浅谈初中《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
焦耳定律演示实验的改进
焦耳定律演示实验的改进
张丽君
【期刊名称】《物理教学探讨》
【年(卷),期】2011(029)004
【摘要】针对人教版初中物理焦耳定律的演示实验不足之处改进仪器,使之可以有效控制实验时间,能见度高,并且能够探究出电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关.
【总页数】2页(P60-61)
【作者】张丽君
【作者单位】广州市第五中学,广东省广州市518000
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
【相关文献】
1.关于焦耳定律演示实验的改进 [J], 丁蕾
2.对焦耳定律演示实验的改进 [J], 冉显志;付红周
3.浅谈初中《焦耳定律演示实验》的改进 [J], 凌文盛
4.苏科版初中物理焦耳定律演示实验的改进设计 [J], 王子玉;王国政
5.对焦耳定律演示实验的再改进 [J], 刘永树
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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。
焦耳定律教学反思
焦耳定律教学反思焦耳定律是初中物理电学部分的重要内容，它揭示了电流通过导体时产生热量的规律。
在完成焦耳定律的教学后，我进行了深入的反思，以下是我对此次教学过程的总结与思考。
一、教学目标的达成情况在教学开始前，我设定了以下几个教学目标：学生能够理解焦耳定律的内容，掌握焦耳定律的表达式；能够运用焦耳定律进行简单的计算；了解焦耳定律在实际生活中的应用。
通过课堂提问、练习和作业的情况来看，大部分学生较好地达成了这些目标。
在讲解焦耳定律的内容时，我通过实验演示和理论推导相结合的方式，让学生清晰地理解了电流通过导体时产生热量与电流、电阻和通电时间的关系。
学生能够准确地表述焦耳定律的内容，并写出表达式Q ＝ I²Rt。
在计算方面，通过一些典型例题的讲解和练习，大部分学生能够运用焦耳定律进行简单的热量计算。
然而，仍有部分学生在计算过程中容易出现单位换算错误和公式运用不熟练的问题，这需要在后续的教学中加强针对性的训练。
在介绍焦耳定律的实际应用时，学生对于生活中常见的电暖器、电饭锅等电器的工作原理有了更深入的理解，能够将所学知识与实际生活联系起来，但在分析一些较为复杂的实际问题时，部分学生还存在困难，需要进一步培养他们的思维能力和分析问题的能力。
二、教学方法的选择与效果在教学过程中，我采用了多种教学方法，包括实验演示、讲解、讨论和练习等。
实验演示是本次教学的一个重要环节。
通过演示电流通过电阻丝产生热量的实验，学生能够直观地观察到热量的产生与电流、电阻和通电时间的关系，这有助于他们理解焦耳定律的内容。
但在实验过程中，由于实验设备的限制，实验现象不是特别明显，可能影响了部分学生的观察效果。
在今后的教学中，需要改进实验设备或寻找更直观的实验方法，以增强实验的演示效果。
讲解法在本次教学中也起到了重要作用。
对于焦耳定律的表达式和单位等知识点，通过详细的讲解，让学生能够准确地理解和掌握。
但在讲解过程中，可能存在讲解速度过快、讲解不够透彻的问题，导致部分学生在理解上出现困难。
关于改进《焦耳定律》实验的思考——黄平刚
关于改进《焦耳定律》实验的思考作者单位：仙桃市彭场中学作者姓名：黄平刚参赛项目：论文【摘要】物理实验是中学物理教学过程必不可少的组成部分，起着及其重要的作用，而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。
本文通过对旧教材和新教材中的《焦耳定律》实验进行对比分析，总结出旧教材的不足之处和新教材的优势，经过认真思考对《焦耳定律》实验进行了进一步的改进和创新，使学生更容易接受和掌握，从而提高了实验的教学效果。
【关键词】焦耳定律；物理实验；实验教学【正文】中学物理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，对焦耳定律的学习有着非常重要的作用。
一、原教材中的焦耳定律的实验（一）原教材的具体实验过程实验装置在两个相同的烧瓶中装满煤油，并用胶塞密闭，胶塞中安放如图玻管，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大。
通电后电流通过电阻丝产生的热量越多，玻璃管中煤油液面煤油上升得越高。
观察煤油、在玻璃管里上升的情况，就可以比较电流产生的热量。
1、接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高(如图2所示)，实验结果是：甲瓶中的煤油上升得高。
2、在两玻璃管中的液柱降回原来高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。
在两次实验中，比较甲瓶(或乙瓶)中的煤油哪次上升得高(如图3所示)。
实验结果是：第二次实验，玻管中煤油上升得高。
3、实验结论如下：（1）电阻越大，电流产生的热量越多；（2）电流越大，电流产生的热量越多；（3）通电时间越长，电流产生的热量越多，玻璃管中煤油上升得也越高。
（二）该实验装置比较复杂，密闭要求高，显示速度慢，可见度小，耗时长。
焦耳定律演示实验装置的改进与创新
焦耳定律演示实验装置的改进与创新作者：吴葛亮来源：《新课程·中学》2017年第04期（湖北省宜昌市夷陵区雾渡河镇初级中学）摘要：焦耳定律想必大家都不陌生，就是电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
焦耳定律的实验课本上有，根据实际教学经验，对该实验进行了部分改良，相信会使学生更加深入、透彻地了解和学习焦耳定律。
关键词：焦耳定律；科学实验；实验与创新一、问题的提出如书本上图18.4-2是人教版九年级物理第十八章《电功率》第4节《焦耳定律》演示实验——探究电流通过导体时产生的热的多少跟什么因素有关的实验装置。
在实际实验操作中该装置存在以下弊端：1.由于该装置的原理是通过导体上产生的热量加热密闭容器中的空气来改变U形管总液面高度来判断产生热量的多少的，因此装置的气密性是否良好直接影响实验的效果。
而实际长期使用会导致装置的气密性变差，从而直接影响实验的成败。
2.该装置需要学生观察两个U形管中液面高度的变化，而实际教学中，后排学生不容易观察到实验现象，学生的观察效果大打折扣。
3.由于该装置中的电阻是密封在密闭容器中的，对学生器材的选择、安装只能被动接受，学生的实验参与、实验体验被限制了。
二、问题的解决：实验的改进与创新1.实验原理的改进：由于白炽灯是利用电流的热效应来工作的，电流通过白炽灯的灯丝产生热量使白炽灯发光，灯丝上产生的热量越多，温度就越高，灯丝就越亮，所以可以通过观察白炽灯灯丝的亮度来比较灯丝上产生的热量的多少。
2.实验装置的改进：将三个灯座和一个总开关按照上图安装。
提供220V 95W、220V 40W 两种规格白炽灯各3个。
3.实验方法的改进：在焦耳定律演示实验教学中，设计探究电热与电阻、电流的关系的实验方案需要学生进行讨论交流。
我给出了如下讨论要点：（1）选用什么规格的白炽灯，为什么这样选？（2）选用的灯泡怎样接入电路，这样接入的目的是什么？（3）观察什么现象来比较灯丝上产生的电热的多少？演示实验1——探究电热与电阻的关系：选择220V 40W、220V 95W两种规格白炽灯各1个，串联接入R1和R2处，规格不同，电阻不同，串联接入可以控制电流和通电时间相同，通过观察灯泡的亮度可以看出在电阻大的灯泡（220V 40W）R1上产生的热量多。
焦耳定律教学反思
焦耳定律教学反思《焦耳定律教学反思》焦耳定律是初中物理中的一个重要定律，它描述了电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和时间之间的关系。
在教学焦耳定律的过程中，我通过实验、讲解和练习等方式，帮助学生理解和掌握了这一定律。
然而，在教学过程中，我也发现了一些问题和不足之处，需要进行反思和改进。
一、教学目标的达成情况知识与技能目标 通过教学，学生能够理解焦耳定律的内容和表达式，掌握电流、电阻和时间对热量产生的影响，并能够运用焦耳定律进行简单的计算。
从学生的课堂表现和课后作业情况来看，大部分学生能够达到这一目标，但仍有少数学生对公式的理解和应用存在困难。
过程与方法目标 在教学过程中，我注重培养学生的实验探究能力和逻辑思维能力。
通过实验，学生能够亲身体验焦耳定律的发现过程，培养了他们的观察能力和动手能力。
同时，在讲解和练习过程中，我引导学生进行分析和推理，培养了他们的逻辑思维能力。
从学生的课堂参与度和实验报告情况来看，大部分学生能够积极参与实验探究，具备一定的逻辑思维能力，但仍有部分学生在实验操作和数据分析方面存在不足。
情感态度与价值观目标 通过焦耳定律的教学，我希望能够激发学生对物理学科的兴趣，培养他们的科学态度和创新精神。
在教学过程中，我通过介绍焦耳的生平事迹和科学成就，激发了学生的学习兴趣和科学热情。
同时，在实验探究和问题讨论中，我鼓励学生勇于提出自己的观点和想法，培养了他们的创新精神和合作意识。
从学生的课堂表现和课后反馈来看，大部分学生对物理学科表现出了浓厚的兴趣，但仍有少数学生缺乏学习的主动性和积极性。
二、教学内容的组织情况教材分析 焦耳定律是初中物理电学部分的重要内容，它是在学生学习了电流、电压、电阻等基础知识之后，进一步研究电流通过导体时产生的热量问题。
教材中通过实验探究的方式，引导学生得出焦耳定律的表达式，并通过例题和练习，帮助学生巩固和应用所学知识。
在教学过程中，我根据教材的内容和要求，结合学生的实际情况，对教学内容进行了适当的调整和补充。
苏科版初中物理焦耳定律演示实验的改进设计
撼 髓计
两 只相 同的锥形 瓶 ， 同的胶 塞两 只 ， 度 相 长 不 同 的电炉 丝 两 根 （ 电阻 Ｒ长＞ Ｒ ， 长的 细 ） 等 铁丝 四根 ， 同的 玻璃 管 两根 ， 制 的红 墨 水 和 相 配 蓝 墨水各～ 瓶 ， 相同 的注 射器 （ 含针 头 ）两 只 ， 学
图 ｌ
参 考 文献 ：
ｒ ］ 文 军． 图在 物 理 习题 教 学 中的 作 用 ． ２赵 建 中学 物 理 教
学 参 考 ．０ ０ ５ ． ２ ２０（）Ｐ９
＿ １ 根 放．物 理 图 像 的 涵 义 及 其 规 律 ，中 学 物 理 ， ｌ 张
（ 目编辑 栏
李富强）
第 ２ ８卷 总 第 ３ ７期 ９
图 ２
七 电 － ＂ 七 七 ４－七 ４－七 七 七 七 七 七 七 七 ． － 七 七 七 ．－４－ ４七 ＇ ＇ ４－４＂ ４ ＇ 七 ｌ ５（ ９９ ５）
的解 析 表 达 与物 理 图形 表 达 的 融 会 贯 通 ， 高 学 提 生 将 抽 象 问题 形 象 化 的 能 力 与 综 合 应 用 能 力 。
生 电源 ， 滑动 变 阻器 一 只 ， 关 一 只 ， 线若 干 。 开 导
单 个 装 置 的 组 装 如 图 ２所 示 。
１ ２ 主 要 的 实 验 原 理 ．
在两个 相 同的烧瓶 中装 相 同质 量 的煤 油 ， 并 用胶 塞密 闭 ， 塞 中安放 温 度计 ， 中各 放 一 根 胶 瓶 电阻丝 ， 甲瓶 中电阻 丝 的 电阻 比乙瓶 中的 大 。 通 电后 电流通 过 电阻丝产 生的 热量越 多 ， 体 吸热 液 后 温度 升 高 也越 大 ， 度计 的 示 数 上 升 得 就 越 温
两瓶 中玻璃 管 中的液 柱哪 个上升 得 高（ 如图 ３所
焦耳定律实验的改进
江 苏省金坛 第五 中学 （ １ ２ ０ 移 赵 ２ ３０ ）
要使演 示实 验在课 堂教 学 中很 好地 发挥 作用 ， 最 重要 的是确保 演示 成功 ． 第一 需要 教 师必须 做好 演示前 的准 备工作 并多 次 的预 演 ， 于在实 验 中 对
ｂ 按 图 ２连 接实 物并检 查线 路 ． ．
图 １
ｃ 调节 滑 动变 阻器 的滑 片在适 当位 置． ． ｄ 闭合 开关 给 电阻加热 ， 察 哪一个 蜡 烛 片 ． 观
先 掉下来
在 平底烧 瓶 中装满煤 油 ， 不 同阻值 的 电阻 把 丝放 入瓶 中 ， 电阻丝通 电后 比较质 量 相 同的煤 给 油温度 升 高 的情 况 ， 断 哪 个 电 阻产 生 的热 量 判 多． 此实 验 中有 以下 不足 ． １ 由于瓶塞 与瓶 口 、 ． 瓶塞 与温 度计 之 间存 在 缝隙， 一通 电煤 油 受 热膨 胀 就 通 过 缝 隙 向外 溢 ， 因而 做实验 很麻 烦 ， 而且根 本得 不 出 电流 通过 导 体产 生 的热 量 与 电流 、 电阻 与 通 电时 间 的关 系 ，
（ ） 堂 实验操 作 步骤如 下 ： ２课 ａ 先利 用 投影 或 辅 助 黑板 介 绍 改进 后 的装 ． 置 ， 明实 验 目的及 研究 对象 ． 说 ｂ 按 图 ３连接 实物 并检 查线路 ． ． ｃ 调节 滑动 变 阻器 的滑 片在不 同位 置． ．
ｄ 闭合 开 关 给 电 阻 加 热 ， 察 电流 表 的 示 ． 观
焦聪
德襄
改 进
星
甘肃 省张掖 市甘 州区长安 中心 学． ７ ４ ０ ） ◇ 李 ， ３００ ￣（ 摘 要 ： 对教 材 中关 于焦耳 定律 的 实验 中的 针 不足 ， 对该 实验 做 了相 应 的 改 进 ， 教 材 中的 吸 将 热物质 煤 油改 为蜡 烛 ， 通过蜡 烛的 受热 熔化 来演 示 焦耳 定律 ， 实验 现 象较 为 明 显 ， 且 改 进后 的 并 装置 ， 比性 较好 ． 对
“焦耳定律”实验的改进与创新
实验研究此i f 教■学参考第50卷第4期2021年4月“焦耳定律”实验的改进与创新陶仕银董云(武汉大学附属外语学校湖北武汉430072)文章编号：1002-218X (2021)04-0048-02 中图分类号：G 632. 0 文献标识码：B摘要：焦耳定律实验是初中探究电流的热效应与电流、电阻关系的重要实验。
教材中的实验设计存在着实验原理学生难理解.实验装置易老化导致气密性差，实验现象只能作定性分析等不足。
对该实验从原理、器材、方法、步驟等方 面进行了改进和创新.有效提高了实验的操作性和可视性，关键词：初中物理；焦耳定律；实验改进―、问题的提出“焦耳定律”是人教版九年级第十八章“电功率” 的重点内容，它是欧姆定律的引申和发展，是能量守 恒定律在电能和内能转化中的具体体现。
教学中，做 好实验及分析实验现象是教学的关键，也是教学的重 点和难点，更是培养学生物理核心素养的重要途径。
图1是教材“探究电流通过导体时产生热量的多 少跟什么因素有关”的 实验装置，该装置有以 下不足：(1)该装置的原理是通过导体上产生的热 量加热密闭容器中的空 气来改变U 形管液面高 度再来判断产生热量的多少.因此装置的气密性是否良好直接影响实验的效 果。
此装置大部分材料由塑料和橡胶制成，长期使用 会导致装置的气密性变差.从而直接影响实验的 成败。
(2) 该装置需要学生观察两个U 形管中液面高度的变化，而实际教学中，后排学生不容易观察到实验现象.效果大打折扣。
(3) 该装置中的电阻密封在密闭容器中，学生对器材的选择、安装只能被动接受，学生的实验参与、实验体验被限制。
二、实验的改进与创新1.实验原理的改进① 受热对象将原来的气体改成导体本身（固体）。
② 测定电流产生热量的多少由原来的U 型管液面高度变化转化为等质量同种金属温度的变化。
根 据公式Q = «w A /，可以确定质量相同、比热容（材料） 相同时，吸收热量的多少与升高的温度成正比，将吸 热多少定量转化为温度升高的变化量，使得定量完成 焦耳定律实验成为可能.即使存在温度传感器吸热的 问题，也可以定量转化，因为完全相同的温度传感器 的质景、比热容也相同.吸热同样与升高的温度成 正比。
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浅谈初中《焦耳定律演示实验》的改进
作者：凌文盛
来源：《科教导刊》2013年第09期
摘 要 初中物理教材中《焦耳定律实验》的操作步骤存在着不能同时演示电流跟热量、电
阻和热量的关系；只能定性研究，不能定量研究，演示效果差。演示时间长等三方面的不足。
为此，文章提出一些改进意见。
关键词 焦耳定律 演示实验 改进
中图分类号：G424 文献标识码：A
随着知识的更新与发展，初中物理教材的一些实验操作不是非常适于教学操作。在此，笔
者以初中物理教材中的《焦耳定律实验》为例，浅谈初中物理教材中的一些需要改正完善的地
方，同时提出一些改进方法。
1 教材中的实验操作不足
现在人教版物理教材实验设计的步骤是：
第一步：接通电路，过一段时间后，看看两个玻璃瓶中煤油哪个上升得更高。得出的结论
是：甲玻璃瓶中煤油上升得更高。这表明电阻越大，电流产生的热量越多。
第二步：让两玻璃瓶的煤油高度还原，然后利用滑动调解器，调节电流，再做实验。注意
通电时间和前次时间相同，在这两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。在
第二次实验中，甲玻璃瓶中煤油上升得高。这表明电流越大，电流产生的热量越多（如图1所
示）。
第三步：从以上实验可以得出结论，在电流与电阻不变的情况下，通电时间越长，瓶中的
煤油上升得越高，电流产生的热量越多。
笔者对照教材中的步骤，做了多次的实验，发现了一些问题。玻璃瓶上的煤油上升得太
慢，而我们上课的时候，每节课45分种，想要在45分种完成上面所说的实验操作，基本上是
不可能完成的。一节课也只能勉强完成上面所说的第一步，但是，如果想要完成第二步，让温
度慢慢再降下来，重新再做，再让学生进行观察比较，45分种是完全不可能完成的。因为，
想让给玻璃瓶中的煤油加温是容易的事，但是，想要让温度降下来，还是要较长的时候。为
此，很多物理教师为了达到教学目标，完成这一实验的教学任务，经常是把学生的实验课变为
了教师的讲授实验，或者有些老师利用更快捷的多媒体课件演示，而让实验配置成为摆设，失
去了让学生动手操作，亲身体验的实验课本质。
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由上面的情况来看，《焦耳定律的实验》由于装置比较复杂，实验要求有很好的密闭条
件，整个实验的进展速度也相对比较慢，教室里学生的可见度比较有限，整个实验的时间也比
较久。有以下三个方面存在不科学之处：
第一，电流与热量、电阻与热量的关系，在教材中的实验操作中，不能同时演示出来。在
演示电流与热量之间的关系时，说明电流越大，产生的热量越大这个理论时。根据教材中的实
验步骤，总体上要从以下两方面来操作。由于电流的不同导致实验玻璃瓶中液体高度的变化不
能直观地进行对比。同时还要让两只玻璃管的液柱回到原来的高度，需要较长的时间，在课堂
上操作不太实际，浪费时间，也不利于课效课堂的标准。改实验中的电流后才能做下次操作，
而实际操作实验过程中，烧瓶中的煤油加热是很简单的事，但是要降低它的温度却相对比较
难，要较长的时候，导致需很长时间液柱才能回到原来的高度。为此这一实验操作不同时演示
电流跟热量、电阻和热量的关系。
第二，演示效果比较差，不能定量研究，只能定性研究。
第三，在实验过程中，给煤油加热的时间太久了，同时，让煤油降温的时间更久，这样容
易导致学生的注意力容易分散，不切合学生的学习，同时这个实验也不能连续重复演示操作，
也不适合于课堂教学。如果要把加热的煤油倒了，换上等量的冷却的煤油，过程比较麻烦，同
时也太浪费了。
基于教材中的这三点不足，笔者进行了以下实验改进。
2 实验的改进
准备三个相同大小的塑料盒，在塑料盒内密封三条电阻丝R1、 R2 、R3。同时在塑料盒
的外面要留两个接线柱，要使电阻丝R1> R2 = R3。把玻璃管插入塑料盒的两端，把橡皮管接
在玻璃管上。在演示板上固定好两个U形玻璃管、开关S、电阻R。用橡皮管把U形玻璃管和
玻璃管连接起来，用导线把各接线连接起来。具体的实验操作步骤大致如下：
①夹子e、f打开，然后把水加入两U形管中，并且要让两管中的水面相平，同时，为了
便于学生上课的时候观察可以把水染成红色。
②把橡皮管用夹子e、f夹住，开关S断开，然后电源的正负极接上a、d接线柱，这时，
我们就会发现两个上玻璃管的水柱很快上升，而且我们还可以看到两个上玻璃馆中A管上升
得比较多。由此可见，时间不变的情况下，R更大，I产生的热量就更多。
③电源断开，打开e、f夹子，让实验中的玻璃管中的水位恢复到刚开始的的状态，以便做
下一步实验。
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④用电阻3盒换下电阻2盒，闭合开关S，将电阻连入电路中，再把a、d连入电源的正负
极，这时你会发现两管中的水的高度上升，而且A管中的水位比另外一个上升得更高。由此
可见，在时间相同、R不变的情况下，I越大，I产生的卡路里就越多。
把湈油装潢在实验装置在两个相同的烧瓶中，并用胶塞密闭，把胶塞中放玻璃管，在瓶中
放一根R，同时要让甲瓶中R比乙瓶中的R大。通电后I通过电阻丝产生的卡路里就越多，那
么实验中的玻璃管中液体就会上升得更高。通过观察玻璃馆中的煤油上升的情况，我们就可以
比较I产生的卡路里的情况。
第一，给实验中的电路通电后，对比液体哪个上升得更高（如图2所示），实验最后的结
果是：第一瓶中的液体上升比第二瓶更高。
第二，等到两玻璃管中的煤油降回原来位置时，调节电路中的变阻器，让电流加大，再次
做上述的实验，给电路的通电时间不变。前后两次实验，对比较两瓶中的液体上升的情况（如
图3所示）。最终我们可以得出的结论是：第二次实验的玻璃管中液体上升得更高一些。
第三，整个实验结论是：（1）I不变的时候，R越大，I产生的Q就越多；（2）R不变的
时候，I越大，I产生的Q越多；（3）I与R不变的情况下，如何通电时间越长，I产生的Q也
就越多，玻璃管中液体就会上升得越高。
鉴此，根据上面的改正，笔者上课的时候，还是取得了很发的教学效果。具体实验中改进
的装置如图2、3、4所示。
3 此实验装置的优点
第一，在其它情况相同的时候，利用气体的热膨胀来做实验，相比利用液体的热膨胀实验
的效果将会明显得很多。同时整个实验的时间也变短了不少，非常有效地提高了老师上课时的
教学效率，也提高了学生的学习效率。第二，没有使用电流表测电流的麻烦，可能让同学们的
课堂注意力放在观察气压计中的液体上升的高度来理解电流、电阻与热量的关系，便于学生集
中注意力，便于学生专注于实验本身。第三，实验仪器具有连续多次操作演示的效果，改进后
的实验装置操作方便，便于控制。