电流的热效应实验与改进

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《电热器电流的热效应》实验分析及教学设计

《电热器电流的热效应》实验分析及教学设计

《电热器电流的热效应》实验分析及教学设计作者:杜俊来源:《中学物理·初中》2014年第09期电热器、电流的热效应——焦耳定律是初中教学中一个重点,而做好焦耳定律探究实验是本节教学一个难点.针对本节教学,多数教师觉得实验难做,也有不少教师针对课本实验进行了改进,或者自制一些教具,采取了许多创新和改进.本文结合目前教师常用的一些实验方案进行分析,给出本节的教学设计.1常用的实验方案1.1如何比较电阻丝产生热量的多少实验方案一加热煤油,比较温度变化量将一段电阻丝浸没在一定质量的液体(如煤油),电阻丝产生的热量被水吸收,液体的温度升高,导体产生的热量越多液体吸热后温度升得越高.通过比较相等质量的同种液体温度的变化量来比较电阻丝产生的热量的多少(图1).实验小窍门:(1)电阻丝可以购买电炉丝,在加热的过程中不会熔断;(2)加热的液体(煤油)要适量,不宜太多.实验方案二加热煤油,比较液体体积变化量将一段电阻丝浸没在一定质量的液体(如煤油),电阻丝产生的热量被液体吸收,液体的温度升高,体积膨胀.导体产生的热量越多液体吸热后温度升得越高体积膨胀越大.通过比较相等质量的同种液体体积的变化量来比较电阻丝产生的热量的多少.实验方案三加热空气,比较气体体积变化量(1)利用焦耳定律演示仪(如图2和图3),电阻加热的时候,空气受热膨胀后推动小液柱移动——此实验现象较为明显,缺点是该仪器电阻大多是实芯碳质电阻,电流稍大,电阻会损坏.且损坏后更换电阻非常麻烦.气密性保持良好也是该实验成功的关键.(2)在实验方案二的基础上加以改进,烧瓶内装少部分红墨水,加热空气后气体将液柱压上去.实验方案四比较电阻丝本身温度高低加热电阻丝(电炉丝),电阻加热的时候,发热越多,电阻丝的温度越高,通过直接比较电阻丝温度高低.电阻丝温度高低比较的方法通常用:(1)火柴接触能否点燃;(2)用纸接触是否会烧焦;(3)用电热丝来切割塑料袋、泡沫等.此种方案现象非常明显,效果很好.有一严重缺陷:电阻丝发热多,温度不一定就高.如:取同一种电炉丝,分别截取两段不同的长度,则R1与R2不相等,但此时两段电炉丝的温度应该是相同的.另外即使同一电炉丝如果拉成直线和弯成螺旋状,也会发现螺旋状部分温度明显较高(会热的发红).电阻丝某一点的温度还与其向外散失的热量有关.避免该缺陷的方法是采用长度相同、现状相似但不同粗细的电阻丝来进行比较.实验方案五动画演示现在有许多课件用动画进行模拟,“实验”现象清晰.但这种方案最不可取,实验是无法用动画来取代的.四、问题讨论,当堂巩固(一)观察实验,回答问题教师演示电池取火(具体做法:取口香糖包装的锡箔纸,用剪刀剪成一细长条,对折起来再沿中间连接处剪一斜条,展开后锡伯纸中间留有一切口.将锡箔纸两端分别与一节5号电池正负两极相连,会看到锡箔纸会被点燃)——完成实验后提醒学生在家自己做此实验时不可用伪劣电池,防止出现意外伤害事故.师问1:为什么纸能燃烧起来?生:因为发生了短路追问2:短路为什么就会燃烧?生:短路时电路中电流很大,由Q=I2Rt可知电路中电流很大的时候,产生很多的热量,达到了纸的着火点,纸就燃烧起来.追问3:为什么在纸的最细处燃烧?生:最细的地方电阻最大,由Q=I2Rt可知电路中的电流、时间相同时,电阻越大,发热越多——教师提醒学生说明:(1)在导体的电阻大小与横截面积有关,横截面积越小电阻越大;(2)串联电路电流处处相等.追问4:如何解释小华提出的问题——电炉是通过铜导线接入电路中的,通电时电炉丝热得发红铜导线却几乎不怎么热?生:导线中的电阻要比电炉中的电炉丝的电阻小得多,由Q=I2Rt可知电路中的电流、时间相同时,电阻越小,发热越少.追问5:连接电灯的导线不感觉到发热,为什么?生:电灯的电功率要比电炉的电功率小得多,电路中的电流比较小,相同时间内相同的导线发热比较少.(二)自学计算机中的散热问题——师生畅想:超导计算机.五、课堂小结1.焦耳定律的内容、公式.2.探究焦耳定律实验中的物理方法:转换法、控制变量法.教学后记:本节教学几个实验完成得非常好,学生兴趣浓厚,思维活跃,目标达成度高.电池起火实验及后续问题串,是这一节课的又一亮点,学生即感到兴趣盎然,又感到物理与生活实际紧密相连,同时打开了学生思路,巩固了当堂所学.一点遗憾是电池起火实验电池小,能见度稍差,可实验完成播放一下视频,对照视频的不同定格问不同问题,效果会更好.。

电流的热效应教案5篇

电流的热效应教案5篇

电流的热效应教案电流的热效应教案5篇作为一名教职工,时常需要用到教案,教案是教学活动的依据,有着重要的地位。

那么优秀的教案是什么样的呢?以下是小编精心整理的电流的热效应教案,希望对大家有所帮助。

电流的热效应教案1【学习目标】1.认识电流的热效应;2.知道一般电热器的发热原理, 能举出利用和防止电热的实例;3.理解焦耳定律、公式并能应用解决一些简单问题;【学习过程】1.回忆我们是如何探究影响电流做功因素的?根据什么现象来判断电流做功的大小?2.电功的公式w= ,推导式有、。

活动1:观察电热器1、电流通过导体时会发热,将电能直接转化为内能的现象称为,主要利用电流热效应工作的装置成为。

2、电热器的主要组成部分_______3、举例家庭中常见的电热器:__________、________活动2:电流通过电热器所产生的热量的多少和哪些因素有关?1.实验方法:2.实验过程中需要解决的几个问题:(1)如何反映出通电导体产生热量的多少?(2)如何研究电热的多少与导体电阻的关系?(3)如何研究电热的多少与导体中电流的关系?3.根据以上分析,需要选择哪些实验器材?画出设计的实验电路图。

4、进行探究:(1)我们看到:两瓶中温度计上升的示数△t1 △t2,此时1、2两锥形瓶中的两根电阻丝,它们之间相同的物理量是,不同的物理量是。

这说明:(2).我们看到:电流增大后,相同时间内2锥形瓶中温度计上升的示数△t2′ △t2,此时2锥形瓶中的电阻丝,前后两次实验中相同的物理量是。

不同的物理量是这说明:(3)实验中,若通电时间越长,瓶中煤油温度上升得将会。

归纳结论电流通过电阻丝产生的热量与导体本身的、通过导体的以及通电时间有关。

导体的越大、通过导体的越大、通电时间越长,电流通过导体时产生的热量越多。

1840年英国物理学家焦耳通过大量的实验研究,总结出电流产生的热量与电流的大小、电阻的大小和通电时间的关系,我们把这个规律叫做焦耳定律。

《科学探究:电流的热效应》 说课稿

《科学探究:电流的热效应》 说课稿

《科学探究:电流的热效应》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《科学探究:电流的热效应》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析《电流的热效应》是初中物理电学部分的重要内容,它既是对前面所学电路、电流、电压、电阻等知识的综合应用,也是学习电功率等后续知识的基础。

本节课主要通过实验探究,让学生了解电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关,从而建立起电流的热效应这一概念。

教材首先通过生活中的实例,如电暖器、电水壶等,引出电流的热效应这一现象,激发学生的学习兴趣。

然后,通过实验探究,引导学生思考电流通过导体时产生热量的多少与电流、电阻和通电时间的关系。

最后,介绍了焦耳定律的内容和公式,并通过例题让学生学会运用焦耳定律进行简单的计算。

二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了电路的基本组成、电流、电压、电阻等知识,具备了一定的实验探究能力和逻辑思维能力。

但是,对于电流的热效应这一抽象的概念,学生理解起来可能会有一定的困难。

此外,学生在实验操作和数据处理方面还需要进一步的提高。

三、教学目标1、知识与技能目标(1)知道电流的热效应,理解焦耳定律的内容和公式。

(2)能运用焦耳定律进行简单的计算。

(3)通过实验探究,知道电流通过导体时产生热量的多少与电流、电阻和通电时间的关系。

2、过程与方法目标(1)经历探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验过程,培养学生的实验探究能力和设计实验的能力。

(2)通过对实验数据的分析和处理,培养学生的逻辑思维能力和数据处理能力。

3、情感态度与价值观目标(1)通过实验探究,培养学生的合作精神和创新意识。

(2)通过了解焦耳定律的发现过程,培养学生坚持不懈的科学精神。

四、教学重难点1、教学重点(1)探究电流通过导体时产生热量的多少与电流、电阻和通电时间的关系。

(2)焦耳定律的内容和公式。

电流热效应实验的改进与操作

电流热效应实验的改进与操作

电流热效应实验的改进与操作作者:吕霞来源:《中学课程辅导·教师教育(上、下)》2020年第01期摘;要:探究影响电流热效应的实验面临两个难点,一是因为我们农村学校没有现成的实验装置,我们教师课前必须自己选取器材进行组装和设计,二是教师要对学生进行合理的引导,使学生能用自己预备好的器材设计出合理的实验方案。

关键词:组装设计;电流的热效应中图分类号:G633.7;;;;;;;;;;文献标识码:A ;;;;文章编号:1992-7711(2020)01-051-1物理教材(苏科版)上第十五章第三节电热器和电流的热效应这课中有一个探究实验:15.2探究影响电流热效应的因素,这个实验面临两个难点,一是因为我们农村学校没有现成的实验装置,我们教师课前必须自己选取器材进行组装和设计,二是教师要在课堂上对学生进行合理的引导,使学生能用自己预备好的器材设计出合理的实验方案。

我们先来了解教材上使用的器材,是两段阻值不等的电阻丝浸在质量相等的煤油中,观察电阻丝所在液体温度的变化,由于教材上描述比较简单,从而加大了教师备课的难度。

教材中未明确表示两段电阻丝的材料,以及两电阻的阻值差异有多大,所以我校在实验操作时对实验的可行性进行了研究和探索,R1和R2电阻选择怎样的材料?阻值差异大约多大?电源电压多大?煤油质量选取多少才能使实验现象快速的体现在学生的面前,这是我们需要考虑和探索的问题。

首先介绍一下我们准备的实验器材。

(1)R1和R2电阻丝的选材,阻值差异大一些,串联时产生的Q1,Q2的差异才大些,效果较明显,我们尝试用镍铬合金丝和铜丝,材料在淘宝网上购买,没想到电阻的直径有很多,镍铬合金丝有0.1mm,0.2mm的,铜丝有0.2mm,0.5mm,1.0mm的,我们购买了各种型号的,经过多次尝试后选择了镍铬0.1mm的,铜丝0.2mm的,根据焦耳定律,尽量拉大阻值差异,而铜丝若阻值过小,又会使产生的热量太少,赶不上散热的速度,所以铜丝的阻值不能过小,选择细些的铜丝,长度各为18cm。

中考物理实验专题复习—— 探究电流的热效应的实验

中考物理实验专题复习—— 探究电流的热效应的实验

中考物理实验专题复习——探究电流的热效应的实验命题点1.实验电路图的连接2.实验探究方法(1)转换法(实验通过温度计的示数或U形管液面的高度的变化反映产生热量的多少) ,(2)控制变量法①被加热物质相同,质量相同,初温相同②在研究电流的热效应与电阻的关系时,控制两加热电阻的电流相同(两电阻串联)和通电时间相同③在研究电流的热效应与电流的关系时,控制电阻相同,通电时间相同3.被加热物质的选择(选择空气,原因是其比热容小,实验耗时短,效果明显)4.实验中两容器中电阻丝串联的目的(使通过两个电阻丝的电流相等)5.电阻大小比较6.实验结论(1)电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关(2)在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多(3)在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多7.利用电流的热效应解释日常生活中的现象典题欣赏:1.(2017日照)某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。

他们用的实验器材如下如所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中都有一段电阻丝。

(1)请你用笔画线代替导线,把图甲两个容器的电阻丝接到电路中。

(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫。

(3)接好电路,闭合开关,通电一段时间后,(填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大,此实验现象表明,在电流和通电时间均相同的情况下,越大,所产生的热量越多。

(4)让两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)。

移走图甲中的电阻,换接图乙中的电阻到电路中,重新做这个实验。

此时通过两容器中电阻的电流不同,在通电时间相同的情况下,观察U形管中液面高度变化,由此得到的结论是(5)如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则Q 。

《电流的热效应》教学反思

《电流的热效应》教学反思

《电流的热效应》教学反思———初中物理规律教学的有效性《电流的热效应》是北师大版教材九年级第十三章第四节的内容,本节课的重点内容是焦耳定律,是规律教学的一节典范课例,焦耳定律是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,我们把它们叫做实验规律。

针对本节实验规律课的特点,我积极准备了焦耳定律的演示实验,引导学生观察,根据实验现象,师生共同分析、归纳,总结出有关的物理规律。

一、演示实验,师生共同分析、归纳,总结焦耳定律①根据日常生活和生产实际经验,分析电热I与电流强度Q、电阻R和通电时间t有关。

②研究方法:控制变量法.当电流I、时间t相同时,研究电热Q与电阻R 的关系.当电阻R、时间t相同时,研究电热Q与通电时间t的关系。

③通过演示实验找出Q与I、R和t的关系.这个演示实验的关键是如何提高实验的可见度.我们采用先进的教学设备——实物投影仪将温度计液柱的升降情况直接投影到大屏幕上.让全体学生都能看到温度计液柱的变化.由实验得出结论:当I与t一定时,R越大,Q越大;当R与t一定时,I越大,Q越大;当I与R一定时,t越大,Q越大。

④根据演示实验结论,分析得出焦耳定律,这种方法应注重渗透控制变量法,充分发挥演示实验的作用,增强演示实验的效果。

学生分小组讨论,共同分析总结焦耳定律。

二、看视频,小组交流生活实例,理解电流热效应对生活的影响我利用大量视频资料例举电流的热效应在科研、生产生活中的应用,帮助学生理解焦耳定律。

课堂上各学习小组交流讨论生活中电流热效应实例,例如:电热毯,电取暖器,电饭煲,电驱蚊香,电热水器等等,气氛十分热烈,而后学生们有讨论了电流热效应给我们的生活带来的危害,例如电视机、计算机、电风扇等用电器工作时,都不可避免地发热。

这样既会浪费能源又会由于升温使用电器采用设置散热孔、散热片或在发热部位安装电风扇等方法散热。

三、利用焦耳定律解题,帮助学生理解焦耳定律1、电热既有有利的一面,也有不利的一面,家里的________、________、________都是利用电热的例子,而电视机后盖有很多孔,就是为了________;电动机的外壳有很多翼状散热片,使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风,也是为________。

电流的热效应实验的改进

电流的热效应实验的改进

电流的热效应实验的改进上海科学技术出版社出版的初中九年级物理(2013年6月第1版)第十六章第四节“科学探究:电流的热效应”,在进行电流的热效应演示实验时是这样设计的,如图所示:两个烧瓶中盛着等量的煤油,温度计显示煤油的温度。

烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。

将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上,通电一定时间后,比较两瓶中煤油的温度变化。

你看到的现象说明了什么?笔者根据教学实践认为,以上实验设计存在以下几方面的问题。

1、此实验所用器材较多,设计较复杂,按教材所叙述,要连续做三次实验才能得到最后的结论,所需时间较长,影响课堂教学任务的完成。

2、此实验设计中用到了温度计,虽然比较精确,但由于温度计不好固定,且读数时液柱在瓶口下方,由于与煤油颜色相近,不易读出,只有上升到上方时才能读取,读数时由于液柱不断移动,所以不可能同时读出两温度计的示数。

3、实验中所用煤油量较多,需通电较长时间,才能使液柱上升。

4、此实验中没有明确实验电压,组织实验时,电压过高,不好控制;电压太低,效果不明显。

因此,最好提前通过实验确定电源电压大小,然后再进行课堂演示。

针对以上不足,提出如下几种方案与老师们交流:方案一所需器材:6V蓄电池1块、500mL烧瓶两只、橡皮塞2个、不同材料电阻丝2个、电流表1个、滑动变阻器1个、直径1cm长25cm玻璃管两根、开关1个、电子表1个、导线若干。

1、实验装置如上图所示,在两个相同的烧瓶中装入适量酒精,酒精中滴入几滴红墨水,将酒精染成红色(煤油不易着色),瓶中各放一根电阻丝,甲瓶中的电阻丝是铜丝,乙瓶中的电阻丝是镍铬合金丝。

瓶口塞子上各安装一个玻璃管,塞紧塞子后,玻璃管的下端要浸入酒精中。

将两个烧瓶中的电阻丝串联,接在电路中,滑动变阻器连入最小值,闭合开关,通电后电阻丝产生的热量使烧瓶内空气升温,压强增大,将酒精压入玻璃管中。

观察酒精在两玻璃管上升的情况,就能比较哪个电阻丝放热多。

《科学探究:电流的热效应》 说课稿

《科学探究:电流的热效应》 说课稿

《科学探究:电流的热效应》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是“科学探究:电流的热效应”。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“电流的热效应”是初中物理电学部分的重要内容,它既是对前面所学电路、电流、电阻等知识的综合应用,也是后续学习电功率、焦耳定律等知识的基础。

本节课主要通过实验探究的方式,让学生认识电流通过导体时产生热量的现象,理解影响电流热效应的因素,并能运用相关知识解释生活中的一些现象。

教材在内容安排上注重实验探究和科学思维的培养,旨在引导学生通过自主探究和合作学习,掌握科学探究的方法和过程,提高学生的科学素养。

二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了电路、电流、电阻等基础知识,具备了一定的实验操作能力和分析问题的能力。

但是,对于电流的热效应这一较为抽象的概念,学生可能理解起来会有一定的困难。

此外,学生在实验设计和数据处理方面还需要进一步的引导和训练。

1、知识与技能目标(1)知道电流的热效应,了解焦耳定律的内容和公式。

(2)能够通过实验探究影响电流热效应的因素。

(3)能用焦耳定律解释生活中的一些现象,会进行简单的计算。

2、过程与方法目标(1)经历探究影响电流热效应因素的实验过程,培养学生设计实验、收集数据、分析论证的能力。

(2)通过对实验现象的观察和分析,培养学生的观察能力和逻辑思维能力。

3、情感态度与价值观目标(1)通过实验探究,培养学生的科学探究精神和合作意识。

(2)让学生体会物理知识与生活的密切联系,激发学生学习物理的兴趣。

四、教学重难点1、教学重点(1)探究影响电流热效应的因素。

(2)焦耳定律的内容和公式。

(1)实验方案的设计和实验数据的处理。

(2)对焦耳定律的理解和应用。

五、教法与学法1、教法(1)实验探究法:通过实验让学生直观地感受电流的热效应,引导学生探究影响电流热效应的因素。

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电阻的热效应实验与改进
一、教材分析
电阻的热效应在粤教版九年级第十八章第三节中首先给出了电热器的定义,然后安排了“电流通过电热器所产生的热量的多少与哪些因素有关”的探究活动。

要求学生探讨电流通过导体产生的热量与电流、电阻以及通电时间的关系,教师可以引导学生用探究式实验的流程,结合生活经验得出电流产生的热量与电流、电阻等因素的定性关系,在此基础上用分析论证的方法得出热量与电流、电阻以及通电时间的定量关系,从而导出焦耳定律,再回到实际生活中解决实际生产问题等。

对于初三学生而言,焦耳定律是重点,更是难点,是整个电学的综合.教师在教学过程中感到实验难以施展,学生学的时候充满焦虑中的期待。

二、探究实验
教材中电阻的热效应实验仪器(一)如图一所示,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

两个密闭容器中都有一段电阻丝,右边容器中的电阻比较大。

两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两段电阻丝的电流相同。

通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度的变化。

通过实验学生可以看到电阻大的那边的液面高度比电阻小的那边较高,也就是说明了在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。

图一
实验仪器(二),如图二所示,两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,因此通过两容器中电阻的电流不同。

在通电时间相同的情况下,观察两个U形管中液面高度的变化。

通过
实验,学生们会发现,没有并联电阻的那一边的液面比并联了电阻的那一边的高一些。

也就是说明了在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。

图二
根据教材的实验探究过程,我也制作了类似的实验仪器。

如右图所示,仪器的制作原理与教材的一样,
两个瓶子里是密封的,里面放着阻值不一样的铜
线圈,然后用细铜线把两铜线圈串联在一起。


两个瓶子连出来是两根导管,导管中注入有色液
体。

当我们将两铜线圈接入电后,不用几分钟,
我们就可以很清楚的看到中间的两导管中的液面
高中度差产生的改变,当我们用手摸两个瓶子时,
我们也可以清楚感觉到两个瓶子都变热了,而且
中间导管比较高相连的那个瓶子的温度相对比较
高一点。

这个实验可以探究在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。

当我们将瓶子里的线圈换成阻值一样大,其中一边并联一个同样的线圈时,我们做同样的步骤,这时我们就可以探究在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。

三、实验存在的问题
“焦耳定律实验”是初中物理教材中非常重要的验证性演示实验,教材中的做法是在两个不同阻值的电阻分别两放到相同大小且密封的两个瓶子里使之串联起来,与瓶子相通的两条导管中注入相同量的有色液体,当我们使之通电后,温度将会升高、瓶子里的体积会膨胀,使导管中的液面上升,观察液的高度变化
来确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。

以此验证:Q=I2Rt。

按课本上介绍的方法去演示,则明显地有3点不足:
1、不能同时演示热量跟电流、热量跟电阻的关系;在说明在相同电阻
大小的,电流越大,产生的热量越多时,和跟电流相同而电阻大小不同而产生的热量时是分两次实验进行的;不同的电流值时所产生的液体高度不能直接比较。

2、只能定性研究,不能定量研究,演示效果差。

在整个实验过程中,
我们只能判断出难一边的温度上升的比较快,因为液面高度越高只能说过瓶子里的温度上升得比较快,这样我能只能得出:(1)在电流大小相同时,电阻越大的,通电相同时间内产生的热量就越大;(2)在电阻大小一样时,电流越大,通电相同时间内产生的热量就越大。

这样的实验只能得出电流、电阻和热量之间的关系,而不能得出焦耳定律Q=I2Rt。

3、如果瓶子过大,我们需要通电使电阻加热时间过长,学生注意力容
易分散,这样比较难控制教学的顺利进行。

另外在说明电流越大、产生的热量越多时,要等两玻璃导管中的液柱降回到原来的高度后,改变电流再作一次,事实上瓶子里的电阻通电使之加热容易、降温难,而且还要等整个瓶子的温度都降下来。

要等很长时间液柱才能回到原来的高度,实验时间过长,更不能连续重复演示。

四、实验改进
在实际学习中,我对这个实验进行了改进和研究,现将具体作法介绍如下:
1、如下图所示,在一块木板中心树立一块上半部画有间隔1cm的水平线的
白色小木板或白色有机玻璃板,将装有电阻值分别为18、58、58的3支试管用铜皮固定在竖直薄木板的下半部,并在C管外部并联一个与C管内电阻值相同的电阻。

再将3根长约25cm、直径约017cm的U形玻璃管,将其一端上半部裁去,如图2所示安装在离试管上的玻管约5cm处,并用同等长度的橡胶管连接玻管与U形管,电源电压以6~8V为宜。

2、实验时,用注射器向U形管中注入少量相等的红液,闭合开关K,就可以看到3根玻璃管中的液面同时上升。

比较A、B管中的液面高度可知:电流相同、通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。

比较B、C管可知:二发热器内导体电阻相同,通电时间相同,但因C发热器外部并联了一个与C管内相同电阻值的电阻,所通过B发热器的电流应是C发热器的2倍。

而B中的液面的升高量是C中的液面的升高量的4倍,说明电阻相同、通电时间相同、电流越大,温升越高。

还能明确得出:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比0。

另外,观察任意的发热器中的液体温度计可以看出:通电时间越长,温升越大,电流产生的热量越多。

使用该仪器进行实验有4个特点:
1、在相同条件下,利用气体的热膨胀比液体的热膨胀实验效果更加明
显;可将两次实验合为一次。

因而大大缩短了实验时间,提高了课堂效率。

2、B管中的电流强度明显是C管中的2倍,避免了用安培表测电流的
麻烦。

而且能使学生的注意力集中在观察玻璃管中的液面上升过程上。

3、具有连续、重复演示的功能。

第一次演示实验后,可以把连接胶管
取下,排除热空气后,胶管还原后可以立即做第二次试验。

4、有记忆功能。

断电后用止液夹止住空气温度计中的液面回落。

保存
记忆,以便重复观察进行定量分析。

参考文献:
1、《物理九年级全一册》人民教育出版社2013年6月第1版
2、《焦耳定律实验的改进》重庆市南坪中学陈晓伟
3、《焦耳定律实验的研究与改进》哈尔滨师范大学张起祥祖大鹏张晓英。

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