Мусиенко Н.А. Демонстрация зависимости сопротивления металлов от температуры

Демонстрация этого опыта описана в пособии для учителей «Демонстрационный эксперимент по физике», ч. 2, под редакцией А.А.Покровского (М.: Просвещение, 1968. С. 65-66). В нем предлагается изготовить самодельный прибор по рис. 63 на с. 66. Успех опыта, как отмечается в пособии, зависит от соотношения общего сопротивления цепи и сопротивления нагреваемой спирали. В этом-то и состоит трудность в изготовлении прибора.

В другом пособии для учителей автор (Хорошавин СЛ. Техника и технология демонстрационного эксперимента. М.: Просвещение. – С. 83) рекомендует «... у новой лампы мощностью 25 Вт, 220 В осторожно удалить стеклянный баллон...». Это связано с дополнительными трудностями.

Мы в течение многих лет проводим этот важный опыт с простым оборудованием, имеющимся в каждой школе. Кроме того, используемое низкое напряжение (порядка 4-5 В) делает опыт абсолютно безопасным.

Порядок проведения опыта

Соединяют последовательно приборы (рис. 1), где А –демонстрационный амперметр с шунтом на 3 А, Л – лампа накаливания 30 В, 400 Вт с широкой нитью накаливания, расположенной в одной плоскости (эту лампу мы берем из кинопроекционного аппарата), К –ключ замыкания. Подсоединяют цепь к зажимам источника постоянного напряжения. Нами используется селеновый выпрямитель «ВС-4-12» при положении переключателя напряжения – «4».

Рис. 1

Учащимся предлагается наблюдать за показаниями амперметра. После замыкания цепи стрелка прибора устанавливается около деления 3 А, а затем плавно сила тока уменьшается примерно до 2,2 А и дальше не перемещается. Обращают внимание учащихся на нить лампы: в результате нагревания нить приобретает малиновую окраску, которая особенно хорошо заметна в средней ее части.

Опыт служит хорошим примером для формулировки проблемного вопроса, который вызывает интерес и служит стимулом к изучению темы «Зависимость сопротивления металлов от температуры». Вопрос может быть сформулирован так: «Объясните, почему происходит изменение (уменьшение) силы тока в нити лампы с момента включения (3 А) до установления постоянного значения (2,2 А)».

По данным опыта можно показать графически зависимость сопротивления металлов от температуры в координатах R,Ом; t,°C.