焦耳定律演示实验的改进
焦耳定律演示实验的改进
第 ２ ９卷 总 第 ４ ２期 １
物
理
教
学
探
讨
Ｖｏ ． Ｎｏ ４ ２ １ ２９ ． １
２１ ０ １年 第 ４期 （ 半 月 ） 上
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｐｈ ｓｃ Ｔｅ ｃ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｆ ｙ ｉｓ ａｈｎ
（ ） Ｓ
４ ２ １ ． ０ １
． １ ６ ．
汽车安全带的锁定系统中的动力学原理
关键 词 ： 耳 定律 ； 究 ； 焦 探 实验 改进
中 图 分类 号 ： ６ ３ ７ Ｇ ３．
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： ０ ３ ６ ４ （ ０ １ ４ Ｓ 一 ０ ６ — ２ １０ — １ ８ ２ １ ） （ ） ０ ０
１ 实 验 装 置 制 作
流与通 电时 间相 同 ， 采用 粗细 程度不 同 的材料 以 及长 度相 同的镍铬 合金 丝 ， 以 比较 电流通 过 电 可
（） １ 探究 在 电流与 通 电时 间相 同情 况下 ， 电 阻越 大 ， 电流产 生 的热量越 多 。 设 计原 理 ： 据 学 生原 有 的理 论 基 础 上 ， 根 已 经有 串、 联 电路 中的 电流 以及 电压 的特点 的基 并 础 ， 使 通 过 电阻 丝 通 的 电流 以及 通 电 时 间 相 要 同， 可以采 用 串联 电路 。 实验操 作步 骤 ： 先把 两个不 同 电阻 的电 阻 首 丝 串联 在 电路 中 ， 接 好 电路 ， 连 保证 通 电时 的 电
一
阻不 同的 电阻丝产 生 的热量不 同。 电阻 丝 的阻值
大小可 以观察 得 出 ， 用粗 细不 同 、 度相 同 、 料 长 材 相 同的铁丝 ， 电阻丝越粗 的 ， 电阻 阻值 越 小 ； 电阻
焦耳定律的实验改进与创新
焦耳定律的实验改进与创新莘县十八里铺镇王铺中心初级中学任瑞法 2010年8月10日11:20丁庆华于10-8-10 16:18推荐改进力度大，措施得力，操作方便，效果明显，值得借鉴。
演示实验是物理教学过程中的重要环节，教师通过实验的演示，可直观地将知识传输于学生，学生可通过物理实验灵活应用所学知识，观察分析实验结果，探索新的理论。
在整个教与学的过程中，实验设备的优劣，对实验的结果起着决定性的作用。
《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，其常规实验装置（略）比较复杂，密闭要求高，显示速度慢，可见度小，耗时长。
该实验过程同时存在以下三点不足：第一，不能同时演示热量跟电流，热量跟电阻的关系；在说明电流越大，产生的热量越多的原理时，要分两次实验进行，不同的电流值所产生的液体高度不能直接比较；另外要待两只玻璃管的液柱降到原来的高度并改变电流后才能做第二次，事实上烧瓶中的煤油加热容易，降温难，需很长时间液柱才能回到原来的高度。
第二，只能定性研究，不能定量研究，演示效果差。
第三，加热时间长，学生注意力容易分散，并且不能连续重复演示，不利于组织课堂教学。
鉴此，本人对实验进行如下的改进，收到了良好的课堂效果。
改进后的实验装置如图所示。
在一块木板上，固定三个完全相同的锥形瓶(烧瓶亦可)。
在瓶中各放一根电阻丝，且R甲> R乙=R丙(R甲、R乙、R丙均小于10欧)，并在瓶中封闭一定量的空气。
瓶中的玻璃管均与气压计连通。
为了便于学生观察，可在气压计的水中滴入红墨水。
在通电前，气庄计的液面保持相平，电源用两节干电池即可。
通电1分钟左右，因瓶中气体受热膨胀，使得气压计的液面产生高度差，且温度越高，液面高度差越大。
实验具体操作如下：在电阻和电流相同情况下，探究电流产生的热量跟通电时间的关系。
先将甲瓶连入电路，通电前，保持气压中的液面相平，通电后，气压计的液面产生高度差，通电时间越长，液面高度差越大。
这表明通电时间越长，电流产生的热量越多。
关于初中物理个别演示实验的改进建议
关于初中物理个别演示实验的改进建议初中物理实验教学，是课堂教学的一个重要组成部分，笔者认为，实验必须有一定可操作性，使知识呈现更直观，更便于学生理解。
如果起不到这样的作用，实验反而会成为课堂的累赘。
根据自己十多年的物理教学实际，我认为初中物理书中的部分实验就缺乏可操作性，不利于学生观察，理解。
下面我就提出自己的一点改进建议。
一、对焦耳定律实验的改进人教版初二物理下册，第八章第四节焦耳定律一节，物理书中演示实验是将两个阻值大小不同的电阻串联起来，分别放入盛有等质量煤油的烧瓶中，通电后通过观察温度计的示数，来比较两个电阻放热的多少。
这个实验说明，在电流与时间相同的条件下，电阻越大，放热越多。
但是笔者认为，这个实验现象不明显，不便观察，实验时间过长。
首先，作为演示实验，应该具备见效快的特点，而得煤油吸热升温的方式，时间过长，而用实验用具过大，只能是前排的同学能看到实验结果，后排的同学根本无法见识。
所以，笔者将此实验进行改进。
我选取两段电阻丝，一个为镍铬合金电阻为r1，一段为铜线电阻为r2，为了能增强实验效果，我直接将两段电阻串联起来，并分别缠绕在两个温度计的玻璃泡上，再通过开关与电池相连，演示实验时，先让全体同学读出温度计的示数，说明温度相同。
再闭合开关，只要10秒的时间，便会出现以下现象，两支温度计的示数均上升，但由于电阻不同，所以放热也不同，r1产生的热量远大于r2产生的热量，所以温度计1示数上升很快。
这样制作的教具，不仅具有易操作，现象见效快，还具有体积小，便于学生传递观看的特点，产生了很好实验效果。
二、对导体与绝缘体之间没有绝对界限这一实验的改进导体是容易导电的物体，绝缘体是不容易导电的物体。
但是温度、湿度、电压等条件发生改变时，导体与绝缘体就可以相互转化。
此实验物理书中并没有具体来表述。
大部分的教师都采用加热铁丝，来观察电流表示数的方法来进行演示实验。
但是此实验也是见效不明显，只是电流表示数发生改变，只能通过眼睛来看到。
[中考物理]焦耳定律的实验改进与创新
![[中考物理]焦耳定律的实验改进与创新](https://img.taocdn.com/s3/m/2a1ec9d4915f804d2a16c1dc.png)
1、将、用U形管代替温度计，增强可视性； 3、取消电流表的使用，防止学生既要观察玻璃管内液 面变化，又要观察电流的变化，注意力更集中； 4、通过对工作电路结构的改进，将屡次实验合为一次， 以缩短实验时间，提高课堂效率。 5、参加止液夹的使用，使该装置具有记忆功能，另外 热空气的排放也很方便，便于在课堂内屡次演示。
2、实验过程中，通过观察插入煤油中的细玻璃 管内液柱高度的变化来了解电阻丝放热的多少， 可见度不高,不利于课堂的演示；
3、由于受周围环境的影响，管内液柱高度不稳 定,不利于学生的观察；
4、原教材在探究电热Q与电流I、电阻R以及通 电时间t的关系时，是分步进行实验操作的，不利 于学生对实验现象进行直观的比照。
R1=5Ω R3=5Ω
R2=10Ω
本课题选自人教版初中物理八年级下册第八章? 电功率?第四节?电与热?。焦耳定律是设计电照明、 电热设备及计算各种电气设备温升的重要规律。而本 课题又是研究电热与电流I、电阻R、以及通电时间t之 间定量关系的验证演示性实验。该实验对于人们在生 活中对电热的利用以及平安用电都有着非常重要的意 义。
1、原实验烧瓶大，加热与放热的时间长，学生 注意力容易分散；
物理九年级“焦耳定律探究实验”的改进思考
物理九年级“焦耳定律探究实验”的改进思考摘要：本文主要以物理九年级“焦耳定律探究实验”的改进思考为重点进行阐述，首先分析教材中实验具体方案，其次从引进变色测温贴方案、引进感温变色油墨、引进电子温度计几个方面深入说明并探讨“焦耳定律探究实验”的改进思考，最后阐述提升初中物理探究实验质量的要点，旨意在为相关研究提供参考资料。
关键词：初中物理；“焦耳定律探究实验”；改进要点初中物理学的基础要素便是观察与实验，任何知识点都需要在实验中获取，英国物理学家焦耳进行诸多次数的实验归纳焦耳定律，可以说焦耳定律是初中学生必要掌握的一项定律内容，在具体教学中，教师设计有效的探究实验完成焦耳定律实验的教学任务。
然而“焦耳定律探究实验”现状不容乐观，尚未全面调动学生学习主动性和积极性，不利于学生学习能力提升，因此教师需进一步改进“焦耳定律探究实验”，保障学生全方位掌握焦耳定律基础知识，培养学生研究实验精神，不断扩展学生知识面和学习视野，获取事半功倍的教学成效。
一、教材中实验具体方案针对九年级教材中的焦耳定律教学内容，包含两个实验，促使学生认知电热、电阻、通电时间以及电流之间的关系，具体方案是在两个相同的透明容器中进行空气密封，将容器和对应的U形管连接起来，利用U形管内液面高度的变动体现密闭空气温度实际变化，如图一与图二，其中图一表示容器和不容阻值电阻进行串联，分析电热以及电阻关联；图二表示容器和组织相同的电阻进行混联，分析电热与电流之间的关系。
思考：此种方案设计适应初中学生好奇心与求知欲激发的需求，存在着一定的可行性，引导学生对U形管液面进行观察研究电热和电阻、电热和电流的关联，还可依托液面上升的具体情况初步判断电热和电阻、电热和电流的定量关系，可是在实践中学生总是出现相关问题，如不能透彻的掌握知识点、不能充分挖掘实验设计要点等。
具体来讲包含不能有效完成在U形管中装液体的任务，存在着洒漏问题；组装器材过程中不能保障容器具备良好密闭性，存在着不能顺利进行实验的问题；探究实验时间比较上，无法保障课堂教学质量。
关于改进焦耳定律演示实验的思考
关
的一个学期换一次，有的 一年都不换的。对于同桌
系
是自己选还是老师安排， 情况是：有自己选的，也
的
有老师安排的，但更多是
个问题，希望怎么
安排座位，不同的人有不
响
同的希望。有的同学希望
自己选同桌，坐前面一些；
有的同学希望老师安排，
跟谁坐就跟谁坐。
访谈的结果是，那些
很久不换同桌，比如一个
学期或是一个学年才换一
次的，更容易出现同桌矛盾，同学关系紧
张的问题。来咨询类似的问题的同学中，
几乎都是同桌了一年的学生。他们的共同
问题就是看不惯同桌的一些习惯，无法忍
受同桌的毛病，但是很无奈又换不了同桌，
所以内心很煎熬，学不进，看不进，严重
影响了学习和生活。
为了更好的了解这一问题，我在上课
的班级中调查和观察到，那些一个月，半
个学期换一次同桌的班级，他们的人际关
系会比那些一个学期甚至是两个学期才换
一次同桌的班级人际矛盾，冲突会更少，
整体的同学关系氛围会更加融洽，上课的
氛围都会更积极。
每一种的座位安排模式都有它的利 弊，班主任可以根据自己的工作经验和学 生的主体需求来安排座位。我个人认为班 级座位的编排是班级管理的基本手段之 一，好的座位编排有利于形成良好的小组 集体和班级集体。而要达到这样的效果， 个人觉得我们班主任可以采用一种综合的 座位安排方式，避免单一的方式。下面就 谈谈我个人对座位安排的几点见解，希望 能给班主任们的工作带来些许收获。
2 定期更换同桌 调查发现，部分班级一个学期甚至是 一个学年都不换同桌。我们都知道，人和 人相处久了，或多或少都会有矛盾。出现 厌倦，眼里看到的都是对方的缺点，这样 同学矛盾就会越来越激烈。从另一个角度 上说，我们更换同桌，会让我们学生的人 际关系更广，一段时间可以和新的同桌相 处，既新鲜又好奇。最主要的是他们可以 学会和不同性格的人相处。有些老师会有 这样的担心：学生更换同桌，需要一定的 时间来适应，这会影响学生的学习。我觉 得这个完全没有必要担心，当我们把更换 同桌当成一种习惯去做，我想一段时间之 后，学生根本就不会因为换同桌需要一段 时间来适应了。 3 位子依次轮流更换 即是一桌一桌的轮座。这个基本上每 个班级都能这么轮换。这样的方式有利于 调节学生的视力，规避那些根据成绩来安 排座位。有些班主任根据成绩的高低，成 绩好的就坐在前排，依此类推。这样的安 排很容易引起学生的不满，抵触情绪，那 么管理起来就要费很大的劲。所以建议班 主任们，不要根据成绩高低来排座位，而 应该依此轮换着安排，既要发扬民主，尊 重学生的个人选择，也要讲究集中，使班 主任成为班级位置安排的主心骨、决策人。 以上是我个人对座位安排的些许见 解和感受。希望它能对班主任在安排座位 的工作上有帮助。学生座位的安排看似一 件小事，但是它确实是关乎每一个同学的 身心健康，关乎每一个班级的班风学风好 坏。所以学生座位的安排需要我们班主任 花费更多的心思，需要时多和科任老师沟 通商量，争取在排座位上做到班里人人都 满意。
焦耳定律实验的改进
焦耳定律实验的改进物理是以实验为基础的一门科学。
初中物理教学中,大多物理规律的教学,一般从物理现象着手,通过对学生视觉、听觉等的冲击,使学生产生一种直观的感受和体验,从而产生一些思考并进行探究。
在物理实验中更能展现出物理的神秘性和趣味性,也是学生建立正确的物理概念、培养科学精神和利用科学改造社会生活的一个重要手段。
在教学的全过程中要贯穿实验这一条主线,要让学生准确地理解物理概念。
初中物理教材中电流的热效应现象，这个演示实验能够增强学生对电流产生热这个知识点的理解与掌握.但是在教学实践过程中也发现，物理仪器室现存的焦耳定律演示器设计有局限,存在接口多、没有安装电流表、气密性难以保证的诸多等因素的影响,导致教师在课堂上做演示实验时常不能达到设计所期望的效果甚至实验失败，本文就按照解决问题的思路，就地取材，自制一套焦耳定律演示器，仪器制作完成后，经过多位一线教师的使用，都得到了一致的好评，实验成功率达到100%。
期望这些改进性自制教具能够改善演示实验的演示效果,帮助教师更好地完成教学任务,使学生通过课堂上观察实验现象，更好的掌握电热知识。
一、电路：电流流过的路径就叫电路，大家都知道，电流流经的路径在初中物理中很难显示出来，即使我们如何天花乱坠的讲解、举例。
所以在本实验刚开始的时候都很难判断电路中是否有电流流过，更无法在头脑中形成物理概念。
那就需要安装一个直流电流表，这样在整个实验过程中就知道两个贮气瓶中的等值发热电阻是否有电流流过。
二、分别取两个集气瓶作为贮气容器，找到两个新鲜的胶塞，通过打孔器给胶塞打两个孔，分别插上两根长短合适的玻璃管，一根作为联通软胶管用，一根作为气门，当我们向U内注射有色无毒液体的时候，要打开气门密封胶盖。
然后在胶塞中插入两根铜导线，作为联通贮气瓶里面的发热电阻的导线。
如下图所示：本实验器材的缺点：由于贮气瓶是用集气瓶代替，属于玻璃器具，在搬运过程中需小心碰撞，以免贮气瓶破碎。
关于焦耳定律演示实验的改进
口的大小 而定 球 的半 径 。 实验 时光 杠 杆只有 小球 与 水 面接 触 ， 当水 面 发 生 微小变 化 时， 射在 白墙上 的２ 光 斑 照 个 移动 的距离会 有 明显 的差异 。
高 ，有 些装 置 比课本 所示 的更 复杂 ， ４ ）点燃 易燃 物 或 融化 石 蜡 法 。 纸屑 ，放 置在 电 阻丝上 ，通 电后 观察 燃烧 的先 后次序 。后者将 同样 的轻质
验 ，该装 置仍 然 比较复 杂 ，而 且密 闭 多 的热后 气体 的膨胀 比液体 要 明显得 铁 丝 做成 的圈 套住 ，然 后 吊在 铁 架 台
路 。但 空气体 积 的变化 如何 直观 地表 摆 ， 可用２ 条线 分 开固定激 光笔 的发 光
在 说 明电流越 大产 生 的热量越 多的原 现 出 来又 分 为 ２ 方法 ，一 种 是用 吹 端 ）； 光 笔 的 末 端 与 用 轻 质 塑 料 吸 种 激 理 时 ，要分２ 次实验进 行 ，这 要求２ 只 气 球 法 ： 一 种 是 与 Ｕ 管 联 用 ， 使 得 管 制 作 成 的直 角 三 角支 架 Ｂ 定 ； 垂 型 绑 在 玻 璃管 的液柱 降到原来 的 高度 后 才 能 空气 体积 的变 化体 现在 液 面差上 。这 直 于 激 光 笔 轴 方 向上 的 边 延 长 端 点 ，
该 实 验 过 程 还 存 在 ３ 不 足 。 １ 点 ）
很 简单 ， 主体 就 是 多媒 体 教 学 中常用 的激 光 笔 ， 将发 光 端用 一 柔软 的线 或
的 支 架 上 （ 中Ａ ， 了不 使 激 光 笔 图 点 为
３ ）加 热 空气 。 因为 在 吸 引 同样
多 ， 所 以 许 多 改 进 都 是 基 于 这 个 思
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焦耳定律演示实验的改进
杭州瑞金中学物理教研组朱煜
为了提高实验效果，增大可见度，节省实验时间，我们将初中物理第二册中的焦耳定律演示实验进行了改装，能得到较好的效果。
如相片所示
[具体装置]如图（一）所示。
（1）用一木支架，底板长26cm，宽13cm，厚1.5cm；其上固定一竖直木板：高38cm，阔10cm，厚1.5cm，涂以白漆，画上刻度。
（2）用二根玻璃管加热弯成二个U型管，固定在竖直木板上。
（3）用两只250ml的平底三角烧瓶，分别装入5Ω和10Ω的电阻丝，用棒铜或粗铅丝作引线，通过橡皮寨的穿孔装入玻璃管，紧塞瓶口，用空气代替教材中瓶内装的煤油，再用磁漆涂于表面，以防漏气。
（4）用橡皮管将烧瓶U型管连接，其间再串接一只三通玻璃管，用它来调节U型管中的有色液柱，使在做实验前保证液柱水平。
[演示实验]
（1）把两条电阻丝串联起来，用六伏特的蓄电池作电源，串联一只安培计，电键，接通电流，安培计上显示出来的读数约0.4安培，待通电后1.5分钟左右，就看到烧瓶甲所连接的U型管内液柱差为烧瓶乙所连接的U型管内液柱差的2倍，说明串联电路里电流强度相等，电阻就大，电流产生的热量越多，进一步观察烧瓶甲内装的R1=10Ω与烧瓶乙R2=5Ω的2倍，电流产生的热量使气体膨胀，U型管中液柱也近似2倍，由此说明电流在通过导体时产生的热量与电阻成正比。
（2）将两只装有阻值的烧瓶甲乙并联在六伏特电压的电路里，各串联一只安培计与变阻器，控制电流各为0.5A与0.25A，同时通电约2分钟，即可看到烧瓶甲连接的U型管中液柱差为烧瓶乙连接的U型管内液柱差的四倍。
即在通电时间相等、导体电阻相同情况之下，电流产生的热量跟电流强度平方成正比。
由此可得出焦耳定律；电流流过导体产生的热量，跟电流强度的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比这个规律。
[改装后优点]
（1）可见度大，原来烧瓶内装的煤油不易染色，在玻璃中升降液面看不清楚，用U型管中装入红墨水的液柱，后衬上漆白漆的刻度板，红白相衬非常清晰。
（2）直观性强，U型管的液柱升降几格，历历可数，容易对比。
（3）节省实验时间，每做一次，只需一二分钟即可显示出来，提高45分钟的教学效率。
（4）操作方便，做实验前只要将三通管的橡皮管夹松一下然后夹上，U型管的液面即保持水平，接上电源，闭合电键即可演示。
（5）实验可靠性强，因为橡皮塞比较密闭，用三通玻璃管调节液柱，所以演示效果佳。