選修3―1《導體的電阻》一節(jié)的實驗設計的改進

1、選修31導體的電阻一節(jié)的實驗設計的改進 高中物理選修3-1（普通高中課程標準實驗教科書）第二章恒定電流第六節(jié)導體的電阻在實驗設計編寫時，有幾處說法不夠嚴謹，不符合物理實驗的基本要求. 1物理實驗中是否允許研究對象隨意的“等效”替換 教材中第四自然段出現(xiàn)這樣的說法：“把電爐絲拉直，或者用一根已經(jīng)被拉直的同一規(guī)格的電爐絲，量出它的長度l.”實驗中測量“甲電爐絲”的直徑，然后用一根已經(jīng)拉直的相同規(guī)格的“乙電爐絲”進行實驗測量，不經(jīng)意間替換了研究對象，這種隨意的做法顯然是不科學的，有違實驗的客觀性要求的.即便是說同一規(guī)格也不能斷然認定直徑是一定相同的. tp4gw36.tif，bp#嚴謹起見，可以這么

2、處理：取一根電爐絲先把它拉直，再截取一段，“如圖2.6-1那樣用刻度尺測出它的寬度，” 第一、強調“先把它拉直”，避免測完直徑后再來拉直這一實驗操作.如果測后再拉直會由于拉伸電爐絲改變橫截面積的大小.雖然拉直電爐絲對電爐絲直徑的影響很小，但作為實驗設計應該盡可能的科學、嚴謹，也能幫助學生養(yǎng)成良好的實驗習慣. 第二、“截取一段”強調測量的研究對象是同一對象，同時避免電爐絲緊密繞制后再次拉直這一操作，不然拉直依然會帶來的長度和橫截面積大小的變化. 2兩組實驗數(shù)據(jù)不能說明問題 教材中，探究方案一給出如圖2所示方案. tp4gw37.tif，bp#在方案中，結論的得出：“比較a、b的電阻之比與它們的長

3、度之比；比較a、c的電阻之比與它們的橫截面積之比；比較a、d的電阻之比是否相等.這樣就可以得出長度、橫截面積、材料這三個因素與電阻的關系.” 按這個方案實施實驗探究，導體的電阻與長度的關系、與橫截面積的關系，都只能夠測出兩組數(shù)據(jù).兩組數(shù)據(jù)得出物理量之間的關系顯然是不科學的，如果是驗證試驗還勉強可以.如果要簡化實驗，也需要說明，不然容易引起學生誤會.但在方案的最后又特別提到“改變滑動變阻器滑片的位置，可以獲得多組試驗數(shù)據(jù)以得到更可靠的結論.”這句話的欺騙性很強，但客觀上起到了強化測準兩組數(shù)據(jù)可以得到“可靠”的結論的效果.因為這里的“多組數(shù)據(jù)” 只是兩段導體之間的比較，實質是兩組數(shù)據(jù)的測量更為準確

4、的意思.實驗中要得到可靠的結論，必須是多段不同的導體進行測量后，再通過數(shù)據(jù)分析得出. 在方案設計中，編者有簡化實驗，讓實驗數(shù)據(jù)更加直觀的想法，但忽視了從探究的角度來思考實驗方案，潛意識里把實驗探究當作是一種已知關系的驗證. 在教學過程中，我們采用了如圖3、圖4所示方案的進行實驗. tp4gw38.tif，bp#實驗過程中，在探究導體的電阻與橫截面積的關系時，為了簡化問題，可以通過調節(jié)滑動變阻器來保持電流表的示數(shù)不變，使得實驗數(shù)據(jù)關系更加直觀.這樣調整后很好的實現(xiàn)了多組數(shù)據(jù)的測量，實驗數(shù)據(jù)同樣直觀，實驗操作也不復雜. 本節(jié)教材編寫時，編者有簡化實驗、讓實驗數(shù)據(jù)更加直觀的想法，但忽視了實驗的客觀性要求，把探