焦耳定律试验中的科学研究方法

1、焦耳定律实验中的科学研究方法DIV.MyFav_1297921024548 P.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1297921024548 LI.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph;FONT-SIZE: 10.5pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体 ;TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_129792

2、1024548 DIV.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph;FONT-SIZE: 10.5pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体 ; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1297921024548 A:linkCOLOR: blue; TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1297921024548SPAN.MsoHyperlinkCOLOR: blue; TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1297921024548 A:visit

3、edCOLOR: purple; TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1297921024548 SPAN.MsoHyperlinkFollowedCOLOR: purple;TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1297921024548 PREFONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: "Arial Unicode MS"DIV.MyFav_1297921024548 DIV.Section1page: Section1在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注 意运用科学方

4、法。 物理课程标准要求，在突出科学探究 内容的同时， 重视研究方法的指导， 使学生在进行科学探究、 学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研 究方法的真谛。因此，注意考察研究物理问题的方法，成为 当前和今后中考的热点。在初中阶段，需要掌握的科学研究 方法主要有：控制变量法、理想实验法、转换法、物理模型 法、类比法、归纳法等在研究焦耳定律实验中，就体现了 多个科学研究方法，下面通过一道考题来说明。例：我们知道：“电流通过导体时产生的热量，与电流的平 方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。”这 就是焦耳定律，用公式可表达为： Q=I2Rt 。爱动脑筋的小明 在探究这个问题时，

5、设计了图 1 所示的实验，只连接一次电 路就完成了实验探究。他的方法是用电阻丝（其中R甲HR乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察煤油 在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻 丝放热的多少。请你仔细观察小明设计的实验电路，并应用 所学知识分析回答下列问题：（ 1）探究电热的多少与电流的关系，应该对比两个烧瓶中 煤油柱上升的高度，而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该。（ 2）探究电热的多少与电阻的关系，应该对比两个烧瓶中煤油柱上升的高度。（3）有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个 例子。分析：本题主要涉及两种物理研究方法：一是控制变量法。 另一种是转化放大的方法。在探究

6、电热的多少与电流的关系时，应控制两个电阻丝的阻 值相同；在探究电热的多少与电阻的关系时，要控制通过两 个电阻丝的电流相同，最好的方法当然是采用串联。这里就 应用了控制变量法。当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时，为简 化和方便，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余几个 量不变这种研究问题的方法叫控制变量法。这种方法在实 验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相 同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。反 过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应 只使该因素不同，而其他因素均应相同。控制变量法是中学 物理中最常用的方法。想一想，物理中还有哪些地方用到了

7、 控制变量法？另一种研究方法是转化放大的方法。实验中电流产生的热量 不能直接观察到，但热量的变化可以用温度的变化来感知。 通过温度的变化多少来间接知道电流产生的热量的多少，这 是转化法。物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的 物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的 物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理 在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。特别是对 那些抽象的难以理解的物理知识， 这种方法很有效。生活中你也用到过转换法，只是未注意罢了。空气是看不见 摸不着的，但我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来 认识它。如红旗飘动，树叶摇晃等。想一想，物理中还有哪 些地方用到了转换法？还有一个问题：由于实验中电流产生的热量较少，液体温度 升高的也较小，所以用温度计不易直接测量比较。为了使现 象明显，实验采用了两种方法：不用温度计，但采用了放 大的“温度计”。整个烧瓶相当于一个温度计的玻璃泡。由 于烧瓶里的液体较多，使升温膨胀效果更明显。采用煤油 代替常见的水，用玻璃管插入密封烧瓶里的煤油中代替温度 计。用煤油代替水，是因为煤油