自制液體電阻定律演示器

黃榮建

摘? ?要：通過分析教材中電阻演示實驗的不足之處，為了使演示效果更直觀、形象，對已有實驗器材做出改進，設計新的教具。主要介紹液體電阻定律演示器的設計與制作，補充了教材中的電阻種類，使本節知識更全面完整。

關鍵詞：自制教具;電阻定律;演示器;液體電阻;電阻

引言

人教版九年級物理第十六章第三節“電阻”這節課教材中的演示器材是在電路中連入不同的電阻絲[ 1 ]，通過觀察小燈泡的亮度來判斷電阻大小。也可以在電路中串聯一個電流表，通過觀察電流表示數大小來比較導體電阻大小。在以上實驗過程中，實驗室器材通過并聯導線的方式來等效替代橫截面積較大的電阻，較為抽象。且電阻絲橫截面積小，不便于對比觀察。此外，本節課實驗探究環節設計較為單薄，這就使課堂容易變成單純的傳授已有事實而忽略學科能力培養。基于以上思考，對實驗方案做了如下改進。

1? 液體電阻定律演示器整體外觀（圖1）

2? 制作材料

有機玻璃若干片（具體尺寸見圖2），極速膠一盒，硅橡膠一小瓶，銅片2片，導線4根，電池盒（帶電池3節），燈座2個，小燈泡2個，鱷魚夾4個，塑料泡沫2個，鹽水一杯等。

3? 液體電阻演示器制作方法及過程

（1）設計好有機玻璃板尺寸：共7片，前后各1片、外2片、內2片、中間底部1片，見圖1;

（2）用極速膠粘合有機玻璃板，其中在左右直筒中底部插入兩個銅片做為電極，露出的部分用電烙鐵焊拉到電源引出的導線上;全部完成后用硅橡膠把接縫密封以防滲漏;

（3）制作電池盒，粘貼到液體電阻演示器的中間底部上，焊接好開關，引出導線;

（4）準備好帶小燈泡的燈座兩個，用熱熔膠將其粘在側壁上，左右各一個，它們是并聯的，分別通過兩邊管中的液體構成通路，以顯示兩邊液體電阻大小情況，進行對比;

（5）在銅片1 cm×3 cm大小和2 cm×3 cm兩銅片上分別焊出一根導線（長約25 cm），另一端焊接鱷魚夾上，為了使銅片能漂浮在鹽水液面上，在銅片上方粘上一小片塑料泡沫，大小與銅片等大，這樣當銅片放入直筒中時就能浮在鹽水表面上，通過鹽水與下部銅片構成通路，小燈泡就能發光，從發光的強弱或接入的電流表的電流大小，就能看出哪邊的液體電阻大，哪邊的液體電阻小，從而研究液體電阻因素與什么有關。

4? 操作方法

（1）將銅片電極嵌入容器底，并標示電極位置，將另一電極固定在輕質泡沫上;

（2）往容器中注入一定濃度的食鹽水，隨著液面的升高，兩個電極間的距離也逐漸增大，實現了電阻大小與長度關系的動態的實驗現象觀察;

（3）由于連通器的液面高度等高，可進行探究當長度一定時，電阻大小與橫截面積的關系;

（4）按壓金屬片也可重復動態觀察液體電阻大小與長度的關系。

5? 改進優勢

通過這個液體電阻演示器，可以很好地演示液體電阻大小也與導體長度、橫截面積和液體種類有關：

（1）在一邊裝入鹽水后，由于兩邊是連通器，兩邊液面保持等高，但橫截面積不同，很明顯看出橫截面積大的一邊小燈泡亮，從而得出液體電阻與橫截面積有關;

（2）用細的金屬棒把漂浮的銅片按入一定深度，液體長度變化，小燈泡亮度也發生變化，從而得出液體電阻與液柱長度有關;

（3）取能導電的不同液體到相同的深度，也會看出小燈泡亮度不同，從而得出液體電阻也液體種類有關。

通過這個演示器材的改進，學生更好地理解了電阻大小的影響因素，也補充了教材中沒有液體電阻的不足。

參考文獻：

[1] 人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發中心.義務教育教科書物理九年級全一冊[M].北京：人民教育出版社，2013：64-65.