安特性曲线，不是更好吗？于是多次思考后，想到了晶体熔化时用的水浴法。将铅笔芯用导线的铜丝接牢，读出铅笔芯在常温下电压表、电流表的读数和演示电表的偏角。然后把它装入保鲜袋，并放入水中，用酒精灯对水加热。用保鲜袋的目的是避免水的加入，增强导电性。于是通过温度计知道温度，利用欧姆定律知道此温度下的电阻大小，还可以看到演示电表的偏转角度的变化，以及滑动变阻器两端的电压表加入，其目的是让学生知道铅笔芯的电阻减小，分压也减小，滑动变阻器的分压则会增多。对于伏安特性曲线，电路图区别在于滑动变阻器能让电压表读数为零。对于初三学生还没学到此知识点，不能加入讨论。于是铅笔芯的电阻随温度的升高而电阻减小的实验，对于初三的学生只能做到这步。

下面我将实验数据用表格和图片一一展示。

结论 铅笔芯的电阻随温度的升高阻值减小

通过以上数据，我们知道铅笔芯的电阻随温度的升高而阻值减小，与常规的导体随温度的升高阻值增大不一致。故这次的实验可以让学生扩宽思路和知识的广度。但由于铅笔芯在250ml 烧杯里，用150ml酒精灯加热，导致取材短，以及水温最高可达93摄氏度，故铅笔芯的电阻变化不大，与用大功率电吹风加热变化小很多。这是不足之处。不过，能让孩子们看到所有数据的变化和阻值减小的事实，足够了。个人的思维存在足限，我会加强和同事探讨，更给予孩子们期望。同时希望得到同行们的多多指教。

三、结语

中考试题中的实验题所占的比例比较高。因此搞好初三实验复习是一个非常重要且需要教师付出大量心血和汗水的工作，我们一定在克服只重口头讲授、不重实验操作，只重理论记忆、不重能力提高的教学误区，要把入手点放在实验器材的正确使用上，把着力点放在实验现象的观察和归纳上，把重心放在使学生知识系统化上，让学生重新经历实验过程，初三的物理实验复习就一定会取得很好的效果。