初中物理实验

张良

【摘要】在物理实验中，导体电阻主要受到四大因素的影响，分别是实验的材料、温度、具体的长度以及横截面积。实验过程要运用好控制变量法，在指定的条件中有效进行实验，从而归纳出不同因素对导体电阻的不同影响。

【关键词】导体电阻 材料 长度 横截面积 温度

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）11-0175-02

一、实验的研究意义

物理教学中，实验是教学中影响最深的一种途径，也是物理教学中指引性强的一种手段。当教师带领学生去研究物理实验时，不仅能打破学生对书籍理论的盲目记忆，还能吸引学生的兴趣。 而且，在提升学生能力方面也能让学生亲身去接触实验，在实践中了解物理实验的详细知识点，把生活中的现象和教材上的认识相互融合，在实验中培养学生的观察力、集中力和反应能力等。

二、物理实验的相关理论

（一）电阻的定义

电流流动阶段会受到干预和阻碍，而这些干预和阻碍的来源，就是导体电阻。在正式的电路接通中，材料、长度、粗细和温度这四大因素都会不同程度地影响着电流的流动。

（二）控制电阻大小的变量条件

在物理实验中，不同的材料会因为各自的导电性等多种因素会造成不同程度的导电能力。在例如，铜和铝是两种不同的金属，在同样的条件中，铜的导电性比铁的导电性更强，在如此情况中，如果导电能力越强，那么，其对电流的阻碍效果会越弱。

在本次实验中，影响电阻的因素有很多种，主要包括材料、长度、粗细和温度这四大影响条件。其中，在控制实验的变量法时，教师和学生要在特定的条件中，有针对性地控制好电阻变化的几种物理量的变量，减少外界环境或人为因素的干预。

三、 实验方案：影响电阻大小的因素

（一）猜想原因

1.在我们的现实生活中，常见的导线多数是由铝芯或者铜芯，除了特殊情况以外，生活上很少或者没有运用铁芯去作为导线。为什么会很少用铁芯呢？

2.电阻是不是属于导体自身的某一种性质呢？为什么不同的长度、粗细度等都有不同程度的影响呢？

3.除了教师和学生眼中看到的条件以外，实验中还有没有一些看不见的外界因素呢？

（二）假设原理

假设1：在安排实验的具体变量时，保持实验过程中安排唯一的变量，此时，实验中的其余因素要保持相同。在如此条件中，推理出导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；

假设2：在控制变量的条件中，其余因素相同，导体的电阻可能受到导体的长度的影响，两者是存在一定的联系；

假设3：在控制变量的条件中，其余因素相同，导体的电阻可能受到导体的材料的影响，两者是存在一定的联系；

假设4：在控制变量的条件中，其余因素相同，导体的电阻可能跟温度有关。

（三）实验过程

如图1所示，图中显示的演示器能在指定条件中，适当起到测试不同金属丝的电阻定律的作用。在电阻定律演示器上，其长木板中总共放置了4条金属丝，如图所示，研究时期是从上到下去看，分别为看到a，b，c，d四条金属丝。其中，a，b，c，d这四条金属丝都有不同程度的差异。

1.实验中的具体变量：

（1）长度相同的金属丝a和金属丝b的横截面积相同，材料不同；

（2）长度相同的金属丝a和金属丝c材料保持相同，同时，金属丝c的横截面积是大于金属丝a的截面积的；

（3）材料和截面积都相同的金属丝a长度是1米，金属丝d的长度为0.5米。

2.实验的根据

在研究导体电阻的时候，导体电阻的大小与材料、长度、粗细和温度等多个因素都有紧密关系，如果要有针对性地准确地研究导体电阻的具体大小，教师就应该指引学生运用九年级物理中的控制变量法，让导体电阻与以上四种因素里的某一个因素进行测试。

3.实验测试

实验1：

（1）在同一条件中研究导体电阻的大小和材料的关系。为了控制变量，在实验过程中需要控制好长度相同、横截面积相同和温度相同的条件。

（2）依次把M、N分别与金属丝a、金属丝b的两端进行连接，在确定好连接后，闭合开关，并客观仔细地记录电流表示数，从而对比分析金属丝a和金属丝b两个电阻的具体大小，从而探究出电阻跟材料的关系，并在表格中记录。

实验2：

（1）在同一条件中研究导体电阻的大小与长度的关系。为了控制变量，在实验过程中需要控制好材料相同、横截面积相同和温度相同的条件。

（2）依次把M、N分别与金属丝a、金属丝d的两端进行连接，在确定好连接后，闭合开关，并客观仔细地记录电流表示数，从而对比分析金属丝a和金属丝d两个电阻的具体大小，从而探究出电阻跟长度的关系，并在表格中记录。

实验3：

（1）要探究导体电阻的大小与横截面积的关系。为了控制变量，在实验过程中需要控制好材料相同、长度相同和温度相同的条件。

（2）依次把M、N分別与金属丝a、金属丝c的两端进行连接，在确定好连接后，闭合开关，并客观仔细地记录电流表示数，从而对比分析金属丝a和金属丝c两个电阻的具体大小，从而探究出电阻跟横截面积的关系，并在表格中记录。

实验4：

（1）要探究导体电阻的大小与温度的关系。为了控制变量，在实验过程中需要控制好材料相同、长度相同和温度相同的条件。

（2）为了保持实验的准确性，以上实验时不间断地进行。到了实验3时，金属丝a的温度相比于正常情况会适当提高。因此，第一轮是把M、N跟温度升高的金属丝a的两端连接，在连接好两端以后再闭合开关，当开关打开稳定以后再记下电流表的详细示数；第二轮是经过24小时除热以后，再把M、N跟金属丝a的两端连接，再次闭合开关，并运用相同的操作去记录好电流表的示数；分析比较a金属丝在不同温度中电阻的大小，从而摸索和研究出电阻跟温度的关系，并在表格中记录。

（四）实验结论

结论1：在长度、横截面积以及温度都保持一致的情况下，材料不同的导体电阻不同，具体情况要参考材料的详细信息。

结论2：在材料、横截面积以及温度都保持一致的情况下，导体电阻与导体长度成正比。

结论3：在材料、长度以及温度都保持一致的情况下，导体电阻与导体的横截面积成反比。

结论4：在材料相同，横截面积相同，长度相同的情况下，导体被加热后，温度升高，电流表的示数表小，表示导体的电阻变大，这说明导体的电阻跟温度是有关的。在客观条件中，大多数导体电阻与温度成正比的。