关于晶体熔化实验的几点建议

关于晶体熔化实验的⼏点建议⼭西省⼤同市第⼆中学初中部安晋芳

⼈教版⼋年级物理上册第四章第⼆节《熔化和凝固》中有⼀个科学探究活动：探究固体熔化时温度的变化规律。由于萘对⼈体有危害，所以我们以海波做为晶体的代表做晶体熔化的实验，研究晶体熔化时温度的变化规律。但是在实际操作时，要不需要的时间较长，要不观察到海波没有固定的熔点，在熔化过程中温度⼀直升⾼。⽽本节课中，海波熔化实验既是教学中的重点，⼜是难点。因此确保实验的成功将成为探究教学的关键所在。为了提⾼实验的成功率，我为⼤家提出⼏点建议，略尽微薄之⼒。

1．选择纯净新鲜的海波

由于海波有较强的还原性，可以与空⽓中的氧⽓反应，因此，海波应密闭保存，存放于阴凉处，不能⾼温和光照，避免因存放时间过长⽽引起变质。尤其在炎热的夏季更应注意。若晶体不纯，则不宜再⽤。更不应重复使⽤海波。2．选择两⽀量程为0～100℃的温度计

⼀⽀温度计插⼊试管测量海波的温度，另⼀⽀温度计插⼊烧杯，监测⽔温变化。3．选择合适的温⽔

海波在33℃以上的⼲燥空⽓中易风化失去结晶⽔，熔点降低。实验中⽤⽔浴法加热时，可先调节烧杯中的⽔温在40℃左右，再把盛有海波晶体的试管放⼊烧杯中加热，这样可缩短实验时间，避免因加热时间过长⽽使海波失去结晶⽔，从⽽解决了温度未达到48℃海波就开始熔化的问题。4．给海波加热要缓慢均匀

实验中如果加热太快，试管中各部分晶体受热不均匀，与外壁接触部分先熔化变为液体，且温度继续升⾼，⽽中间固态部分还未熔化，这样会严重影响实验结果，导致错误结论。⽔浴应缓慢加热时，使试管内外温度差保持在5℃左右，在海波熔化过程中应保证⽔温不超过51℃。5．不停⽌对海波的搅拌

由于海波是热的不良导体，当试管中有液态开始出现时，为了保证管壁处和中间部分的温度⼀致，要不断搅拌海波。6．及时调整温度计的位置

温度计测得的温度只能反映温度计玻璃泡周围样品的温度，⽽不能反映整个样品的温度变化。当试管中外围的海波开始熔化时，玻璃泡的附近的温度有可能没有达到熔点，这时学⽣就观察到温度尚未达到熔点，海波已经熔化的现象；有时温度计玻璃泡的附近的海波已熔化完成，并且温度已开始上升，但整个样品还没有完全熔化，学⽣就会认为，海波还没有熔化完，⽽温度已经上升。所以在海波熔化过程中应及时调整温度计的位置，使玻璃泡始终处于固、液的交界处。

实验中注意到以上⼏点，那么海波熔化过程中状态变化会很清晰，并且熔化时温度不变的现象也会很明显。电池发明史

⼭东莒县夏庄中⼼初中宋业国

1780年，意⼤利波罗那⼤学解剖学教授伽伐尼（Luigi Galvani 1737年9⽉9⽇-1798年12⽉4⽇）做青蛙腿肌⾁运动的解剖学研究，他在实验中发现，在起电机放电的同时，如果⽤⾦属⼿术⼑触动蛙腿神经，蛙腿肌⾁⽴刻收缩，为了找出这⼀现象的原因，在进⼀步的实验中意外地发现，若⽤两种⾦属分别接触蛙腿的筋腱和肌⾁，当两种⾦属的另⼀端相碰时，蛙腿也会发⽣抽动。伽伐尼认为这是青蛙体内存在⼀种“神经电流体”引起的，这种可以使神经、肌⾁活动，脑是分泌电液的重要器官。

意⼤利的物理学家伏达（Alessandro Vlota 1745年2⽉18⽇—1827年3⽉5⽇）在1792年对伽伐尼的发现做了研究，他发现电流的产⽣并不需要动物组织，1793年他否认了动物电的存在，认为伽伐尼发现的电产⽣于两种不同⾦属的接触，他认为蛙腿的抽动是⼀种对电流的灵敏的反应，这个电流是由于两种⾦属插在了由肌⾁提供的溶液中，并构成回路⽽产⽣的。

1799年伏达⽤铜⽚、浸盐⽔的纸⽚、锌⽚依次重叠起来，创制了最早的获得连续电流的伏达电堆。1800年他公布了在1795-1796年间发现的电池原理，1801年他为拿破仑⼀世演⽰了伏达电堆，拿破仑授予他⾦质奖章并封他为伯爵。1803年，德国化学家⾥特尔制造出⼀台蓄电池。

1836年，英国化学家J．F．丹聂尔制造出了第⼀块古典原电池。伏打电堆的⼀个缺点是由于极化作⽤⽽使电流很快减⼩。他发现的电池是⽤多细孔的陶罐（开始⽤动物膜）把浸⼊硫酸铜溶液中的电极铜棒和锌棒分开。它能⽐过去的电池提供更长时间的稳定电流。

1859年，法国物理学家普朗特制造出了第⼀台可实⽤的铅酸蓄电池。他包括两块卷成螺旋形的铅⽪，中间⽤橡⽪隔开，浸没在10%的硫酸溶液中，然后送⼊电流，使其中⼀块铅⽪镀上，另⼀块铅⽪成为粗糙的多孔表⾯。这种电池⽐当时的任何电池都具有更⾼的电动势。但是由于加⼯成型过程复杂和冗长，很难批量⽣产，没有受到重视。

1865年，法国化学家勒克朗谢制造出第⼀块⼲电池。他采⽤导电的氯化铵溶液、锌和⽯墨作电极，并⽤⼆氧化锰作去极剂。这种电池由于使⽤氯化铵溶液带来很多不便。

1881年法国化学家C．A．福尔改⾰了普朗特的铅蓄电池。他回避了成型的⼯序，把直接涂布在铅板上，这样使铅蓄电池引起了商业界的兴趣，很快得到批量⽣产，在汽车、⽆线电设备、电化学实验过程中得到应⽤，成为了通常使⽤的重要电源。1888年，化学家卡斯尼尔改进了勒克朗谢的电池。他以潮湿的氯化铵代替其溶液，以锌⽪兼代容器，⼀举⼆⽤，使⽤⽅便，得到了⼴泛应⽤。

导体的电阻受温度影响实验的改进⽢肃省天祝县松林初中张志俭

物理学是以实验为基础的学科，实验是检验物理理论的标准。在学⽣建⽴完整的物理概念和导出正确物理规律的课堂教学中，实验是最活跃最具⽣命⼒的部分。实验能化抽象为具体，化枯燥为⽣动，简便明晰的实验能引导学⽣观察，并进⾏思考，对学⽣掌握知识、培养能⼒和学习科学⽅法有举⾜轻重的地位。如果在教学中教师能结合⾝边的、学⽣熟悉的物体来改进书本上的实验，就更能刺激学⽣的感观，使思维活跃起来，让学⽣正确的掌握概念，加深对物理规律的认识，加强对知识的理解和记忆。现⾏⼈教版九年义务教育初中物理第⼆册温度对电阻⼤⼩的影响实验，笔者在多年的教学中发现：该实验很难成功，实验现象极不明显，所以笔者做了⼀定改进，效果甚佳。现介绍如下，如有不当敬请指导。

⽤酒精灯给细铁丝加热，铁丝在温度逐渐上升并发红的过程中，观察电流表的⽰数和灯泡的亮度变化情况。由于电流表表盘较⼩，只有做演⽰实验的教师和前排学⽣留⼼观察，才能看到极不明显的指针摆动，更不要说让每个学⽣都能观察到。另⼀⽅⾯，加热铁丝⽤时较长，不利于课堂演⽰实验。并且实验的成功率不是很⾼。因⽽也很难进⼀步让学⽣得出：“⾦属导体温度越⾼，电阻越⼤”的结论。要使学⽣接受这⼀结论也只能是勉强，没有说服⼒。这样势必影响学⽣对知识的理解和记忆，也必将影响学⽣今后对热⼒学定律的理解。另外演⽰实验的不成功也很难⽤实际⽣活中的其他事例来说明。要学⽣举例那就更难。这样就很难刺激学⽣的感观，使学⽣思维活跃起来。只能教师说教，学⽣被动接受。

如果⽤⾮⾦属导体来替代⾦属导体进⾏实验可以事半功倍，同样可以说明导体的电阻受温度的影响。笔者在试验时⽤铅笔芯代替铁丝，去掉电流表，根据电流的光效应观察电流的⼤⼩。改进后，实验现象⾮常明显，每⼀个同学都能⾮常清楚地看到。实验现象持续时间长，并且⾮常有趣。教师⾮常容易操作，成功率100%。下⾯就是笔者对该实验的改进⽅法和改进后的实验⽅法。

取⼀⽀铅笔，剥去⽊质层（保留铅芯的完整），⽤导线夹夹住两端，固定在⽀架上。连好电路，闭合开关。让学⽣观察⼩灯泡的发光情况，再⽤酒精灯给铅芯均匀加热，让学⽣继续观察灯泡的发光情况。可以清楚地观察到⼩灯泡由亮变暗。实验现象不仅清楚，⽽且给学⽣留下⾮常深刻的印象。据此现象，学⽣感知到⾮⾦属导体温度升⾼，电阻减⼩；温度降低，电阻增⼤。从⽽⾃然⽽然得出“⾦属导体，温度越⾼电阻越⼤”的结论。由感性认识上升为理论。

由此引导学⽣列举和解释实际⽣活中的有关电现象，课堂⽓氛⾮常活跃。通过感官的刺激，活跃了学⽣的思维，激发了学⽣的学习兴趣和求知欲。新旧电池为何不能搭配使⽤

河北省衡⽔市清凉店中学张长青袁乃⽂

电池在⼈们的⽇常⽣活中扮演着⼗分重要的⾓⾊，⽆论是⽯英钟、剃须⼑，还是计算器、电⼦琴等都离不开它。我们都有这样的经验，那就是电池⽤旧了要全部换掉，绝不能新旧混装搭配使⽤。这是为什么呢？难道新旧搭配使⽤不是更节省吗？要回答这个问题，我们还要从电池本⾝的特性谈起。普通的⼲电池有两个很重要的特性，⼀个是电动势ε，在电路中我们通常称之为电源电压U，另⼀个是它的内阻r，因为电池和所有的导体⼀样也有电阻。通常，⼀节新的⼲电池的电动势为1．5V，内阻为0．5Ω左右。当电池使⽤相当长⼀段时间后，电动势会下降到1V左右，⽽其内电阻却可增⼤到⼏百欧姆。

由于电池存在内阻，在使⽤时我们也必须将其考虑进去。拿普通⼿电来讲，使⽤两节⼲电池做电源，灯丝正常发光时电阻约为10欧姆，根据欧姆定律，我们不难算出：电路中的电流为：I=ε⁄(R+r)=3V/11Ω≈0．27A

电源的总功率为：=Iε=0．27A×3V=0．81WP总

灯泡获得的电功率为：=I2R=(0．27A)2×10Ω=0．74WP灯

电源的效率为：η=P灯⁄P总

=0．74W/0．81W=91%

即电源输出的功率绝⼤部分消耗在电灯上，做的是有⽤功，灯泡很亮。

设电源⽤旧后，电动势将降到1V，内电阻增⼤到200Ω。若新旧电池搭配使⽤，同样的⽅法我们可以计算出电源的效率下降为5%。也就是说，电流做的功绝⼤部分消耗在电池⾃⾝的内阻上，⽤来做有⽤功的就很少了，灯泡因⽽很暗甚⾄不发光。综上分析，我们不难看出，新旧电池搭配使⽤后，不但没有省电，反⽽是浪费了电能。所以，新旧电池不能搭配使⽤。探究废旧电池的危害和回收

⼴东省恩平市江南中学⼋（7）班冯美群、张洁莲、李梦岚、陈许诚、黄国恩实验指导教师：吴川云⼀、研究课题确⽴的背景

有⼈提出了希望提⾼⽇常⽣活中⼈们的环保意识。这个问题的提出引起了很多学⽣的共鸣。于是我们在此基础上再讨论，从⽣活中的问题出发。从这个⾓度出发，我们想到学⽣都有复读机，还有⼀些随⾝听、CD机等，电池是学⽣⾝边的必备⽤品，使⽤量较⼤，平常对废电池没特别在意，当作普通垃圾⼀扔了之，所以研究这⼀课题有⼀定教育意义。废电池的危害和处理是个社会性问题，也是学⽣关注⼈类⽣存和发展的切⼊⼝，贴近学⽣的⽣活实际具有⼀定的实践性。我们把这个想法和同学们交流了⼀下，得到了同学们的积极反响。于是我们就决定从信息产业废弃物污染最重的废旧电池⼊⼿，共同完成我们的⼩课题。⼆、研究过程●发现问题

①废旧电池危害性。⼈们在⽇常⽣活中使⽤的电池是靠化学作⽤，通俗⼀点讲就是靠腐蚀作⽤产⽣电能的，⽽其腐蚀物含有⼤量的重⾦属污染物。当其被随意丢弃，混在⼀般⽣活垃圾中，堆放在⾃然界时，这些有毒物质便会慢慢从电池中溢出来，经过⾬⽔的冲刷渗透到⼟壤或地下⽔源中，再通过农作物进⼊⼈的⾷物链。这些有毒物质在⼈体内会长期积累难以排除，损害⼈的肌体，甚⾄致癌。有这样⼀组数据：⼀粒纽扣电池可以污染60万公升⽔，相当于⼀个⼈⼀⽣的饮⽔量！⼀个⼀号电池可以让⼀平⽅⽶⼟壤的庄稼绝收！若把废电池混⼊⽣活垃圾中⼀起填埋，久⽽久之，渗出的重⾦属可能污染地下⽔和⼟壤。长期以来，我国在⽣产⼲电池时，要加⼊⼀种有毒的物质──汞或汞的化合物。汞和汞的化合物都是有毒的，科学家发现，汞具有明显的神经毒性，此外对内分泌系统、免疫系统等也有不良影响。20世纪50年代发⽣在⽇本的震惊世界的公害病──“⽔俣病”，就是由于汞污染造成的。

②我国⽬前废旧电池处理现状。在国际上，废旧电池是按照危险废物来对待、处理的，⽽⽬前在我国，对于任何种类的废旧电池都没有按照危险废物来管理，⽽只是当作普通垃圾来对待。这样做不仅扩⼤了污染范围，让我国⼈民的⽣存环境陷⼊恶劣的境地，⽽且不能使⼈们对废旧电池的危害有合理的认识，也不能使社会对废旧电池污染问题产⽣⾜够的重视。另外，对废旧电池的回收、处置和处理，国家也没有制定具体的和法规要求，也使科学技术领域的创新缺乏了应有的社会价值导向。③废旧电池的利⽤与处理。废电池对环境和⼈体的危害远远超过我们的想象，随意丢弃电池，不仅污染环境、危害⼈体健康，⽽且浪费资源。因此，对废旧电池进⾏回收利⽤，利国利民，势在必⾏。这就要求⼈们找出解决废电池污染的途径。

“天⽣我材必有⽤”，废旧电池中对⼈体有害的重⾦属⼜是较为稀缺的⼯业原料。据环保专家介绍，废旧电池中95%的物质均可以回收，尤其是重⾦属回收价值很⾼。在废旧电池中每回收1000克⾦属，就有82克的汞、88克的镉。可以说，回收处理废旧电池不仅解决了环境污染的问题，⽽且也实现了资源的回收再利⽤。因此，对于废电池的最佳处理办法是再⽣利⽤，提取其中的有⽤成分，将废物变为资源。●进⾏实验

实验法是⼈们根据⼀定的研究⽬的，在⼈为控制或模拟⾃然现象的条件下，通过仪器和其他物质⼿段，对研究对象进⾏观察的⽅法。为了更直观地了解废旧电池的危害性，我们开展了以下实验：

我将⽤拆除过的废电池倒⼊花盆中，7个⼩时后，花的叶⼦开始变黄，第⼆天早上，花瓣谢了；到了下午，花的茎弯了下来；⼜过了⼀天，根已经开始腐烂。●分析与论证

①许多⼈都听说过，1953年在⽇本九州熊本县，发⽣过震惊世界的“⽔俣病”事件，这⾥的村民⼀个个神秘在死去，却⼀时查不出病因，原来罪魁祸⾸竟是汞化合物，上游的⼯业污染造成汞在鱼体内积累，当⼈们⾷⽤这种受汞污染的鱼后导致中毒。这是我们最早知道的重⾦属污染的例⼦。在我们的⽇常⽣活中，都有可能接触到种种有害的物质。废电池就是其中的⼀种。就体积和重量⽽⾔，废电池在⽣活垃圾中似乎是微不⾜道的，但它的危害却⾮常⼤。

②废电池虽⼩，危害却很⼤。废电池被弃后，电池的外壳被慢慢地腐蚀，其中的重⾦属物质会逐渐渗⼊⽔体和⼟壤，造成污染。重⾦属污染的最⼤特点是它在⾃然界是不能降解，只能迁移。也就是说，⼀旦⽔体或⼟壤被污染，⽔体或⼟壤不能进⾏⾃⾝的净化作⽤将污染消除，⽽是重⾦属容易在⽣物体内积累，从⽽随时间的推移，积累到⼀定量之后，产⽣致畸或致病作⽤，最终导致⽣物体死亡。重⾦属对⼈体产⽣危害的另⼀个途径是通过⾷物链传递。鱼、虾吃了含有重⾦属的浮游⽣物后，重⾦属在鱼、虾体内积累，⼈再吃了这样的鱼、虾后，重⾦属就会在⼈体内积累，达到⼀定量之后，就会对⼈的⾝体产⽣严重影响。③我们通过这次活动，不仅知道了废旧电池的危害，并在调查的过程中加强了我们⼏个⼈的交涉能⼒，体会到团结合作对于⼀个团体⼯作的重要性，也从中学到了很多做⼈的道理，为环保事业做出了⾃⼰的⼀

分微薄之⼒。相信通过我们组员和⽼师的共同努⼒，⼤家对废旧电池危害⽅⾯的知识多多少少有了点了解，环保意识也会有所提⾼。如果有更充⾜的时间相信我们⼀定会做的更好。●结论──为环保献计献策

据有关部门反映，废旧电池的回收利⽤⽬前看来是没有经济效益的，不⼤可能赢利，所以许多地⽅回收再利⽤也就停留在“纸上谈兵”的状态。但按照提出的“构建资源节约型与环境友好型社会”的理念，我们应加快废旧电池回收与资源化处理步伐，深化⽣态环境保护⼯作。为此我们也有⼏点⼩⼩建议：

①我们应该做到不乱扔废旧电池，如果在⼤街上见到被扔掉的废旧电池主动捡起，并放⼊电池回收箱，如果见到别⼈乱扔废旧电池，应该告诉他这样做的害处，劝他把废旧电池放⼊电池回收箱。

②废电池的环境管理是⼀项复杂的系统⼯程，涉及到收集、分类、运输、处理、处置等⼀系列过程，牵扯⾯⼴，需要环保部门、环卫部门、经济管理部门、电池⽣产企业、电池销售商以及公众共同配合才能做好，同时宣传教育⼿段要与⾏政⼿段、法律⼿段、经济⼿段相结合，多管齐下，才能推动这项⼯作的开展。

③加强废旧电池回收的宣传⼒度，进⼀步提⾼全市⼈民对废旧电池危害的认识。把回收废旧电池的活动成为⼈们的⾃觉⾏为。三、⼩结与反思

研究性课题能培养学⽣交际能⼒、团队精神，感知调查研究的基本程序要领，让学⽣直接感受现实对⼼灵的触动。获取许多⽣活中的直接经验。⽽对教师来说，必须转变教育观，积极参与其中；必须转变学⽣观，全⾯评价学⽣。具体来说，要求教师⾸先要重过程，研究性学习重在学习的过程、思维⽅法的学习和思维⽔平的提⾼。因为初次开展这项活动和研究，存在了不⾜和问题，但主要学会研究的⽅法，应⽤学过的知识等⽅⾯基本上达到了⽬的，由此我们也产⽣了⼀些想法。

①学会选题，是科学研究的第⼀步。研究性课题的选择，尽可能来源于学⽣的⽣活，从他们“熟视⽆睹”习以为常的现象中发现问题，⼜紧密与科学知识相联系，选择并确⽴与科学、技术、社会关系密切的选题。如果相当陌⽣的课题和领域，会因难度太⼤难于亲⼿实践失去兴趣，不了了之。另外，理科⽣要有意选择⼀些具有⼈⽂精神的选题来研究，使⾃⼰的知识结构、能⼒结构趋向均衡。

②形式不拘⼀格及成员⾃主组合，营造宽松、⾃由的氛围是课题研究的有利保障。⾃主选课题，提课题，⼩组研究与班集体讨论相结合，从“我听教师讲”的模式中解脱出来，利⽤业余时间，主动地收集资料、亲⼿实践与调查，使研究成功地开展。另外，活动的时间可分散与集中结合。四、提出新的问题

教师激发学⽣研究的兴趣，帮助学⽣消除对科学研究的神秘感，是课题研究的发动机。教师的作⽤是帮助，不是代替，让学⽣

成为研究的主⼈，教师在这研究性学习中最⼤的成功就是激发学⽣对课题研究的兴趣，这需要教育者转变教育观念，将学⽣的兴趣扶上教育的宝座，学⽣由浓厚的兴趣为起点，最终完成课题并获得成效。那么，现在看来，知识不仅仅是⼀章⼀节连接起来的，⽽且，在热爱中才有活⼒，在探

索中才有⽣命。我们敢于挑战⽬前的传统观念，增强保护⼈类的⽣存环境的意识，从⾝边的⼩事做起，⼒所能及地做好每⼀件事情，对如何保护地球提出更多的全⽅位的合理化的建为什么⼩鸟站在电线上不会触电河北省冀州市北内漳学校李同⼼

⾼⾼的输电铁塔上醒⽬地写着：“⾼压危险！切勿靠近！”可是在那上万伏甚⾄⼏⼗万伏的⾼压裸导线上，却常常站着⼀只⼜⼀只的鸟⼉，⽆视禁令，毫不在乎，也丝毫没有触电的征兆。这是为什么？难道鸟⼉有什么“特异功能”吗？

当我们⾏⾛在马路上时，经常可以看到成群的⿇雀或乌鸦停落在⼏万伏的⾼压电线上，它们不仅不会触电，⽽且⼀个个显得悠闲⾃得。可是，你也知道，如果有⼈不⼩⼼碰到⾼压线就会触电⾝亡！

同样都是⼀根⾼压线，为什么⼩鸟站在上⾯却不会触电呢？我们都知道，电源分为正负两极。在正负两极之间连接上导体，电流就会从导体上流过。同样输电线也分为⽕线与零线两根。在正负两极之间连接上导体，电流就会从导体上流过。⼈体是导体，⼈的⾝体较⼤，在碰到⽕线和零线时，把两根电线连在⼀起，形成短路，⼈体上就有⼤电流流过，这就是⼈触电⾝亡的原因。

我们在做电学实验时如果⽤电压表测导线的上电压⼏乎为0，这是为什么呢？因为导线的电阻基本为0，由欧姆定律可知导线电压很⼩⼏乎为0。

由于⼩鸟⾝体较⼩，它只接触了⼀根电线，它的⾝体和所站在的那根电线是并联也可以认为导线把⼩鸟短路了，⾝体上没有电流通过，所以它们不会触电。下⾯通过具体计算来说明这个问题：

原来，鸟⼉的两只⽖⼦是⽴在同⼀根导线上。输送22万伏⾼压的LGJ型钢芯铝绞线，其横截⾯积是95毫⽶2，容许通过电流为325安培。如果⼩鸟两⽖间距离是5厘⽶，这段5厘⽶长的导线电阻只有1．63×10-6欧姆，其两端电压U＝IR，不会超过

5．3×10-3伏特。这就是加在⼩鸟⾝上的电压。如果鸟⼉⾝体的电阻是10000欧姆，那么通过鸟⼉⾝体的电流仅0．53微安。电流很弱，因此鸟⼉不会触电。

但是，如果蛇爬到电线上就危险了，它的⾝体较长，当它爬到⾼压线上后会把⽕线与零线两根连接在⼀起造成触电死亡。钻进配电房的⽼⿏也常常会触电死亡。我们也知道，电业⼯⼈在⾼压线上的带电作业，就是如同⼩鸟站在⼀根电线上的道理是⼀样的，所以能够安全操作。喜鹊和乌鸦等鸟类喜欢在电线杆⼦上垒窝，这也同样是⼗分危险的，这样很容易形成短路，造成灾害。

但是，如果鸟⼉站在导线上，企图⽤嘴去啄输电铁塔，那就要⼤祸临头了。因为导线与铁塔之间的电压很⾼，因此不等鸟⼉接触铁塔，⾼压电弧就会把它烧焦，同时还会因短路造成停电事故。因此，⼈们常常在铁塔上加装障碍物，不让鸟⼉啄到铁塔。电阻

我们⼏乎天天跟电阻打交道，只是没有注意去认识它。

早晨起来，我们打开收⾳机听新闻⼴播，调节⾳量实际上就是调节电位器的电阻；晚间看电视，电视机的亮度、⿊⽩对⽐度及⾳量的控制也都是通过转动电

位器，改变电阻的⼤⼩，从⽽改变电流的⼤⼩⽽实现的。电流⼤，喇叭声响，荧光屏亮。

我们外出乘电车，电车上也要⽤电阻。⽆轨电车是依靠直流电动机驱动的，电动机通过调节电阻的⼤⼩来改变电流，从⽽改变电动机的转速，达到调节车速的⽬的。电车司机就是⽤脚踏的轻重不同来控制⾃动开关，改变电阻的⼤⼩，控制车速的。电阻家族中的成员很多，⼤⼩、构造、模样⼀般都不相同，⽽且随着科学的发展，⼜不断出现⼀些新型的电阻。线缆电阻

它是⽤特殊的合⾦制成细丝绕在绝缘管上⽽成的。如图3－1。线绕电阻⼜分为固定式与可调式。这种电阻的特点是阻值精确，⼯作可靠、稳定，功率较⼤，耐热。缺点是成本⾼，阻值不能太⼤。合成型电阻

它是⽤导电材料（如⽯墨、碳⿊）、填充料、粘合剂等混合制成。其中以碳质实⼼电阻应⽤最⼴如图3－2。它的主要优点是成本低，制造⼯艺简单，过载能⼒⼤。主要缺点是阻值误差⼤（达10～25%），阻值易随温度变化，功率⼩。表⾯型电阻

它是⽤特殊的⼯艺把导电物质沉积在绝缘体上，形成导电薄膜，制成电阻，如图3－3。它的主要优点是成本较低，阻值准确（误差可⼩到0．1%），性能稳定，缺点是功率⼩。

电阻的数值和误差有的是直接标注在电阻上，有的是⽤⾊码。即在电阻上⽤三四个⾊点或⾊环表⽰阻值的⼤⼩和误差（⾊码法现在⽤的较少了）。由于电阻⼯作时要消耗⼀定的功率并发热，所以使⽤电阻时，还要注意它的标称功率。对同⼀类型的电阻来说，允许消耗的功率决定于它的⼏何尺⼨和表⾯⾯积的⼤⼩。电位器张宪魁

在实际应⽤中，还有⼀种滑动可变电阻器，叫做电位器。它也分为炭膜、炭质实⼼、线绕等三种。常⽤的炭膜电位器，它的电阻体是由炭⿊与树脂混合物喷

涂在马蹄形胶⽊板上，烘⼲⽽成。线绕电位器的电阻体是由电阻丝绕制⽽成，先绕在胶⽊板上，然后分成马蹄形，装在外壳中，如图3－4。电位器⼀般都有三个接线⽚，收⾳机、电视机等家⽤电器中经常⽤到它。怎样⽤万⽤电表测量电阻张宪魁

如果有⼀只电阻，它的标记已经不清楚了，你能否很快测出它的阻值呢？当然我们可以⽤课本上讲过的伏安法测定，但那需要⽤伏特计、安培计、电池、导线等，先测出电压U与电流I，然后再计算出电阻，很⿇烦。如果⽤万⽤电表，只要把它的两只表笔接触电阻的两端，即可直接读出电阻的值，很简便。

万⽤电表的外形如图3－5，它可以测电流、电阻、电压。上半部是表头，表盘上有电阻、电流、电压的刻度。下半部是选择开关，四周刻着各种测量项⽬。由于它⽤途较多，⼈们才给它起了⼀个美名叫万⽤电表。利⽤它测电阻可按以下⼏步进⾏。⼀、选⽤欧姆挡

万⽤电表不论是测电流还是测电压和电阻，都是共⽤⼀块电流表头。当需要测量电阻时，⾸先把选择开关旋转到欧姆挡范围内，⼀般有×1，×10，×100，×1000⼏个挡位。⼆、消除零误差

测量之前若表针不指在零位，就会使读数含有零误差。利⽤万⽤电表测电阻要调整两个零位。1．调整机械零位

万⽤电表有两只表笔，⼀只红表笔，⼀只⿊表笔，红表笔插⼊标有“＋”号的插孔中，⿊表笔插⼊标有“－”号的插孔中。调整机械零位时，⾸先让两表笔断开，若表针不停在表盘左端的零位置，则应⽤螺丝⼑旋动表盘下⾯的定位螺丝O，通过表内螺旋弹簧把指针调到机械零位。2．调整阻值零位

把两只表笔接触，即短路，相当两只表笔之间的电阻为零，此时表针应停在表盘右端“0Ω”阻值处，这时电流最⼤。但是由于电池已经使⽤过，使得表笔短路时，指针⼀般不在电阻值的零位处，这时可旋动调零旋钮Q，使指针指在零欧姆处。三、选择倍率

利⽤万⽤电表测电阻，为了便于准确地读数，要尽可能使表针指在表盘中间部位，所以需要恰当地选择倍率挡。例如，在测R1＝50Ω的电阻时，应选“×1”挡，使表针在表盘中部附近偏转。如果选⽤“×10”挡，则表盘读数扩⼤10倍，这将使表针偏到表盘靠右的部位，读数就难以准确。⼀般情况下，可以这样选择合适的倍率，将待测电阻尼R X值的数量级除以10，所得的商就是应选的倍率。例如测R X＝510kΩ的电阻，R X的数量级是100k，（R X＝5．1×100k），所以宜选“×10k”的倍率。如果万⽤电表⽆×10k倍率挡，则可选最接近的挡。

如果事先不知道电阻的阻值，可以试探着选择倍率挡，什么时候使表针能指在表盘的中部附近，此时的倍率挡就是⽐较合适

的。

为什么温度升⾼对⾦属导体的电阻增⼤？王宗⽥

⾦属导电是电⼦导电，电⼦在电场的作⽤下做定向漂移运动，形成⾦属中的电流。电⼦在⾦属导体中定向运动时，受到的阻碍作⽤愈⼩，导体呈现的电阻就愈⼩。反之，电⼦运动受到的阻碍作⽤愈⼤，它运动得就愈不⾃由，导体所呈现的电阻就愈⼤。电⼦在定向漂移运动中，受到的阻碍作⽤是电⼦与⾦属中晶体点阵上的原⼦实碰撞产⽣的。在⾦属导体中，晶体点阵上的原⼦实，虽然基本上保持规则的排列，但并不是静⽌不动的。每个原⼦实都在⾃⼰的规则位置附近不停地做热振动，整个导体中原⼦实的热振动并没有统⼀步调。这样，就在⼀定程度上破坏了原⼦实排列的规则性，形成了对电⼦运动的阻碍作⽤。原⼦实的热振动离开⾃⼰规则位置愈远，与电⼦相碰的机会愈多，电⼦漂移受到的阻碍作⽤就愈⼤，导体呈现的电阻也就⼤起来了。综上所述，问题的答案就不难得出来了，因为温度升⾼时，原⼦实的热振动加强，振动的幅度加⼤，于是，做定向漂移的电⼦与原⼦实相碰的机会增多，碰撞次数也增加，所以，⾦属导体的电阻就增加了。对于纯⾦属来说，电阻随温度的变化⽐较规则；在温度变化范围不⼤时，电阻与温度之间的关系为R＝R0＋（1＋αt）

式中R0是0℃时⾦属导体的电阻，α为该⾦属导体的电阻温度系数。不同⾦属材料的电阻温度系数α亦不相同。温度升⾼时，酸、碱、盐⽔溶液的电阻率为什么减⼩？王宗⽥

酸、碱、盐⽔溶液的电阻率之所以随温度升⾼⽽减⼩，其主要原因在于酸、碱、盐溶于⽔后，电离成正负离⼦，但这些离⼦在⽔溶液中，不是孤单地存在着，⽽是与⽔分⼦形成⽔合物。当温度升⾼时，离⼦的⽔化作⽤减⼩了，离⼦速度加快，这些载流⼦的迁移率增加，使电导率增加；还有另外⼀个原因，做为溶液来说，当温度升⾼时，溶液的粘度降低了，这就减⼩了离⼦移动时所受到的阻⼒，也使离⼦的迁移率增加，使电导率增加。温度升⾼，离⼦⽔化作⽤减⼩，溶液粘度降低，两个因素综合作⽤的结果，使酸、碱、盐⽔溶液的电阻率减⼩了。电动势、电压、路端电压孟昭辉

电动势是描述电源性质的重要物理量。电源的电动势是和⾮静电⼒的功密切联系的。所谓⾮静电⼒，主要是指化学⼒和磁⼒。在电源内部，⾮静电⼒把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产⽣电源电动势的本质。⾮静电⼒所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部，⾮静电⼒做功的过程是能量相互转化的过程。电源的电动势正是由此定义的，即⾮静电⼒把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的⽐值，称电源的电动势。⽤公式表⽰为E＝W／q

由上式可知，电动势的物理意义为，在电源内部，⾮静电⼒把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。

电动势与电势差（电压）是容易混淆的两个概念。前⾯已讲过，电动势是表⽰⾮静电⼒把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功；⽽电势差则表⽰静电⼒把单位正电荷从电场中的某⼀点移到另⼀点所做的功。它们是完全不同的两个概念。电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电⼒把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。电源的电动势对⼀个固定电源来说是不变的，

⽽电源的路端电压却是随外电路的负载⽽变化的。它的变化规律服从含源电路的欧姆定律，其数学表达式为U＝E－Ir

式中U为路端电压，Ir为电源的内电压，也叫内压降。对于确定的电源来说，电动势E和内电阻r都是⼀定的，从上式可以看出，路端电压U跟电路中的电流有关系。电流I增⼤时，内压降Ir增⼤，路端电压U就减⼩；反之，电流I减⼩时，路端电压U就增⼤。

在电源放电的情况下，当外电路中没有反电动势时，路端电压U＝IR（R是外电路的总电阻）。根据含源电路的欧姆定律可得I＝E／（R＋r），即电流I

的⼤⼩随外电阻R⽽变化。因此，路端电压U也随外电阻R⽽变化。R增⼤时，I减⼩，U增⼤；R减⼩时，I增⼤，U减⼩。当外电路断开时，R变为⽆限⼤，I 变为零，内压降Ir也变为零，这时路端电压等于电源的电动势。

但是不能认为路端电压⼀定⼩于电动势。在电源被充电时，电源内部的电流是从电源正极流向负极，内压降的⽅向与电动势的

⽅向相反，电源的电动势是反电动势，这时路端电压等于电动势与内压降之和，即U＝E＋Ir，路端电压⼤于电动势。短路是怎么回事？孟昭辉

对⼀个简单的闭合回路，如图4－5所⽰，其中只有单⼀电源和负载电阻R，电源电动势为E，其内阻为r，它属于电源放电情形。根据欧姆定律，可求出这个回路中的电流I：I＝E／（R＋r）

此式表明，外电阻越⼩，则I越⼤。再结合式U＝IR＝E－Ir考虑，则I越⼤，内压降越⼤，路端电压就越⼩。当外电路的电阻R＝0时，路端电压U＝0，这种情况称为短路。短路时的电流称为短路电流，⽤I d表⽰，I d＝E／r。⼀般电源的内阻是很⼩的，因此短路时的电流I d很⼤，⽽且电源提供的全部功率消耗在内阻上，产⽣⼤量的热，可能把电源烧毁。例如电动势E为2伏的蓄电池，内阻约在0．005～0．1欧之间，因⽽在形成短路时电流会达到20～400安，这样强的电流会烧坏蓄电池的极板，所以决不能让蓄电池短路。在发电机供电的电⼒

电路或照明电路⾥，由于电压相当⾼，形成短路时电流会达到很⼤的数值，有可能烧毁电线，甚⾄引起⽕灾。为了防⽌短路事故，这些电路⾥都必须接⼊保险器（熔断器）；在修理电路⾥的⽤电器或电线时，应该先把电源断开。由此原因，我们特别强调，决不可以把电流表直接接到电源的两极上。因为电流表的内阻很⼩，把它直接接到电源的两极上相当于电源短路。会产⽣很⼤的短路电流，以致把电流表烧坏，若以为⽤这种接法可以测出“电源的电流”，这不仅在实践上造成事故，⽽且理论上也是错误的。因为任何电源都只有⼀定的电动势，⽽⽆⼀定的电流。⽤伏安法测电阻时如何选取测量电路？王宗⽥

“伏安法”测电阻是⽤伏特计（电压表）和安培计（电流表）间接测量电阻的⼀种基本⽅法，测量过程⽐较简单，因此，往往是初学者必做的实验。

测量时，电路有两种基本连接⽅法。⼀种是把安培计接在伏特计测量端之内，如图4－6所⽰，称为“内接法”；另⼀种是把安培计接在伏特计测量端之外，如图4－7所⽰，称为“外接法”。

⽤内接法测量时，虽然安培计测得的电流强度I是通过被测电阻R的，但伏特计测得的电压U，却是电阻R与安培计内阻R A上的电压之和，即U＝IR＋IR A。

于是所得到的测量值为R x＝U／I＝R＋R A，由这种接法产⽣的测量相对误差为

由此可以看出，被测电阻⽐安培计内阻愈⼤，测量的相对误差E内就愈⼩。

⽤外接法测量时，虽然伏特计可以直接量得被测电阻R两端的电压U，但安培计量得的却是通过电阻R的电流与通过伏特计的电流之和，若伏特计的内阻为R V，则

⽤这种⽅法，所得到的电阻测量值为，这种接法产⽣的测量相对误差的⼤⼩为

从此⼤可以看出，伏特计内阻⽐被测电阻愈⼤，测量的相对误差E外就愈⼩。

测量时，对于已给定的被测电阻和选定的伏特计及安培计，⽤“内接法”还是⽤“外接法”，这取决于对测量精度的要求。⼀般来说，可以根据E内＝E外时，所得到的关系式

作为判别采⽤具体接法的条件。中学的物理实验室通常所⽤的电表，⼤多数都是磁电式的，这种结构的电表，伏特计的内阻总是远远⼤于安培计的内阻，即R V＞R A，因此，上⾯所提到的判别条件可简化为

当被测电阻的粗测值时，⽤“内接法”测量好；当

时，⽤“外接法”测量较好；如果被测电阻的粗测值恰好满⾜条件时，⽤两种接法中的任意⼀种都可以。

从以上的分析可以看出，⽤“伏安法”测电阻时，测量电路不论采⽤哪种接法，都会给测量结果带来系统误差，但正确选择测量电路，会使系统误差减⼩，得到较好的测量结果。定值电阻王宗⽥

所谓定值电阻是指具有⼀定电阻数值的电阻器。它是在电⼦仪器中⽤得较多的元件。定值电阻的种类很多，⽽且随着科学技术的发展，新型电阻不断出现。这⾥只介绍⼏种常见、⽤得较为普遍的定值电阻。

定值电阻上都有标志代号。电阻的标志代号通常由型号、标称阻值、额定功率、阻值误差等级或允许误差四个部分组成。 电阻型号如下表：

电阻在使⽤时，

其主要消耗⼀定功率，但不应超过额定功率，否则电阻阻值会发⽣变化，甚⾄烧毁电阻。对于同⼀类型的电阻，可根据它的⼏何尺⼨和表⾯⾯积来估计它的额定功率。碳膜电阻的⼏何尺⼨与额定功率的对应关系如下表：

额定功率较⼤的电阻，其额定功率值⼀般都直接印在电阻器的表⾯上。 电阻阻值允许误差和等级表为：

⼀般的电阻其阻值和误差都标在电阻器上。但炭质电阻和个别的⼩型表⾯型电阻的阻值和误差是⽤⾊码表⽰出来，⾊码为三、四个⾊点或⾊环，如图4－9所⽰的电阻的阻值就是⽤三点⾊码制和环带⾊码制表⽰出的。颜⾊和字母符号表⽰的意义如上页表。如果⼀只电阻上的三点颜⾊分别为红（A）、绿（B）、黄（C），则它的阻值为25×104欧，即250千欧，由于没有第四个⾊点，所以误差为±20％。若⼀只电阻上的四个环带的颜⾊依次为蓝（A）、灰（B）、⿊（C）、⾦⾊（D），则此电阻的阻值为68×100欧，即68欧，误差为±5％。线绕电阻王宗⽥

它是⽤康铜、锰铜等特殊的合⾦制成细丝绕在绝缘管上制成的，外⾯有⼀层保护层，保护层有⼀般釉质和防潮釉质两种。线绕电阻有固定式和可调式两种，如图4－8所⽰。这种电阻的优点是：阻值精确，有良好的电⽓性能、⼯作可靠、稳定，温度系数⼩，耐热性好，功率较⼤。缺点是阻值不⼤，成本较⾼。线绕电阻适⽤于功率要求较⼤的电路之中，有的可⽤于要求精密电阻的地⽅。但因存在电感，不宜⽤于⾼频电路。合成型电阻王宗⽥

它是⽤导电材料（如⽯墨、炭⿊等）、填充科、粘合剂等混合制成的。其中以炭质实⼼电阻应⽤最为⼴泛。这种电阻制造⼯艺简单，成本低，过载能⼒较⼤，但阻值易随温度、湿度变化，误差较⼤（达10～25％），功率较⼩。主要⽤于对阻值要求不⾼的电路之中。表⾯型电阻

王宗⽥

它是⽤特殊的⼯艺把导电物质沉积在绝缘体上，形成导电薄膜⽽制成的电阻。像碳膜电阻、硼碳膜电阻、⾦属膜电阻和⾦属氧化膜电阻等都属于表⾯型电阻。这种电阻的阻值误差⼩，电⽓性能好⽽且稳定，噪声⼩，⾼频特性好，但功率较⼩。⼀般⽤得最多的是这类电阻。其中⾦属膜电阻和⾦属氧化膜电阻虽然电⽓性能等⽅⾯都较好，但成本较⾼，主要⽤于要求较⾼的电路中。

对欧姆定律探究实验的⼏个⽅⾯的分析河北省蔚县代王城中学康万胜

欧姆定律是电学中的⼀个基本定律，也是重要的定律。作为⼀个通过实验得出的实验定律，我们在教和学的时候，应把侧重点放在欧姆定律探究实验上。⼀⽅⾯有助于我们对定律的理解，另⼀⽅⾯这个实验中包含着很多其它实验内容，例如实验电路图可以作为伏安法测电阻和电功率的电路图；本电路图可以涉及电路器材规格的选择。因此，对欧姆定律的教学，抓住第⼀节欧姆定律探究实验是关键。

实验⽬的：探究电流跟电压和电阻的关系。

实验⽅法的分析：因为电流既跟电压有关系，⼜跟电阻有关系，所以应采⽤控制变量法进⾏探究，即在研究电流既跟电压有关系时，控制所研究的电阻不变；在研究电流与电阻的关系时，控制所研究电路两端的电压不变。实验内容：1、保持电阻不变，研究电流跟电压的关系；2、保持电压不变，研究电流跟电阻的关系。

实验电路图的设计：在研究电流既跟电压有关系时，研究的电阻保持不变，要改变电阻两端的电压。在电源电压不改变的情况下，可以通过在电路中串联变阻器来实现，同时可以达到多次改变电压值的⽬的。在研究电流与电阻的关系时，所研究电路两端的电压不变，要改变研究电路的电阻。这需要阻值不同的电阻多个，同时仍串联变阻器来达到保持电阻两端电压不变的要求。