“焦耳定律”探索實驗計劃 1、設(shè)計思維內(nèi)容概述：通過實驗儀器的改進和創(chuàng)新，學生可以直觀地了解電流的熱效應(yīng)，分析總結(jié)實驗數(shù)據(jù)，得出焦耳定律的結(jié)論。 由于傳統(tǒng)的焦耳定律驗證實驗是逐步進行的，產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的平方成正比。 必須控制變量，使其在逐步過程中不受傳熱的影響。 易于控制； 另外，它會長時間加熱容器。 改進創(chuàng)新實驗采用三個加熱瓶同時進行，同時加熱，減少了外部傳熱的影響，使控制變量可以同時進行比較，簡化了實驗步驟，節(jié)省了時間，讓學生有足夠的時間分析論點并得出結(jié)論。 2、地位與作用：《焦耳定律》的教學內(nèi)容位于（人民教育出版社版）《物理》第八章第四節(jié)八年級《電加熱》，課程標準要求是知道加熱效果了解電流并了解焦耳定律。 因此，如果我們想在本課中建立焦耳定律（Q=lRt）的概念，實驗結(jié)果的質(zhì)量是關(guān)鍵。 于是我對這個實驗進行了創(chuàng)新性的改進。 3、實驗設(shè)計：（1）教材建議的實驗裝置（如圖1所示）的缺點是容器較大，加熱時間較長。 這種教學方法無法在40分鐘的課堂上有效完成。 如果使用大電阻和高于教學電源的電壓，提供的電壓需要變壓器，并且裸露的電阻絲不安全。 其次，逐級比較產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系比較復雜，耗時較長，課時不足，無法解決問題。
（2）創(chuàng)新實驗的創(chuàng)新點（圖2）：如圖所示使用三個加熱瓶，減少加熱瓶的容量。 同時，將三瓶煤油一起加熱，觀察溫度計的讀數(shù)來控制變量。 還可以同時比較溫度計的上升與電阻、電流的關(guān)系，不僅節(jié)省了時間，而且可以讓學生直觀地畫出發(fā)熱與電流、電阻、通電時間之間的定性關(guān)系，從而總結(jié)實驗結(jié)論。 1、儀器設(shè)備演示板電路一套，示教電源一套，容器三個，溫度計三個，煤油，電阻分別為Ri=5。 ，R=1OQ，RFIOQ三段電阻絲，兩個電流表，兩個滑動變阻器，一個開關(guān)，一些電線，一個秒表。 2、實驗裝置示意圖：（下圖），組裝好實驗儀器，在三個瓶子和杯子中放入適量的煤油； （各瓶內(nèi)煤油量相等），按如圖所示連接電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R4。 通過分析比較R5使電流表A1、A2的讀數(shù)I溫度升高，從而分析論證電阻絲放熱的定性關(guān)系。 4、實驗數(shù)據(jù)記錄： 電阻 Ri=5QRB=10Q 電流（A） 溫度“C） 瞬間溫度變化 瞬間溫度變化 瞬間溫度變化 時間溫度變化（min） 溫度 5、分析論證總結(jié) 結(jié)論：（1 ）在電流和電阻一定時，通電時間越長焦耳定律實驗，產(chǎn)生的熱量越多；當電阻和通電時間一定時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。 4、實驗結(jié)果：通過創(chuàng)新。在實驗、實驗操作和記錄的過程中發(fā)現(xiàn)：一是簡化了實驗步驟，數(shù)據(jù)獲取時間縮短到5分鐘以內(nèi)，為學生分析和演示留出了充足的時間。數(shù)據(jù)；第二，數(shù)據(jù)特征明顯，有利于直觀的分析和論證。
5、實驗效果分析：創(chuàng)新優(yōu)點：（1）通過電阻絲直接加熱煤油，用溫度計測量煤油的溫度，直接反映電阻絲釋放的熱量，直觀。 (2)在電路中，控制電流與電阻和放出的熱量之間的關(guān)系被實現(xiàn)為相同的。 控制電阻相同，實現(xiàn)電流與放熱的關(guān)系。 實驗步驟減少，節(jié)省時間，過程簡單，給學生留下充足的時間從實驗中得出結(jié)論。 進行分析和論證。 另外，電阻絲阻值的不準確和變化也可??能使數(shù)據(jù)不準確焦耳定律實驗，不能很好地解決產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比的問題。 我們將繼續(xù)完善實驗，還原焦耳實驗。 。 3、改進方案：首先整理電路板物理資源網(wǎng)，使元件按照電路圖的布局安裝在演示板上，形成一個一字形的“焦耳定律”演示器。 第二種是用加熱的水（水的比熱容大，溫度變化穩(wěn)定），用大的加熱電阻，用變壓器提供大的電壓增大電流，力求重現(xiàn)物理學家焦耳的實驗，希望能夠準確得到定量關(guān)系Q=|Rt 。 六、實驗中注意事項： 1、加熱瓶中的煤油必須在課前添加，以節(jié)省時間。 2、電路使用前，必須調(diào)整滑動變阻器的阻值，使12=2li。 3. 合上開關(guān)前，讀取三個溫度計的初始溫度。 合上開關(guān)后立即啟動時，同時讀取三個溫度計的溫度，間隔1分鐘。