水的电阻率的测定

"水的电阻率的测定"课题开题报告

湖北许春

【大中小】【关闭】

一、课题提出背景：

物理学是一门基础科学，是整个自然学科和现代技术发展的基础，物理知识在现代生活、社会生产、科学技术中有广泛的应用。物理学的研究方法对于探索自然具有普遍意义。学生在高中物理课程中学习物理基础知识和实验技能，接受科学方法和科学思维的训练，接受科学态度和科学作风的熏陶，这对于他们提高科学文化素质，适应现代生活，继续学习科学技术，都是十分重要的。

在现行的高中物理实验中，都给定了具体的实验方案，缺乏学生的自主思考和创新的思维空间，不利于学生能力的培养和提高。而"水的电阻率的测定"这一探索性物理实验没有可供参考的模式，从实验电路到具体实验器材的制作都需学生自己去想办法解决，能让学生亲身经历研究的整个过程，并在实践中锻炼他们发现问题和解决问题的能力，培养其参与意识和创新精神。

二、课题的研究范围：

主导课程：物理

相关课程：信息学、化学

三、课题的可行性分析：

从学生的知识储备来看，作为高二年级的学生，已经完成了电学的理论知识的学习，并且通过高中两年的实验训练，已经掌握了物理实验所需的基本实验技能，再加上他们无穷的创造潜力，完全具备了进行该研究性学习课的认知基础。

从学校的物质条件来看，物理实验室拥有高灵敏度电流计、能够提供恒定电压的电压源等完善的实验器材；化学实验室能够提供便于观察和测量的玻璃器皿；计算机教室可提供高性能的计算机进行实验数据的处理，完全可以满足本研究性学习课所需的物质基础。

从课题的可延展性来看，影响水的电阻率的因素是未知的，它可能与水的种类、温度、含杂质的情况等因素有关，需要我们去研究分析；另外测量水的电阻时，又有万用电表测电阻、电桥法、伏安法、替代法等多种方案可供选择，给学生的思维创新预留了大量的空间。

从课题的应用性来看，它可以作为物理方法分析水质的基础性研究；也可以尝试在工业自动控制方面的应用。可见本课题的现实应用性比较广泛。

四、课题的主要研究内容：

1、测量不同种类水的电阻率。

2、测量同一种类水在不同温度下的电阻率。

3、分析归纳水的电阻率与哪些因素有关。

五、课题的活动形式及预期的成果：

课题的活动形式：查阅资料、实验、讨论等

课题的预期成果形式：

1、实验模型一套；

2、实验设计方案(包括实验任务、实验设计原理、所需实验器材清单、实验的主要步骤和实验的可行性分析等)；

3、记录实验数据的表格若干份；

4、结题报告。

六、活动安排：

"水的电阻率的测定"课题阶段性结题报告

一.实验目的：

1.培养学生的自主思考和创新的思维空间，提高学生能力和素质

2.让学生亲身经历研究的整个过程，并在实践中锻炼他们发现问题和解决问题的能力，培养其参与意识和创新精神。

3.测量不同种类水的电阻率；测量同一种类水在不同温度下的电阻率；分析归纳水的电阻率与哪些因素有关

二.实验器材：

高灵敏度电流计、能够提供恒定电压的电压源、化学实验室便于观察和测量的玻璃器皿；使用高性能的计算机进行实验数据的处理。

三.实验数据分析处理

方法1：

电阻1=电阻2=（0∽9999欧姆），变阻箱（0∽9999欧姆）

直流电源（0∽12V）电流表（-50∽50G）

"水的电阻率的测定"课题小组实验记录表格

--电桥法测电阻

实验数据处理图象：

截面积与电阻变化图象：

电桥法测添加食盐杂质后原始数据表：

电阻率与浓度数据图象分析：

"水的电阻率的测定"课题小组实验记录表格

--电桥法测电阻：添加食盐后测量

电阻值与所加食盐量数据图象分析：

方法2：

( 由于时间关系暂时未做 )

如数据显示，未加杂质的纯净水通电时，其电阻的变化随通电面积的增大而逐渐变小。由此可知在电压、定值电阻不变的情况下与其水的电阻成反比。

例：定值电阻为6000欧姆，电源电压为2伏水高为46.7mm。无特殊现象时，水的电阻为4590欧姆。当水位上升至51.0mm时，电阻变化了44欧姆。当水位上升至55.0mm时，电阻变化了149欧姆。继续上升为59.9mm时，电阻变化了550欧姆。

下面对比一下：

46.7045900

51.0 4.3454644

55.044397149

59.9 4.93847550

经过对比，我们发现当水位上升比例为1：1，电阻变化比为1：3。由此我们也可以得出水的电阻变化程度与金属的导电电阻比相同。即增大或减小同样大小的截面积，产生的电阻的变化相同。

结论：在常温常压下，自来水的电阻率大约为47.03欧·米；但在自来水中添加少量食盐，其电阻率直线下降，在盐水浓度为0.0273％时，电阻率已降为6.14欧·米，此后水的电阻率随盐水浓度的增加而逐渐

经过试验，我们还发现水可以储存一定的电量。由于水有这么一种金属没有的性质，使的我们在做实验室麻烦了许多。我们不仅要得到大量的电阻、电流、电压的数据，更重要的是我们必须测出通电的时间。同时我们还要尽可能的减少时间的长度，从而使实验得到的数据能经得起验证。所以，要想真正的做好这个课题难度还是较大的。

四.活动感想

对于这次试验的目的，我是这么认为的：这次研究性学习实验有两个目的。一是动手能力的培养。二是让学生通过独自的思考与动手试验，体会到研究的乐趣。感受研究的经过，启发学生从中学习和感悟出那些科学家前辈们的思想、坚定和执著的信念。

我清晰地记得在这个研究性实验课题开始时同学一些同学对我说的话。他们说："赵科第，就别犯傻了，这个研究性学习没得上头。还是回来自习，参加别的活动吧！在说水的电阻测了有何意义呢？要是有意义还轮得到你吗?世界上这么多博士、研究生他们不早就研究出来了。在说如今的说要任务是学习，哪来那么都精力来做实验呀！" 他当时的那一段话确实让我犹豫了一会儿，但我后来还是参加了。我抱着一种尝试或者说好奇的心理，这种心理最终没让我后悔，因为它给了我启示。

最初我认为搞研究非常简单，指导我们在实验中遇到困难束手无策时才真正投降了。然后找老师去寻求援助，但是我们想过没有，那些站在世界科技高峰的科学家们是如何战胜困难的呢？他们去找谁求助呢？谁又能给他帮助呢？事实上没有简单的事，简单的事只是人们的主观认为罢了。有这样的一位科学家曾说过："任何一件事都＝简单+简单+简单+……+简单。

在实验中我们研究组仔细的观察、研究、分析、讨论发现试验中有太多太多的现象我们都没看过，而且还有很多连老师都没听说过。这种情况常常发生在实验中我们不得不去推断。浑然不觉中，又大大提高了你的能力。

总结：实践是认识的来源，认识是实践的基础。