焦耳定律探究实验方案

1、焦耳定律探究实验方、设计思想内容概述:通过实验仪器改进创新，帮助学生直观的认识电流的热效应并分析总结实 验数据，得出焦耳定律结论。由于传统的焦耳定律验证实验采用分步进行，产 生的热量与电流的平方成正比，与电阻成正，与通电时间成正比，必须要控制 变量，这样在分步进行时受热量传递的影响，不容易控制；另外它加热容器大 用时长。而改进创新后的实验，采用三个加热瓶同时进行，同时加热，减小外 界热传递的影响，做到控制变量又能同时进行对比，简化了实验的步骤，节约 了时间，从而让学生有充足时间分析论证得出结论。、地位和作用:焦耳定律内容的教学位于（人教版）物理八年级第八章第四节电与热。课程标准的要求是知道电流

2、的热效应，知道焦耳定律。因此本节 课要想建立焦耳定律的概念（Q=l2Rt），实验效果的好坏是关键。因此我对此 实验进行了创新改进。三、实验设计：（一）、教材建议实验装置的不足之处（如图 1）： 一是容器大，加热时间 长，课堂四十分钟不能有效的完成教学法，如果用大电阻、电压高于教学电源 提供的电压，需要变压器，电阻丝裸露不安全。二是分步进行比较产生的热量与电阻之间和电流之间的关系过程繁杂，用时长，课堂时间不足，不能解决冋 题。（二）、创新实验的创新之处（如图 2）:采用如图所示三个加热瓶，减少加 热瓶的容量，同时对三瓶煤油一起加热并观察温度计的示数，做到及控制变量 又能同时进行对比温度计升高与电

3、阻和电流的关系，即节约时间，又让学生比 较直观的得出产生热量与电流、电阻和通电时间的定性关系，从而总结实验结 论。11、仪器和器材演示板电路一个、教学法电源一台、三个容器，三只温度计、煤油、阻什分别是只=5。、R=1曲、R3=lW三段电阻丝、电流表两个、滑动变阻器两个、开关一只，导线若干、停表1只2、实验装置示意图：（下图）3、实验步骤: 、将实验仪器组装好，并在分别在三瓶中杯中装适量的煤油；（瓶中煤油的量相等） 、按图连接好电路，调节滑动变阻器 R4、R5使电流表A1,A2的示数I 1为0.6A, I 2的示数为1.2 A （在实验前调好）。 、闭开关后记录0分钟，1分钟，2分钟、3分钟各瓶

4、中煤油的温度。 、通过分析比较升高温度，从而分析论证电阻丝放出的热量Q与I, R, t的定性关系。4、实验数据记录:电阻Ri =5QR =10QRb=10Q电流（A）0.60.61.2温度C）时间（mi n）时刻温度温度的变 化量时刻温度温度的变 化量时刻温度温度的变 化量000012345、分析论证总结结论:（1）在电流和电阻一定时，通时间越长产生的热量就越多；（2）在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量就越多；（3）在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量就越多。四、实验效果：通过实验的创新改进，经过实验操作和记录数据以及分析论证的过程发现：一是实验步骤简单化，数据采购的时间缩短

5、在 5分钟之内给学生留有充足的时间进行数据的分析论证；二是数据特征明显，有利于直观的分析论证从而总结结论。五、实验的效果分析：1、创新的优点：（1）通过电阻丝直接加热煤油并用温度计测量煤油的温度，直接反映了电阻丝放出热量的多少，具有直观。（2）在一个电路中实现了控制电流相同比较电阻与放出热量的关系，控制电阻相同比较电流与放出热量的关系，减少实验步骤节约时间且过程简单，给予学生留有充足的时间对实验结论进行分析论证。2、实验的不足之处：由于热学实验受外界影响较大，温度上升具有连续性，可能造成读数的不准确性，另外电阻丝的电阻值的不准确性和变化也可能使得数 据不够准确，不能很好解决产生的热量与电流的平方成正比，我们将继续改进 实验，还原焦耳的实验。3、改进方案：一是整理电路板，使元件按电路图的布局安装在演示板上形成一个成形的焦耳定律演示器。二是采用加热水（水的比热容大，温度变化稳 定），采用加热大电阻，用变压器提供大电压增大电流，力求重现物理学家焦 耳的实验，希望能够准确得到Q=l2Rt定量关系。六、实验注意的事项：1、加热瓶中的煤油要课前加好，以便