逍遥学能 2017-06-21 16:33
如何测自来水的电阻率 由物理网资料整理
l 前言
研究性学习是新课程教学改革的核心，它既是一种教学活动形式，也是一种学习活动方式.研究性主题不同于一般教学中的课外活动，而是强调学生动手动脑的实践过程.在这一过程中，在教师的指导下，学生从自然现象、社会、生活中遇到的问题出发，提出问题，并应用已有的知识设法解决问题，从中主动获取新知识，达到培养学生提出和解决问题能力的目的.本着这一教学思想我们组织开展了一次研究性学习课，将学习课全程总结浓缩成文，仅以此供同仁商榷.
课题目标：学生探究利用电学电路实验测量自来水的电阻率.
(1)通过实验证明水的电阻率和金属导体比较是个很大的数.
(2)通过实验体会“自主研究”与“共同协作”是科学研究的基本形式.
(3)培养学生收集和处理信息的能力.
(4)培养学生提出问题、解决问题的能力.
课题背景：高中二年级物理教材是以电学为主的，电路的连接与计算是重点内容，通过“恒定电流”的学习，培养学生的动手操作能力并学会应用所学电学知识分析研究生活中的一些简单电路问题.物质的电阻率是不相同的，金属的电阻率较小叫导体，在日常生活及工农业生产中离不开水，水的物理性质及化学性质很大程度上决定于电阻率的大小，因此测量水的电阻率具有十分重要的意义.
基本问题：流体的电阻测量与金属电阻的测量有无差异?
单元问题：自来水的电阻率大吗?怎样测量自来水的电阻率?
2 问题的提出与初步研究
研究的理论依据为电阻定律：
，由此同学们的研究可以归纳为怎样收集自来水及其电阻的测量这两个核心问题上.
关于自来水的收集，有很多方案，最为典型的方法是同学们选取了1O毫升注射器作为收集自来水的容器.它的优点是水的体积可以直接读数，只要测量出水柱的长度(可用游标卡尺)，由体积公式可以计算出水柱的截面积，提高了测量精度.而关于电阻的测量，则主要集中在可测量电路的选取与如何提高精确度上.从研究过程来看，首先选取了伏安法测电阻.
利用伏安法测电阻的电流表内接法，实验电路如图1所示.实验结果表明，要使仅为2厘米长度的水柱导电，无论怎样调节变阻器R的阻值，电压表和电流表的示数几乎不变，因此利用伏安法测量自来水的电阻就很难得到可靠的多组数据，也就不能利用作 U-I图像的办法得出水的电阻值.利用伏安法研究水的电阻遇到了无法克服的困难.这个实验也只能证明水的电阻是相当大的.
3 总结引导,反思求索
在研究报告总结会上，针对同学们研究过程中遇到的困难，我们作了及时的指导.虽然利用伏安法测水的电阻没有得到预期的结果，但达到了使用游标卡尺精确测量长度以及利用所学知识去独立研究探索实际问题的目的.探索失败的原因，主要是水的电阻太大，电路中对电流起决定性作用的是水而不是预想的滑动变阻器.同学们应该另辟蹊径，寻找新方法，来突破大电阻的测量.通过这样的点拨、引导、鼓舞，同学们的研究热情再次高涨.大家热烈讨论，有人说再加大电压，有人说用更加灵敏的电流表，但这些在实验室都不能完成.寻找新的方法，制定新的研究方案成了同学们再次讨论的热点.