如何測自來水的電阻率 由物理網(wǎng)資料整理

l 前言

研究性學(xué)習(xí)是新課程教學(xué)改革的核心，它既是一種教學(xué)活動形式，也是一種學(xué)習(xí)活動方式.研究性主題不同于一般教學(xué)中的課外活動，而是強(qiáng)調(diào)學(xué)生動手動腦的實踐過程.在這一過程中，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生從自然現(xiàn)象、社會、生活中遇到的問題出發(fā)，提出問題，并應(yīng)用已有的知識設(shè)法解決問題，從中主動獲取新知識，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生提出和解決問題能力的目的.本著這一教學(xué)思想我們組織開展了一次研究性學(xué)習(xí)課，將學(xué)習(xí)課全程總結(jié)濃縮成文，僅以此供同仁商榷.

課題目標(biāo)：學(xué)生探究利用電學(xué)電路實驗測量自來水的電阻率.

(1)通過實驗證明水的電阻率和金屬導(dǎo)體比較是個很大的數(shù).

(2)通過實驗體會“自主研究”與“共同協(xié)作”是科學(xué)研究的基本形式.

(3)培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力.

(4)培養(yǎng)學(xué)生提出問題、解決問題的能力.

課題背景：高中二年級物理教材是以電學(xué)為主的，電路的連接與計算是重點內(nèi)容，通過“恒定電流”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力并學(xué)會應(yīng)用所學(xué)電學(xué)知識分析研究生活中的一些簡單電路問題.物質(zhì)的電阻率是不相同的，金屬的電阻率較小叫導(dǎo)體，在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中離不開水，水的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)很大程度上決定于電阻率的大小，因此測量水的電阻率具有十分重要的意義.

基本問題：流體的電阻測量與金屬電阻的測量有無差異?

單元問題：自來水的電阻率大嗎?怎樣測量自來水的電阻率?

2 問題的提出與初步研究

研究的理論依據(jù)為電阻定律：

 

，由此同學(xué)們的研究可以歸納為怎樣收集自來水及其電阻的測量這兩個核心問題上.

關(guān)于自來水的收集，有很多方案，最為典型的方法是同學(xué)們選取了1O毫升注射器作為收集自來水的容器.它的優(yōu)點是水的體積可以直接讀數(shù)，只要測量出水柱的長度(可用游標(biāo)卡尺)，由體積公式可以計算出水柱的截面積，提高了測量精度.而關(guān)于電阻的測量，則主要集中在可測量電路的選取與如何提高精確度上.從研究過程來看，首先選取了伏安法測電阻.

 

利用伏安法測電阻的電流表內(nèi)接法，實驗電路如圖1所示.實驗結(jié)果表明，要使僅為2厘米長度的水柱導(dǎo)電，無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器R的阻值，電壓表和電流表的示數(shù)幾乎不變，因此利用伏安法測量自來水的電阻就很難得到可靠的多組數(shù)據(jù)，也就不能利用作 U-I圖像的辦法得出水的電阻值.利用伏安法研究水的電阻遇到了無法克服的困難.這個實驗也只能證明水的電阻是相當(dāng)大的.

3 總結(jié)引導(dǎo),反思求索

在研究報告總結(jié)會上，針對同學(xué)們研究過程中遇到的困難，我們作了及時的指導(dǎo).雖然利用伏安法測水的電阻沒有得到預(yù)期的結(jié)果，但達(dá)到了使用游標(biāo)卡尺精確測量長度以及利用所學(xué)知識去獨立研究探索實際問題的目的.探索失敗的原因，主要是水的電阻太大，電路中對電流起決定性作用的是水而不是預(yù)想的滑動變阻器.同學(xué)們應(yīng)該另辟蹊徑，尋找新方法，來突破大電阻的測量.通過這樣的點撥、引導(dǎo)、鼓舞，同學(xué)們的研究熱情再次高漲.大家熱烈討論，有人說再加大電壓，有人說用更加靈敏的電流表，但這些在實驗室都不能完成.尋找新的方法，制定新的研究方案成了同學(xué)們再次討論的熱點.

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