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[!--downpath--]焦耳定理實驗（焦耳定理實驗設(shè)備）2 焦耳與焦耳定理簡介
日本化學(xué)家焦耳做了很多實驗。 1840年，他首先準(zhǔn)確地確定了電壓產(chǎn)生的熱量與電壓、電阻和通電時間之間的關(guān)系。 電阻值與通電時間成反比。 這個定律叫做焦耳定律
在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，焦耳定理及其實驗的教學(xué)內(nèi)容是一個重要的組成部分，在高考中也占有十分重要的地位。
中學(xué)生在實驗教學(xué)中會遇到很多問題，經(jīng)常討論。 下面我們選擇一些有代表性的問題進行一些交流和分析，以便對光度計定理的實驗有一個深刻的印象和進一步的了解。
1、焦耳定律實驗的探索方法是控制變量法。
控制變量方法有哪些？
對于化學(xué)中多原因（多變量）的問題，常采用控制原因（變量）的方法，將多原因問題轉(zhuǎn)化為多個單原因問題。 每次只改變其中一個誘因，其余幾個誘因保持不變，然后研究改變后的誘因?qū)κ挛锏挠绊懀謩e研究，最后綜合求解。 這些方法稱為控制變量法。 它是科學(xué)探究的重要思維方式，廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)探索和科學(xué)實驗研究中。
在焦耳定理實驗中，要探究的是電壓通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電壓、電阻和通電時間之間的關(guān)系。 我們在研究發(fā)熱與內(nèi)阻的關(guān)系時，需要控制電壓和通電時間恒定。 實驗過程中，改變電阻值，觀察分析熱量如何變化，從而找出熱量與內(nèi)阻之間的關(guān)系。
如圖所示，
兩個透明容器內(nèi)密封著等量的空氣，U型管內(nèi)液位的變化反映了密閉空氣濕度的變化。 兩個密閉容器內(nèi)都有一段內(nèi)阻絲，右邊容器內(nèi)阻比較大。 兩個容器內(nèi)的內(nèi)電阻絲串聯(lián)在電源的兩端，通過兩段內(nèi)電阻絲的電壓相同。 通電一定時間后，比較兩個U型管內(nèi)液面的變化。
在之前的實驗裝置中，控制了電壓和通電時間，但僅改變了內(nèi)阻。 從實驗裝置可以看出，這是在研究電壓通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與內(nèi)阻之間的關(guān)系。
從里面的圖可以看出，是研究熱量和那個誘因的關(guān)系？ 什么觸發(fā)器在控制時是恒定的？
在中學(xué)數(shù)學(xué)實驗探索中，很多實驗都采用了控制變量法。如：探究聲音的響度與頻率的關(guān)系； 探索聲音的音高和振幅之間的關(guān)系； 探討動能與什么誘因等的關(guān)系。
2、在焦耳定理的實驗中，也用到了換算法。
所謂“轉(zhuǎn)化法”，主要是指在保證療效相同的前提下，將看不見、難看的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化為看得見、看得見的現(xiàn)象； 將不熟悉的復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為熟悉的簡單問題； 將檢測或測量的化學(xué)量轉(zhuǎn)換為可檢測或測量的化學(xué)量的方法。 中學(xué)數(shù)學(xué)在概念規(guī)律和實驗的研究中，很多地方都應(yīng)用了這些技巧。
在焦耳定理實驗中，電壓通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量是看不見摸不著的，不易察覺的。 那么如何比較5歐姆的內(nèi)阻和10歐姆的電阻，哪個放出的熱量更多呢？ 在實驗中，電流通過內(nèi)電阻絲釋放的熱量會使空氣受熱膨脹。 放出的熱量越多，空氣就會越膨脹，U型玻璃管內(nèi)的火柱就會下降得越多。
所以在這個實驗中我們是在比較U型玻璃管中的海面，上升得越高，內(nèi)部電阻絲形成的熱量就越多。 這就是轉(zhuǎn)換方法的應(yīng)用。
在中學(xué)數(shù)學(xué)實驗中，采用變換法的實驗包括探索聲音形成的原因、探索液體浮力的特性、探索壓力的影響等。
3、在焦耳定理的實驗中，空氣可以用煤油、水、石頭等物質(zhì)代替嗎？
如果用煤油、水或石頭代替空氣，則實驗結(jié)果不顯著，療效也不會很好。
與空氣相比，內(nèi)電阻絲加熱煤油時，煤油需要吸收更多的熱量，溫度會升高，做這個實驗所需的時間也會更長。 由于水的比熱容比煤油大，同樣質(zhì)量的水，不吸收同樣的熱量后，水溫下降的幅度較小，所以實驗效果不如煤油。 與煤油和水相比，鵝卵石的比熱容較小，受熱后溫度會迅速下降。 而且，用內(nèi)電阻絲加熱石子時，石子受熱不均勻，需要不斷攪拌。 這樣的操作，在實驗過程中也是很不方便的。
所以空氣是最好的實驗材料。
經(jīng)常這樣分析實驗裝置的合理性，可以培養(yǎng)中學(xué)生設(shè)計實驗的能力和思維能力，避免實驗的機械應(yīng)用。
4、這個實驗中，U型玻璃管可以用溫度計代替嗎？
無法更換。
空氣裝在一個密閉的容器中，插入溫度計時，濕度計的玻璃球也需要密封在容器中。 這樣，在內(nèi)阻加熱過程中，容器內(nèi)的空氣受熱膨脹，熱空氣會把密閉容器炸裂，導(dǎo)致實驗失敗。
如果插入濕度計，而濕度計的玻璃泡沒有密封焦耳定律實驗探究，空氣受熱會膨脹，向容器外移動焦耳定律實驗探究，但熱量會被帶走，所以不容易比較熱量的多少由內(nèi)阻絲產(chǎn)生。
雖然沒有上面提到的原因，但用溫度計代替U型玻璃管是不可取的。 由于內(nèi)阻絲加熱容器內(nèi)的空氣，空氣濕度的變化不足以使溫度計的讀數(shù)迅速上升，觀察到的療效并不顯著。
5、在這個實驗中，并聯(lián)一個5歐姆的電阻有什么作用？
如圖所示，兩個密閉容器內(nèi)的電阻是一樣的。 在其中一個容器的外部，內(nèi)部電阻與容器中的電阻并聯(lián)。 它的作用是使通過兩個容器內(nèi)電阻的電壓不同。 通過右側(cè)內(nèi)阻的電壓較大。 在同一時間的情況下，觀察兩個U型管內(nèi)液面的變化。 簡而言之，并聯(lián)一個5歐姆的內(nèi)阻的作用就是改變通過內(nèi)阻的電壓。
以上五個問題是中學(xué)生在教學(xué)過程中積累和發(fā)現(xiàn)的。 雖然中學(xué)生還有很多問題需要解答。 我認(rèn)為對于化學(xué)實驗，中學(xué)生應(yīng)該尋找一切可以抓住的機會自己做。 在實驗的過程中，去自由地去體驗，也只有去自由地去體驗，才能體驗到這些只有通過實驗才能獲得的東西，課本上沒有的，老師不一定會提到的東西。 這些驚人的發(fā)現(xiàn)只能通過實驗獲得。
關(guān)于焦耳定理的實驗，大家有什么問題需要交流嗎？ 請分享。
實驗過程中有什么感受，歡迎分享。
焦耳定理實驗（焦耳定理實驗設(shè)備）3
對于大部分朋友來說，學(xué)校化學(xué)是很難學(xué)的，雖然一聽就能聽懂，一做就會出錯。 特別是有很多基礎(chǔ)比較扎實的朋友，因為不能靈活運用知識，不善于總結(jié)。 結(jié)果，雖然他們學(xué)習(xí)很努力，很努力，基礎(chǔ)知識也掌握得很透徹，但還是成不了尖子生。 .
有什么方法可以快速提高性能？
明天，通過三道典型的高考數(shù)學(xué)題，找出讓大多數(shù)學(xué)生成為化學(xué)尖子生的最快方法！ （在給出最終方法之前，請先研究這三道期中題）
這三道高考數(shù)學(xué)題，都是小學(xué)數(shù)學(xué)中“探究電壓通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與什么感應(yīng)有關(guān)”，即“探究焦耳定理”！
這三道高考數(shù)學(xué)題恰恰告訴了我們實驗探索焦耳定理的三種不同方式：
第一種：如右圖所示，通過安裝在煤油中的電阻值發(fā)熱，將電熱轉(zhuǎn)化為濕度計的讀數(shù)變化，形成電熱較多的電阻值，濕度計對應(yīng)的讀數(shù)變化最大！
在液體中，電加熱引起溫度計讀數(shù)的變化
第二種：如右圖所示，通過安裝在密封燒杯空氣中的電阻值，將電熱轉(zhuǎn)化為氣球體積的變化而產(chǎn)生熱量，電阻值越電熱量形成，相應(yīng)的氣球體積就顯得最大了！
這些方法的優(yōu)點是：通過二氧化碳的熱脹冷縮，氣球可以更直觀地判斷電熱的多少。 缺點是無法測量準(zhǔn)確的濕度。
在二氧化碳中，電加熱導(dǎo)致二氧化碳的體積增加
第三種：如右圖，電熱通過安裝在密閉容器內(nèi)空氣中的電阻值，轉(zhuǎn)化為U型管外液面的高差產(chǎn)生熱量，形成內(nèi)阻電熱多，對應(yīng)液位高差最大！
在二氧化碳中，電加熱使U型管液面形成高差
以上三種探究方法都是考查學(xué)校化學(xué)實驗中最常用的技術(shù)：“控制變量法”和“變遷法”。 這三個問題的詳細(xì)答案這里不再贅述，圖中已經(jīng)給出了綠色標(biāo)準(zhǔn)答案。
當(dāng)然，聰明的同學(xué)應(yīng)該已經(jīng)知道“成為小學(xué)數(shù)學(xué)尖子生的最快方法！”。
這條路是——
找出小學(xué)數(shù)學(xué)試卷和高考必考的每一個重要知識點，然后為每個知識點找出幾道最典型的高考數(shù)學(xué)題或中考數(shù)學(xué)題，這一定要是不同類型的，比如上面三道中間的試題都是考查“焦耳定理”，用了三種不同的實驗方法。 經(jīng)過反復(fù)的研究比較、總結(jié)歸納，最終會產(chǎn)生自己的推論，甚至形成創(chuàng)新的想法！
這當(dāng)然就是我們常說的“感應(yīng)”！
通過這些方法，可以在短時間內(nèi)整合所有題型，然后快速生成綜合能力！
在以后的高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中，誰能熟練運用這些歸納法，誰就一定能成長為數(shù)學(xué)尖子生！
記住兩個要點：
1.找出高考數(shù)學(xué)或中考數(shù)學(xué)必考的重要知識點！
2.針對每個知識點，找出對應(yīng)的典型數(shù)學(xué)題！ 歸納法，推陳出新！
青年學(xué)子，為了美好的未來，加油！