初中物理電阻值大小影響因素演示器

學(xué)具的名稱是“電阻值大小影響因素演示器”，用于初中物理課程探究“電阻值大小影響因素”的實(shí)驗(yàn)部分。現(xiàn)將它的結(jié)構(gòu)、使用方法及特點(diǎn)介紹如下：

1 主要結(jié)構(gòu)及制作方法

如圖1電路簡圖所示，由2節(jié)干電池、小燈泡、實(shí)驗(yàn)用電阻絲、電鍵、導(dǎo)線等構(gòu)成一個(gè)電路，實(shí)物固定在1個(gè)堅(jiān)固的框架上面。在圖1中，右端1-6觸點(diǎn)為電阻絲的靜觸點(diǎn)，通過導(dǎo)線與電源相連；另一端為可隨時(shí)接入的動(dòng)觸點(diǎn)a-n。以上17個(gè)觸點(diǎn)都是可插拔的觸點(diǎn)，可自主調(diào)節(jié)連入電路的電阻絲；7-11不是觸點(diǎn)，是導(dǎo)線的固定點(diǎn)。a-n這11個(gè)觸點(diǎn)在框架上以扇形排列，以便與電鍵A-B完好接觸。觸點(diǎn)間接入各種待測的不同材料的電阻絲，其中a-1、b-2、c-3段接入的都是鎳鉻合金絲，三段的長度相同，橫截面積依次減小；d-4接入的是錳銅合金絲，e-5接入的是鐵絲，f-6接入的是銅絲，d-4、e-5、f-6這三段金屬絲的橫截面積與c-3段的鎳鉻合金絲的橫截面積相同。f-7-g-8-h-9-l-10-m-11-n 段為一根長度是c-3段的鎳鉻合金絲的10倍、橫截面積相同鎳鉻合金絲。

2 試驗(yàn)方法

觸點(diǎn)a-n中的任一個(gè)與電鍵A-B(實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單刀多擲開關(guān))一連接，電路就構(gòu)成一個(gè)通路，同時(shí)小燈泡發(fā)光。因?yàn)榻尤氲碾娮杞z不同，對(duì)應(yīng)的電阻值不同，所以小燈泡的亮度不同。我們可以根據(jù)小燈泡的亮度來比較所接入的電阻的電阻值的大小。

如探究電阻與導(dǎo)體的橫截面積的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)操作是將電鍵A-B分別與a、b、c三個(gè)觸點(diǎn)連接，我們會(huì)看到依次接入a、b、c時(shí)的小燈泡的亮度由亮變暗，這說明導(dǎo)體的電阻隨橫截面積的減小而增大（因?yàn)槠渌蛩厥窍嗤４藢W(xué)具的好處是操作簡便，現(xiàn)象明顯直觀，同時(shí)因觸點(diǎn)是可插拔的，又可滿足自主探究的要求，且不受其他因素干擾。如要進(jìn)行定量的實(shí)驗(yàn)，只需把電流表、電壓表在觸點(diǎn)處接入即可。

同樣方法，將電鍵連接c-f即可進(jìn)行導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)；將電鍵連接g-n并依次變化，即可探究電阻大小與電阻絲長度的關(guān)系。從而可知影響導(dǎo)體電阻值大小的本身因素有導(dǎo)體的材料、長度和橫截面的大小。

以上實(shí)驗(yàn)均可由燈泡的亮度變化得出電阻值的決定因素。實(shí)驗(yàn)操作簡便，現(xiàn)象明顯直觀，不易被其他因素干擾，且各因素影響現(xiàn)象明顯。此學(xué)具很好地避免了在課堂教學(xué)中用幾根確定長度、橫截面積和材料的金屬絲和懸掛式的電教板作為器材連接電路時(shí)，既費(fèi)時(shí)，線路又亂的缺點(diǎn)。

此裝置還可以進(jìn)行一些其他實(shí)驗(yàn)及演示：當(dāng)電鍵依次連接g-n時(shí)，電阻絲連入的長度逐漸變長，此時(shí)小燈泡的亮度逐漸變暗，這一過程可以作為滑動(dòng)變阻器的原理分析的演示。

各種情況下，觸點(diǎn)可插拔操作，方便簡單，小燈泡的亮度變化明顯，現(xiàn)象直觀，不易被其他因素干擾，是教師演示實(shí)驗(yàn)的良好實(shí)驗(yàn)用具。由于電阻絲的接入可插拔，所以也可用于學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)。