水浴法印證鉛筆芯的電阻隨溫度升高而減小

管容

[摘 要]本文通過水浴法對包扎好的鉛筆芯加熱，通過溫度計、電壓表、電流表的讀數和演示電表的偏角來獲得其電阻的大小隨溫度的升高而阻值減小的情況。

[關鍵詞]鉛筆芯；電阻；溫度；讀數；偏角

物理學是一門以實驗為基礎的學科，許多物理概念和規律都是在實驗的基礎上抽象概括出來的。物理演示實驗和學生實驗的效果在很大程度上決定著教學的效果。在教學中，有些老師只是講實驗，或做一些演示實驗，重在強調學生記憶實驗現象和實驗結論，注重知識點的傳授不加強能力的訓練，只講理論，不講實踐，無形中在學生頭腦中形成的只看分數不看能力的觀念。新課程改革要求將學生從死記硬背造成的過重課業負擔中解放出來，要求學生感受理解知識產生和發展的過程，這就給實驗教學提出了嚴峻的挑戰，同時，也給從事物理教學的第一線老師們提出新的課題，為此，在初三的物理復習課堂中，重視實驗復習，讓學生重新經歷實驗的過程，不僅有助于牢固掌握物理知識，提高實驗技能，彌補教學課時的不足，而且還能有效提高物理概念和規律的記憶效果。

一、試驗背景

在初三物理的一些練習中，有用伏安法測小燈泡的電阻，總會這么問，其電阻為何在這幾組數據中有變化，且有增大趨勢？能不能求其平均值？作為一名物理老師，我曾讓學生自己做實驗來獲得知識，交代學生用手去觸摸小燈泡剛工作時的燙熱程度，增大兩端電壓時，再次觸摸小燈泡的燙熱程度。至少觸摸三次。這樣學生不僅從數據知道電阻的變化，還親自體驗溫度和電阻的變化情況。

這次試驗過后，學生自我探究念頭更加強烈，于是布置學生思考和查閱資料，看有沒有導體電阻隨溫度升高而減小？于是自己作手做，最初酒精燈加熱，如果用2B鉛筆做實驗，含碳量高，容易燃燒，用HB做，效果很好。但存在的問題是：第一，鉛筆芯受熱不均勻。第二，無法獲知溫度情況。于是對實驗改進，在其他器材都不改變的情況下，只換大功率電吹風，這樣不僅通過電壓表、電流表的讀數體現了電阻的變化，更直觀的看到了演示電表的偏角變化，也克服鉛筆芯直接加熱易燃燒的弊端。電路圖如圖：

學生的資料查到了，我的演示實驗也讓學生明白了書本上未曾出現的知識點。如果讓學生喜歡物理、探索物理，利用他們的聰明才智找到知識的快樂。作為一名教師，目的不是如此嗎？

二、試驗目的

實驗作后，我在思考，如果能讓學生知道具體的溫度就好了。為高中的伏安特性曲線做下伏筆。這樣，等孩子們到了高中，很清楚的轉化到伏安特性曲線，不是更好嗎？于是多次思考后，想到了晶體熔化時用的水浴法。將鉛筆芯用導線的銅絲接牢，讀出鉛筆芯在常溫下電壓表、電流表的讀數和演示電表的偏角。然后把它裝入保鮮袋，并放入水中，用酒精燈對水加熱。用保鮮袋的目的是避免水的加入，增強導電性。于是通過溫度計知道溫度，利用歐姆定律知道此溫度下的電阻大小，還可以看到演示電表的偏轉角度的變化，以及滑動變阻器兩端的電壓表加入，其目的是讓學生知道鉛筆芯的電阻減小，分壓也減小，滑動變阻器的分壓則會增多。對于伏安特性曲線，電路圖區別在于滑動變阻器能讓電壓表讀數為零。對于初三學生還沒學到此知識點，不能加入討論。于是鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而電阻減小的實驗，對于初三的學生只能做到這步。

下面我將實驗數據用表格和圖片一一展示。

結論 鉛筆芯的電阻隨溫度的升高阻值減小

通過以上數據，我們知道鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而阻值減小，與常規的導體隨溫度的升高阻值增大不一致。故這次的實驗可以讓學生擴寬思路和知識的廣度。但由于鉛筆芯在250ml 燒杯里，用150ml酒精燈加熱，導致取材短，以及水溫最高可達93攝氏度，故鉛筆芯的電阻變化不大，與用大功率電吹風加熱變化小很多。這是不足之處。不過，能讓孩子們看到所有數據的變化和阻值減小的事實，足夠了。個人的思維存在足限，我會加強和同事探討，更給予孩子們期望。同時希望得到同行們的多多指教。

三、結語

中考試題中的實驗題所占的比例比較高。因此搞好初三實驗復習是一個非常重要且需要教師付出大量心血和汗水的工作，我們一定在克服只重口頭講授、不重實驗操作，只重理論記憶、不重能力提高的教學誤區，要把入手點放在實驗器材的正確使用上，把著力點放在實驗現象的觀察和歸納上，把重心放在使學生知識系統化上，讓學生重新經歷實驗過程，初三的物理實驗復習就一定會取得很好的效果。