焦耳定律探究實(shí)驗(yàn)方案

1、焦耳定律探究實(shí)驗(yàn)方案一、設(shè)計(jì)思想內(nèi)容概述： 通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器改進(jìn)創(chuàng)新，幫助學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)并分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出焦耳定律結(jié)論。由于傳統(tǒng)的焦耳定律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)采用分步進(jìn)行，產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻成正，與通電時(shí)間成正比，必須要控制變量，這樣在分步進(jìn)行時(shí)受熱量傳遞的影響，不容易控制；另外它加熱容器大用時(shí)長(zhǎng)。而改進(jìn)創(chuàng)新后的實(shí)驗(yàn)，采用三個(gè)加熱瓶同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)加熱，減小外界熱傳遞的影響，做到控制變量又能同時(shí)進(jìn)行對(duì)比，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)的步驟，節(jié)約了時(shí)間，從而讓學(xué)生有充足時(shí)間分析論證得出結(jié)論。         

2、;      二、地位和作用：   焦耳定律 內(nèi)容的教學(xué)位于（人教版）物理八年級(jí)第八章 第四節(jié)電與熱。課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是知道電流的熱效應(yīng)，知道焦耳定律。因此本節(jié)課要想建立焦耳定律的概念（Q=I2Rt），實(shí)驗(yàn)效果的好壞是關(guān)鍵。因此我對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新改進(jìn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：（一）、教材建議實(shí)驗(yàn)裝置的不足之處（如圖1）：一是容器大，加熱時(shí)間長(zhǎng)，課堂四十分鐘不能有效的完成教學(xué)法，如果用大電阻、電壓高于教學(xué)電源提供的電壓，需要變壓器，電阻絲裸露不安全。二是分步進(jìn)行比較產(chǎn)生的熱量與電阻之間和電流之間的關(guān)系過(guò)程繁雜，用時(shí)長(zhǎng)，課堂時(shí)間

3、不足，不能解決問(wèn)題。（二）、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處（如圖2）：采用如圖所示三個(gè)加熱瓶，減少加熱瓶的容量，同時(shí)對(duì)三瓶煤油一起加熱并觀察溫度計(jì)的示數(shù)，做到及控制變量又能同時(shí)進(jìn)行對(duì)比溫度計(jì)升高與電阻和電流的關(guān)系，即節(jié)約時(shí)間，又讓學(xué)生比較直觀的得出產(chǎn)生熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的定性關(guān)系，從而總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。    1、儀器和器材演示板電路一個(gè)、教學(xué)法電源一臺(tái)、三個(gè)容器，三只溫度計(jì)、煤油、阻什分別是R1=5、 R2=10、R3=10三段電阻絲、電流表兩個(gè)、滑動(dòng)變阻器兩個(gè)、開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干、停表1只。2、實(shí)驗(yàn)裝置示意圖：（下圖）3、實(shí)驗(yàn)步驟：、將實(shí)驗(yàn)儀器組裝好，并在分

4、別在三瓶中杯中裝適量的煤油；（瓶中煤油的量相等）、按圖連接好電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R4 、R5使電流表A1,A2的示數(shù)1為0.6A,2的示數(shù)為1.2 A（在實(shí)驗(yàn)前調(diào)好）。、閉開(kāi)關(guān)后記錄0分鐘，1分鐘，2分鐘、3分鐘各瓶中煤油的溫度。、通過(guò)分析比較升高溫度，從而分析論證電阻絲放出的熱量Q與，R，t的定性關(guān)系。4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：電阻R1 =5R2 =10R3=10電流（A）060612溫度（）時(shí)間（min）時(shí)刻溫度溫度的變化量時(shí)刻溫度溫度的變化量時(shí)刻溫度溫度的變化量0 0 0 01     

5、 2      3      4      5、分析論證總結(jié)結(jié)論：    （1）在電流和電阻一定時(shí)，通時(shí)間越長(zhǎng)產(chǎn)生的熱量就越多；    （2）在電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量就越多；    （3）在電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量就越多。  

6、60; 四、實(shí)驗(yàn)效果：    通過(guò)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改進(jìn)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和記錄數(shù)據(jù)以及分析論證的過(guò)程發(fā)現(xiàn)：一是實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單化，數(shù)據(jù)采購(gòu)的時(shí)間縮短在5分鐘之內(nèi)給學(xué)生留有充足的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析論證；二是數(shù)據(jù)特征明顯，有利于直觀的分析論證從而總結(jié)結(jié)論。五、實(shí)驗(yàn)的效果分析：1、創(chuàng)新的優(yōu)點(diǎn)：（1）通過(guò)電阻絲直接加熱煤油并用溫度計(jì)測(cè)量煤油的溫度，直接反映了電阻絲放出熱量的多少，具有直觀。（2）在一個(gè)電路中實(shí)現(xiàn)了控制電流相同比較電阻與放出熱量的關(guān)系，控制電阻相同比較電流與放出熱量的關(guān)系，減少實(shí)驗(yàn)步驟節(jié)約時(shí)間且過(guò)程簡(jiǎn)單，給予學(xué)生留有充足的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析論證。2、實(shí)驗(yàn)的不足之處：由于熱學(xué)實(shí)驗(yàn)受外界影響較大，溫度上升具有連續(xù)性，可能造成讀數(shù)的不準(zhǔn)確性，另外電阻絲的電阻值的不準(zhǔn)確性和變化也可能使得數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，不能很好解決產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，我們將繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，還原焦耳的實(shí)驗(yàn)。3、改進(jìn)方案：一是整理電路板，使元件按電路圖的布局安裝在演示板上形成一個(gè)成形的焦耳定律演示器。二是采用加熱水（水的比熱容大，溫度變化穩(wěn)定），采用加熱大電阻，用變壓器提供大電壓增大電流，力求重現(xiàn)物理學(xué)家焦耳的實(shí)驗(yàn)，希望能夠準(zhǔn)確得到Q=I2Rt定量關(guān)系。六、實(shí)驗(yàn)注意的事項(xiàng)：1、加熱