用數字萬用表探究電阻定律
2006-12-31 00:00:00馬俊杰
物理教學探討 2006年21期
新課標人教版選修3-1為電阻定律。這一節中，提供了兩種方案探究得出電阻定律。兩種方案都需要實驗探究，筆者在教學過程中發現按照課本上進行實驗探究不僅時間不夠，而且很難順利得出電阻定律：“導體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。在長度和截面積相同的情況下，導體的電阻與材料有關。”
主要原因如下：
1.需要探究的問題很多。電學實驗本身就是綜合性相當強的一部分知識，涉及到電路設計、滑動變阻器接法的選擇、電表量程的選擇和連接、伏安法測電阻等許多電學知識，學生的知識積累不夠。
2.實驗產生誤差的原因很多。伏安法測電阻這種方法本身的系統誤差，導體長度、橫截面積的測量，兩個電表的讀數，再加上運算等，產生的誤差很大。
3.數據處理非常復雜。由于測量的數據的隨機性，特別是探究導體電阻與導體橫截面積關系時，其數據規律的不可觀測性顯得尤為突出，學生很難由實驗數據導出正確的結果。
為解決這一問題，筆者作如下改進：
1.確定探究的重點。通過討論讓學生知道要解決一個問題：導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料之間存什么樣的定量關系？而導體的長度、橫截面積、材料改變較容易。電阻可以用萬用表直接測量。
2.采用DT-9202式數字萬用表。①給萬用表裝上電池；②在歐姆插孔和公共插孔分別插上紅黑表筆；③測試；④選擋；⑤將紅黑表筆分別接觸待測電阻兩側；⑥直接從屏幕上讀出電阻值。這種測量方法可以精確到0.01Ω且非常方便。學生很快就能隨機測出十幾組數據。通過相同電阻絲并聯改變導體橫截面積，使之成倍變化，測出不同橫截面積的電阻值。改變材料，測出不同材料的電阻值。
3.將測量的數據運用Excel表格作出R-L、R-S圖象，進而引導學生作出R-1/S圖象，圖象效果很好，學生個個露出驚訝贊嘆的表情。
4.注意點：由于測量精確度要求很高，故要特別注意表筆與電阻接觸時有接觸電阻，所以接觸要非常好，最好將表筆頭改成魚夾型的；其次兩根表筆導線也有電阻（將兩表筆直接接觸時可看出），在數據處理時要十分注意。
(欄目編輯王柏廬)
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