电阻的串联和并联探究实验的几点尝试

关于电阻的串联和并联探究实验的几点尝试

　　关于电阻的串联和并联探究实验的几点尝试
　　
　　作者/ 夏清武
　　
　　一、关于电阻串联或并联阻值变化的探究
　　
　　（1）提出问题。教师先通过播放“天宫”一号飞天、电子产品电路、南方雪灾电力工人抢修电线等视频，增强学生的感性认识，建立起物理与生活的联系，对学生顺利地理解研究电阻串联、并联及其应用不仅有理论价值，而且有实际意义。接着教师因势提出生活中经常遇到的这种情况：接一只电灯导线不够长了，怎么办？学生回答串接一段导线。如果接的电器比较大，手边没有更粗的导线，只有一些足够长的细导线，怎么办？学生会回答把几根细线拧在一起并列使用。教师继而又问：每根导线都有自己的电阻，导线串并联就相当于把电阻丝串联或并联起来，总电阻比其中一根电阻丝的阻值是大了还是小了？
　　
　　（2）猜想与假设。教师演示两根电阻丝串接在一起，学生猜阻值会增大。教师问猜想依据，生会回答两根电阻丝串联相当于在材料和横截面积不变时，增加了导体的长度，所以电阻大了；并联相当于在材料和长度不变的时候增加了导体的横截面积，所以电阻变小了。
　　
　　（3）设计实验验证。教师问：同学们猜想有理有据，能不能设计实验验证你的猜想呢？生说可以依据电阻对电流的阻碍作用，把电阻接在电路中，在电压不变时阻力越大电流就越小，阻值小的电流就越大。教师继续追问：电流的大小怎样能看出来呢？学生回答可以在电路中串一个小灯泡观察亮度，还可以串接一个电流表。
　　
　　（4）进行实验。学生说出器材并设计连接电路，组成了一个由电源、开关、滑动变阻器、电流表与5欧姆的电阻圈串联组成较简单的串联电路（可以串联一只小灯泡），闭合开关观察并记下电流表的示数（第一次示数）。接着断开开关，原器件不变，串联一个10欧姆的电阻，闭合开关前学生说出示数变化（实验结果预设）。闭合开关观察示数（第二次示数）果然如预设的那样；接着把10欧姆的电阻取下改成与5欧姆的电阻并联，让学生说出示数与第一次比变化情况（预设实验结果），闭合开关观察电流表示数（第三次）。
　　
　　（5）分析比较三次数据说结论。让学生分别比较一次和二次实验及一次和三次实验数据，说出两个电阻串联或并联总电阻比分电阻大还是小的结论。
　　
　　二、关于串联电阻阻值是多少的实验探究
　　
　　（1）提出问题。既然串联电阻总电阻比任何一个分电阻都大（上个实验的结论），那么两个电阻串联后阻值到底是多大呢？
　　
　　（2）猜想与假设。学生猜想一个5欧姆和一个10欧姆的电阻串联相当于一个15欧姆的电阻。
　　
　　（3）设计实验验证。两个电阻串联阻值是多大？学生采取假设猜想成立继而验证猜想的思想，还是依据电阻的阻力作用，先在电路中接一个5欧姆和一个10欧姆的电阻串联观察记下电流表的示数，再用一个15欧姆的电阻代替那个5欧姆和10欧姆的电阻（即把5欧姆和10欧姆的电阻取下换上15欧姆的），观察记下电流表示数，如果电流表示数与换上之前相同，则说明猜想成立。指明此种方法为等效替代法。
　　
　　（4）进行实验。按上述设计思路连接电路进行实验，可以再换几个不同的电阻多做几次实验。
　　
　　（5）分析数据说结论。几个电阻串联，总阻值等于各分电阻之和，再列出字母表达式。
　　
　　（河北省隆化县郭家屯中学）

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