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验证欧姆定律——科普大风车物理学生社团活动纪实
发布日期:2025-04-18 来自:本站

一、活动目的

欧姆定律是物理电学中的基本定律,它是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是学习电功率、家庭电路等后续章节的必备知识,在九年级中,具有承上启下的作用,是九年级的重点之一。基于此情况,科普大风车物理学生社团于4月17日组织了本次实践活动——验证欧姆定律。

本次活动主要由“探究电流与电压的关系”和“探究电流与电阻的关系”两部分内容构成。从知识上讲,要用到电流、电路、电压和电阻的概念;从技能上,要用到电流表、电压表和滑动变阻器等电路元件。本次活动是一个完整的科学探究过程,让学生经历科学的探究过程,学习科学猜想、设计实验、设计实验表格、分析论证,感悟科学方法。本次活动无论是在知识学习上还是在培养社团成员运用知识解决实际问题的能力上都具有十分重要的作用。在活动中,不仅要注重培养成员理论联系实际的能力,更重要的是关注社团成员的科学探究能力的提高。

二、活动流程

第一环节:实验室注意事项

社团成员进入物理电学实验室,孙老师先强调电学实验的注意事项及安全隐患,比如禁止用湿手操作设备,禁止将水杯、食物带入实验区,禁止短接电源(如用导线直接连接电源正负极)、水打湿电学元件等。

第二环节:活动前准备工作

孙老师通过演示简单的实验,让社团成员初步领会到电路中的电流与电压和电阻有关,会随着电压的增大而增大,电阻的增大而减小,从而引入采用控制变量法定量探究电流与电压的关系和电流与电阻的关系。孙老师带领学生一起经历科学探究的环节,提出问题后,引导同学们大胆猜想、设计实验方案、初步领会科学实验的方法。紧接着,引导学生检查相关器材。

检查设备完整性:检查导线绝缘层是否破损,电表、电源接口是否松动,发现故障立即报告。

规划电路图:实验前需在纸上设计电路图,确认电表量程、元件连接方式无误。

仪表调零与量程:电表使用前需机械调零,选择最大量程试触,再调整至合适量程。

最后,老师演示讲解如何按照中考理化生实验标准摆放器材,连接电路。

第三环节:社团成员合作探究

社团成员分成两队,一队“探究电流与电压的关系”,另一队“探究电流与电阻的关系”。眼过千遍不如手过一遍,同学们便开始亲自动手操作。两个学生一组,一人动手做,另一人在旁边辅助,整个过程一气呵成,操作娴熟。遇到难题时,两个人或四个人就在一起讨论,大家心往一处想,劲往一处使,保证了活动的成功。

接着,组内轮流操作,大家边做边想着老师讲解的物理知识,让知识在动手操作中消化,在互帮互助中吸收,学习知识的兴趣就更高了。各小组都做得十分认真,学物理的兴致甭提有多高了。

范家怡小组连接电路的精彩瞬间

冉启明小组探究电流与电压关系的精彩瞬间

王晨苏小组读取实验数据的精彩瞬间

王政然小组积极讨论交流的精彩瞬间

林正楠小组分析处理实验数据

刘语航小组探究电流与电阻关系的精彩瞬间

第四环节:社团成员分析论证

实验结束后,社团成员对实验数据实事求是、不草率、不弄虚作假,如有偏差,他们会积极寻找原因及其解决办法,解决不了请求老师帮忙。每个小组之间进行分析交流,对数据进行综合比较,得出普遍结论,每组总结实验结论,分析误差,提出改进方案,用白板展示V-I图像,对比不同电阻的斜率差异。

通过本次活动,社团成员得到了以下普遍结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。

第五环节:评估与交流

社团成员对自己的探究过程进行回顾、反思,思考在探究中哪些问题还不清楚,活动设计是否科学合理,操作中有没有错误,实验中造成误差的因素可能有哪些?通过评估,让成员发现本小组的不足,及时总结,不断提高。

第六环节:孙老师点评

社团指导老师孙老师对本次活动进行点评:请同学们注意培养自己理论联系实际的能力,关注自己的科学探究能力的提高,多体验科学探究过程,学会运用控制变量法来设计和分析实验,同时要学会利用图象进行线性数据的分析。活动中,大家应大胆发表见解,充分感受到交流与合作的重要性与必要性,培养交流合作的意识。理解欧姆定律的适用条件。

孙老师和参加活动的部分学生合影留念

三、活动收获

王政然:通过参与本次社团活动,我们不仅验证了欧姆定律的科学性,更在实践中深刻体会到物理规律的严谨性与实验探究的乐趣。在活动中,电压表和电流表的跳动数字把欧姆定律变得更直观,当调节滑动变阻器时,看到电压升高、电流同步增大,数据点连成一条直线的那一刻,真正理解了“正比例关系”的含义。老师以幽默的语言和扎实的理论知识,让我们通过自己的实际操作探索结论。这是一次很奇妙的旅程,很期待下一次的社团活动,社团活动让我更加热爱物理!

张艺涵:在探究电流与电压关系时,我们小组使用的是阻值为5Ω的定值电阻,实验数据的计算值有时会略大于5Ω。通过讨论,我们意识到导线电阻、电表精度,甚至接触不良都会影响结果。这让我们明白:科学结论需要排除干扰、反复验证。实验中,必须保持电阻不变,才能单独研究电流与电压的关系。这让我们意识到,科学探究需要“控制变量”来简化问题,否则多个因素混杂会导致结论混乱。

林正楠:第一次连接电路时,电流表和电压表总是接反,甚至不小心让电源短路,导致导线发烫。在老师的指导下,我们学会了“先画图、再接线”的步骤,逐渐掌握了电表“串联与并联”的规律,操作越来越熟练。调节滑动变阻器时,既要控制电压稳定,又要避免电流突变,这需要耐心和细致。有同学调侃:“原来物理实验也像弹钢琴,手指轻轻一滑,数据就和谐了。”

杨梓琢:本次社团活动不仅是一次知识的验证,更是一场科学思维的训练。我们学会了如何从现象中提炼规律,在误差中寻找真相,在合作中解决问题。正如一位同学所说:“欧姆定律的公式写在课本里,但科学的严谨与探索的热情,永远印在了我们心里。我联想到:“手机充电器的电压和电流标注,原来就是欧姆定律的应用!如果能自己计算充电时间或电池容量,一定会很有成就感。”


撰稿:李羽彤 范家怡
摄影:孙梦飒