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对于电流而言,为什么导体材料对电流的大小有很大的影响

对于电流而言,为什么导体材料对电流的大小有很大的影响

发布时间:2025-02-03 07:51:48

人教版初中物理课本九年级(全一册)第十五章第一节,讲述的是两种电荷的相关内容。为了第二节电流和电路做铺垫,本节内容还讲述了导体和绝缘体。容易导电的物体有金属、人体、大地、石墨和食盐水溶液等。但是,导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。

而我们学习第十六章第三节电阻时,电阻是用来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。

导体的电阻不仅与材料有关,还可能与导体的粗细、长短等因素有关。因此,我们需要通过实验来探究影响导体电阻大小的因素。要完成一个实验探究,我们需要经历以下几个过程:

提出问题:导体的电阻与哪些因素有关?

猜想与假设:因为对于一种导体来说,比如一根金属导线,它的物理属性有长短、粗细和温度高低,以及颜色的不同等等。因此,猜想时尽量全面,即影响导体电阻大小的因素可能有导体的材料、导体的长度和导体的粗细(即横截面积)和导体的温度等。

设计实验与制定计划:设计实验需要根据猜想和假设进行。比如,如果要研究电阻的大小与导体的材料有关,那么我们要选用长度、粗细等相同,材料不同的导体进行实验。这里我们用到了控制变量法。

所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。

然而,这样的设计也还是不能判断材料不同,导体电阻的大小是否相同。因此,我们需要借助电流表来测量电流,通过电流的大小来判断电阻的大小。这种科学方法我们叫做转换法。

所谓转换法,就是通过可以直接感知的现象,去推测无法直接感知的事物。我们在学习分子的热运动时,分子运动这种微观的物理原理是无法直接感知的,但是通过花香、墨水扩散等宏观现象,进而推理得知:一切物质的分子都在不停的做无规则运动。

当然,我们在观察电流表的示数大小变化,从而得知电阻的大小不同时,又用到的科学方法是叫做观察法。

物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。比如深秋的清晨看到树叶上的露珠,我们推测出这些露珠是水蒸气液化而来,知道空气中含有水蒸气。

所以,我们从中可以发现,要完成一个实验或者是探究一个知识点,所使用的科学方法并非唯一。只是在考试等形式的知识考查中,题目会有所侧重,因而我们需要根据题意判断,出题者更想要强调的科学方法是什么来分析解答。

进行实验与收集证据:在探究导体电阻大小与哪些因素有关这个实验中,我们需要收集的证据就是电流表的示数。例如,当我们完成第一次实验,探究导体长度、横截面积和温度等相同,材料不同时,如果观察到电流表的示数会因为材料不同而发生变化,那就说明导体电阻的大小与导体的材料有关,否则就是无关。

分析与论证:在这个过程,我们需要做的就是将收集到数据或证据去分析实验,从而得出实验结论。在此,大家需要注意的是,并非每一次实验都能得出我们预想的结果。在对数据进行分析和推理的过程中,我们还用到的科学方法叫做科学推理法。

评估:这一步是对整个实验过程的评价。有利于对实验的再反思,查找设计、实验过程中存在的不足。以便为今后的实验提供借鉴。

交流与合作:实验的最后,我们需要将实验的过程和结论、收获等拿来分享,让更多的人了解这个实验的过程和结论,并且可以进行对比,从而发现优缺点。

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