探究决定导体电阻的因素的三个实验

【摘要】利用控制变量法研究多个变量之间的关系。通过实验，得出电流和电压与其影响因素的定量关系；通过实验，使学生理解电阻定律和电阻率，并了解金属的电阻率跟温度的关系。

【关键词】控制变量法 电阻定律 电阻率 温度

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）12-0152-01

一、实验准备

1.找到4根金属丝，分别用a、b、c、d表示，用直尺测量出它们的长度，用千分尺测出它们的直径：a是长度为1.4mф0.5mm的镍铬，b是长度为1mф0.5mm的镍铬，c是长度为1.4mф0.45mm的镍铬，d是长度为1.4mф0.5mm的铁丝。

2.自制铁丝线圈，用ф0.5mm细铁丝绕成十多匝直径25毫米的空心线圈，用于演示金属的电阻率跟温度的关系的实验。

3.实验器材：干电池2节，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，带有鳄鱼夹的导线若干，酒精灯。

二、实践探究

图1 图2

实验1用控制变量法探究，在导体两端的电压不变时，通过导体的电流与长度，横截面积和材料的关系。

1.连接电路如图1所示，把a连入电路中AB之間，用电流表读出电流记入表1中

2.把a换成b连入电路中AB之间，其他条件不变，用电流表读出电流记入表1中

3.把b换成c连入电路中AB之间，其它条件不变，用电流表读出电流记入表1中

4.把c换成d连入电路中AB之间，其它条件不变，用电流表读出电流记入表1中

5.移动滑动变阻器的触头，重复以上步骤3次

表1

从表1中可以得到：在维持导体两端电压不变的情况下，用材料和横截面积相同，但长度不同的导体做实验，通过的电流与导体的长度成反比；用材料和长度相同，但横截面积不同的导体做实验，通过的电流与横截面积成正比；用长度和横截面积都相同，而材料不同的导体做实验，通过的电流各不相同。

实验2用控制变量法探究，在通过导体的电流相同时，导体两端的电压与它的长度，横截面积和材料的关系。

1.把a、b、c、d照图2连入电路中，用电压表分别测出他们两端的电压，记入表2中

2.移动滑动变阻器的触头，重复以上步骤3次

从表2中可以得到：在通过导体的电流相同时，用材料和横截面积相同，但长度不同的导体做实验，导体两端的电压与它的长度成正比；用材料和长度相同，但横截面积不同的导体做实验，两端的电压与横截面积成反比；用长度和横截面积都相同，而材料不同的导体做实验，两端的电压各不相同。

实验3探究金属的电阻率跟温度的关系的实验

1.照图1连接电路，把自制铁丝线圈连入电路中AB之间，闭合开关，移动滑动变阻器的触头到最小位置，可看到安培表指示某一刻度。

2.用酒精灯加热铁丝线圈，可看到安培表指数逐渐变小。说明铁丝的电阻率随温度的升高而增大。

参考文献：

[1]普通高中课程标准实验教科书，《物理》选修3-1，教育科学出版社，2011.

作者简介：

余泽红（1968-），女，四川泸州人，本科，物理实验师，研究方向：中学物理实验。