用电炉丝做电学小实验的几种方法

用电炉丝做电学小实验的几种方法

湖北省兴山县教育培训研究中心　龚道良

　　实施物理新课程标准，要让学生做一些小实验，通过做小实验让学生获得足够的体验，从小实验中学到物理知识，学会物理方法。在实践中我们发现，电炉丝是电学小实验的好材料，商店中有卖，价格便宜，无论是教师自制电学演示实验，还是学生做电学小实验，它都是较好的材料，下面介绍用电炉丝做电学小实验的几个实例：

　　一、利用电炉丝制作滑动变阻器

　　人教版八年级物理下册教材P19页图6.4-1“用铅笔芯控制小灯泡亮度”实验，这个实验器材有三个缺点：一是铅笔芯在木槽中易碎成小段，影响小实验的效果;二是铅笔在滑动的过程中会磨掉一些铅笔芯的石墨粉，使铅笔芯的粗细变得不均匀，电阻值发生不均匀的变化;三是因为铅笔芯的主要成份是石墨，电线与石墨的接触电阻较大，小灯泡会出现有时亮有时不亮的现象。以上三点都会影响这个小实验的效果。

　　电炉丝是做滑动变阻器小实验的好材料，它是用镍铬金合金材料制成的。1KW的电炉子的电炉丝，每厘米的电阻值大约在1Ω左右，我们要选10Ω(实验小灯泡电阻10Ω左右)的电阻，大约需要10厘米左右的这种电炉丝，按如图1所示接好电路后，向左或向右滑动时，小灯泡亮度变化效果非常明显，让学生将小实验现象记录在事先设计的表格中，通过分析小实验更进一步加深学生对滑动变阻器原理的理解。

　　二、利用电炉丝研究电阻与温度的关系

　　因为电炉丝是镍铬合金材料制成的，它有“电阻随温度的升高而增大”的特性。利用它的这种特性可以让学生体验“电阻大小与温度有关”的特性。如图2所示，把电炉丝、小灯泡、电源、开关组成电路，用酒精灯加热电炉丝，让学生观察灯泡亮度，学生会发现灯泡的亮度发生了明显的变化，通过分析电路中电流的变化情况，从而得出“电阻大小与温度有关”的结论。

　　三、利用电炉丝研究电流的热效应

　　“电流一定时，电流的热效应与电阻大小有关”。学生做这个小实验时，一是需要两只阻值不同的电阻，利用电炉丝可以很容易做成两只不同阻值的电阻，截取长度不同的电炉丝，就得到了两只阻值不同的电阻和。二是要反映电阻产生热量多少的器材，在教学过程中教师可以给学生提供以下器材：电源、导线、开关、电炉丝、松香、火柴、煤油、小玻璃瓶、细玻璃管(或塑料管)让学生编制各种不同的实验方案，经过学生讨论可以编出下列方案进行小实验：

　　方案1：自制如图3所示小实验用的仪器，把、分别浸在装有煤油的小药瓶中(≠)，然后比较通电一段时间后药瓶内煤油柱升高的高度，再进行分析，串联电路中电流和通电时间相同，由得：电阻大的产生热量多，使煤油上升得高，从而得出“电流的热效应与电阻的大小有关”的结论。

　　方案2：如图4所示，把两根不同的电炉丝(≠)串联起来接入电路，在、电炉丝用凡士林沾几根火柴，比较通电后哪根炉丝上的火柴先掉下来，通过分析讨论，串联电路中电流和通电时间相同，由公式分析同样也可以得出“电流的热效应与电阻有关”的结论。

　　还可以设计与上面不同的实验方案：在方案(2)中把火柴换成质量相同的松香，放在两只电阻上，看松香熔化的多少来得出“电流的热效应与电阻有关”。

　　电炉丝虽小，在电学实验中却能发挥很多作用。除了上述实验外，还可以组织学生用电炉丝探究“电阻的大小与导线长度”关系，“电阻大小与导线横截面积大小的关系”，“电阻大小与导线的材料有关”等实验。通过教学实践发现：电炉丝的确是新教材电学实验的好材料。