自制液体电阻定律演示器

黄荣建

摘   要：通过分析教材中电阻演示实验的不足之处，为了使演示效果更直观、形象，对已有实验器材做出改进，设计新的教具。主要介绍液体电阻定律演示器的设计与制作，补充了教材中的电阻种类，使本节知识更全面完整。

关键词：自制教具;电阻定律;演示器;液体电阻;电阻

引言

人教版九年级物理第十六章第三节“电阻”这节课教材中的演示器材是在电路中连入不同的电阻丝[ 1 ]，通过观察小灯泡的亮度来判断电阻大小。也可以在电路中串联一个电流表，通过观察电流表示数大小来比较导体电阻大小。在以上实验过程中，实验室器材通过并联导线的方式来等效替代横截面积较大的电阻，较为抽象。且电阻丝横截面积小，不便于对比观察。此外，本节课实验探究环节设计较为单薄，这就使课堂容易变成单纯的传授已有事实而忽略学科能力培养。基于以上思考，对实验方案做了如下改进。

1  液体电阻定律演示器整体外观（图1）

2  制作材料

有机玻璃若干片（具体尺寸见图2），极速胶一盒，硅橡胶一小瓶，铜片2片，导线4根，电池盒（带电池3节），灯座2个，小灯泡2个，鳄鱼夹4个，塑料泡沫2个，盐水一杯等。

3  液体电阻演示器制作方法及过程

（1）设计好有机玻璃板尺寸：共7片，前后各1片、外2片、内2片、中间底部1片，见图1;

（2）用极速胶粘合有机玻璃板，其中在左右直筒中底部插入两个铜片做为电极，露出的部分用电烙铁焊拉到电源引出的导线上;全部完成后用硅橡胶把接缝密封以防渗漏;

（3）制作电池盒，粘贴到液体电阻演示器的中间底部上，焊接好开关，引出导线;

（4）准备好带小灯泡的灯座两个，用热熔胶将其粘在侧壁上，左右各一个，它们是并联的，分别通过两边管中的液体构成通路，以显示两边液体电阻大小情况，进行对比;

（5）在铜片1 cm×3 cm大小和2 cm×3 cm两铜片上分别焊出一根导线（长约25 cm），另一端焊接鳄鱼夹上，为了使铜片能漂浮在盐水液面上，在铜片上方粘上一小片塑料泡沫，大小与铜片等大，这样当铜片放入直筒中时就能浮在盐水表面上，通過盐水与下部铜片构成通路，小灯泡就能发光，从发光的强弱或接入的电流表的电流大小，就能看出哪边的液体电阻大，哪边的液体电阻小，从而研究液体电阻因素与什么有关。

4  操作方法

（1）将铜片电极嵌入容器底，并标示电极位置，将另一电极固定在轻质泡沫上;

（2）往容器中注入一定浓度的食盐水，随着液面的升高，两个电极间的距离也逐渐增大，实现了电阻大小与长度关系的动态的实验现象观察;

（3）由于连通器的液面高度等高，可进行探究当长度一定时，电阻大小与横截面积的关系;

（4）按压金属片也可重复动态观察液体电阻大小与长度的关系。

5  改进优势

通过这个液体电阻演示器，可以很好地演示液体电阻大小也与导体长度、横截面积和液体种类有关：

（1）在一边装入盐水后，由于两边是连通器，两边液面保持等高，但横截面积不同，很明显看出横截面积大的一边小灯泡亮，从而得出液体电阻与横截面积有关;

（2）用细的金属棒把漂浮的铜片按入一定深度，液体长度变化，小灯泡亮度也发生变化，从而得出液体电阻与液柱长度有关;

（3）取能导电的不同液体到相同的深度，也会看出小灯泡亮度不同，从而得出液体电阻也液体种类有关。

通过这个演示器材的改进，学生更好地理解了电阻大小的影响因素，也补充了教材中没有液体电阻的不足。

参考文献：

[1] 人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.义务教育教科书物理九年级全一册[M].北京：人民教育出版社，2013：64-65.