初中物理实验改进：焦耳定律

焦耳定律初中物理教案及反思物理教案是物理老师根据教学大纲和学生的实际情况编写的教学设计方案,对顺利开展初中物理教学活动有着重要的意义，下面为大家带来焦耳定律初中物理教案及反思，供你参考!焦耳定律物理教案：教学目标知识目标1.知道电流的热效应.2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.能力目标知道科学讨论方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法.情感目标通过对焦耳生平的介绍培育学生热爱科学，勇于克服困难的信念.教学建议教材分析教材从实验出发定性讨论了电热与电流、电阻和时间的关系，这样做的好处是体现物理讨论问题的方法，在实验过程中学生能更好地体会的一些科学讨论的方法，避开了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难.在实验基础上再去推导学生更信服.同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识.做好实验是本节课的关键.教法建议本节课题主题突出，就是讨论电热问题.可以从电流通过导体产生热量入手，可以举例也可以让学生通过实验亲身体验.然后进入定性实验.对焦耳定律内容的讲解应注意学生对电流平方成正比不易理解，可以通过一些简单的数据帮助他们理解.推导中应注意条件的交代.定律内容清楚后，反过来解决课本中在课前的问题.焦耳定律教学反思：本周一，下午第五节课，我在高二(111)班开了一堂公开课，课题为《焦耳定律》，高二物理组的老师全部参加了听课，下面我把这节课的教学反思向大家汇报如下本节课应该抓住了电功和电热两个基本概念，教材从实验和理论两个角度讨论了电热与电流、电阻和时间的关系，这样做的好处是体现物理讨论问题的方法，在实验过程中学生能更好地体会的一些科学讨论的方法，避开了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难.在实验基础上再去推导学生更信服.同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识.根据学生实际和课程标准的要求进行设计，通过学生的观察和生活阅历，提出问题，进行分析，共同归纳总结。

物理九年级“焦耳定律探究实验”的改进思考摘要：本文主要以物理九年级“焦耳定律探究实验”的改进思考为重点进行阐述，首先分析教材中实验具体方案，其次从引进变色测温贴方案、引进感温变色油墨、引进电子温度计几个方面深入说明并探讨“焦耳定律探究实验”的改进思考，最后阐述提升初中物理探究实验质量的要点，旨意在为相关研究提供参考资料。

关键词：初中物理；“焦耳定律探究实验”；改进要点初中物理学的基础要素便是观察与实验，任何知识点都需要在实验中获取，英国物理学家焦耳进行诸多次数的实验归纳焦耳定律，可以说焦耳定律是初中学生必要掌握的一项定律内容，在具体教学中，教师设计有效的探究实验完成焦耳定律实验的教学任务。

然而“焦耳定律探究实验”现状不容乐观，尚未全面调动学生学习主动性和积极性，不利于学生学习能力提升，因此教师需进一步改进“焦耳定律探究实验”，保障学生全方位掌握焦耳定律基础知识，培养学生研究实验精神，不断扩展学生知识面和学习视野，获取事半功倍的教学成效。

一、教材中实验具体方案针对九年级教材中的焦耳定律教学内容，包含两个实验，促使学生认知电热、电阻、通电时间以及电流之间的关系，具体方案是在两个相同的透明容器中进行空气密封，将容器和对应的U形管连接起来，利用U形管内液面高度的变动体现密闭空气温度实际变化，如图一与图二，其中图一表示容器和不容阻值电阻进行串联，分析电热以及电阻关联；图二表示容器和组织相同的电阻进行混联，分析电热与电流之间的关系。

思考：此种方案设计适应初中学生好奇心与求知欲激发的需求，存在着一定的可行性，引导学生对U形管液面进行观察研究电热和电阻、电热和电流的关联，还可依托液面上升的具体情况初步判断电热和电阻、电热和电流的定量关系，可是在实践中学生总是出现相关问题，如不能透彻的掌握知识点、不能充分挖掘实验设计要点等。

具体来讲包含不能有效完成在U形管中装液体的任务，存在着洒漏问题；组装器材过程中不能保障容器具备良好密闭性，存在着不能顺利进行实验的问题；探究实验时间比较上，无法保障课堂教学质量。

焦耳定律实验的改进物理是以实验为基础的一门科学。

初中物理教学中,大多物理规律的教学,一般从物理现象着手,通过对学生视觉、听觉等的冲击,使学生产生一种直观的感受和体验,从而产生一些思考并进行探究。

在物理实验中更能展现出物理的神秘性和趣味性,也是学生建立正确的物理概念、培养科学精神和利用科学改造社会生活的一个重要手段。

在教学的全过程中要贯穿实验这一条主线,要让学生准确地理解物理概念。

初中物理教材中电流的热效应现象，这个演示实验能够增强学生对电流产生热这个知识点的理解与掌握.但是在教学实践过程中也发现，物理仪器室现存的焦耳定律演示器设计有局限,存在接口多、没有安装电流表、气密性难以保证的诸多等因素的影响,导致教师在课堂上做演示实验时常不能达到设计所期望的效果甚至实验失败，本文就按照解决问题的思路，就地取材，自制一套焦耳定律演示器，仪器制作完成后，经过多位一线教师的使用，都得到了一致的好评，实验成功率达到100%。

期望这些改进性自制教具能够改善演示实验的演示效果,帮助教师更好地完成教学任务,使学生通过课堂上观察实验现象，更好的掌握电热知识。

一、电路：电流流过的路径就叫电路，大家都知道，电流流经的路径在初中物理中很难显示出来，即使我们如何天花乱坠的讲解、举例。

所以在本实验刚开始的时候都很难判断电路中是否有电流流过，更无法在头脑中形成物理概念。

那就需要安装一个直流电流表，这样在整个实验过程中就知道两个贮气瓶中的等值发热电阻是否有电流流过。

二、分别取两个集气瓶作为贮气容器，找到两个新鲜的胶塞，通过打孔器给胶塞打两个孔，分别插上两根长短合适的玻璃管，一根作为联通软胶管用，一根作为气门，当我们向U内注射有色无毒液体的时候，要打开气门密封胶盖。

然后在胶塞中插入两根铜导线，作为联通贮气瓶里面的发热电阻的导线。

如下图所示：本实验器材的缺点：由于贮气瓶是用集气瓶代替，属于玻璃器具，在搬运过程中需小心碰撞，以免贮气瓶破碎。

对焦耳定律演示实验的改进四川省泸定中学李军《焦耳定律实验》是初中物理教材中非常重要的验证性演示实验，其常规实验装置如图所示。

一．实验缺点现行教材中设计的实验步骤如下：①接通电路一段时间，比较两瓶中煤油哪个上升得高。

实验结果是：甲瓶中煤油上升得高。

这表明电阻越大，电流产生的热量越多。

②在两玻璃管中的液柱降回到原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上面的实验，通电时间和前次时间相同，在这两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。

在第二次实验中，瓶中煤油上升得高。

这表明电流越大，电流产生的热量越多。

③实验表明，通电时间越长，瓶中的煤油上升得越高，电流产生的热量越多。

我根据上述步骤，利用课余时间做过多次实验，发现实验中液柱上升很慢，在课堂上要完成上述步骤①还勉强能完成，但要完成步骤②，让升上的液柱降下来再上升进行观察比较，一节课难以完成任务。

所以很多教师为了完成教学任务，常常是变做实验为讲实验，或利用多媒体课件演示，实验配置成为摆设。

综上所述，该实验装置比较复杂，密闭要求高，显示速度慢，可见度小，耗时长。

主要存在以下三点不足：第一，不能同时演示热量跟电流、热量跟电阻的关系；在说明电流越大，产生的热量越多的原理时，要分两次实验进行，不同的电流值所产生的液体高度不能直接比较；另外要待两只玻璃管的液柱降到原来的高度并改变电流后才能做第二次，事实上烧瓶中的煤油加热容易，降温难，需很长时间液柱才能回到原来的高度。

第二，只能定性研究，不能定量研究，演示效果差。

第三，加热时间长，学生注意力容易分散，并且不能连续重复演示，不利于组织课堂教学。

二．实验改进材料与制作如图4，找三个相同大小的塑料盒，分别将三条电阻丝R1、 R2 、R3密封在塑料盒内，外留两个接线柱，使得R1＞ R2＝R3，在塑料盒的两端插入玻璃管，并给玻璃管接上橡皮管。

将两个U形玻璃管、开关S、电阻R固定在演示板上。

用橡皮管将玻璃管和U形玻璃管连接起来，用导线将各接线柱做如图连接。

对焦耳定律实验的改进 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT对焦耳定律实验的改进天津市河东区香山道中学申卫新笔者接触到很多有关焦耳定律的实验装置（如教材中的、国家调拨的、网上搜索到的），它们使用起来较麻烦。

初中物理教师教学用书光盘中有焦耳定律实验，但演示得不够全面。

笔者对焦耳定律的实验装置进行了一下改进：用一般学校都具备的定值电阻与电源在线路板上组成电路，然后用温度计（演示温度计也可以）直接与定值电阻接触，测出定值电阻的温度变化，从而得出实验结论。

实验设计和操作简单、材料易得，效果也不错。

具体说明如下：一．R不同（I相同、t相同）,Q不同用4—5节干电池做电源，将其与一个5Ω定值电阻、一个20Ω定值电阻串联在线路板上组成电路。

5—10分钟左右，用两个温度计同时测两个定值电阻的温度变化。

它们的温度差别明显，说明它们产生的热量不同。

二．I不同（R相同、t相同）,Q不同用4—5节干电池做电源。

将两个10Ω定值电阻并联，然后将两个并联的定值电阻与一个10Ω的定值电阻串联。

用这三个定值电阻与电源、电键在线路板上组成一个电路。

5—10分钟左右，用两个温度计同时测两个定值电阻的温度变化（一个是并联电路中的电阻，一个是与并联电路串联的电阻）。

它们的温度差别明显，说明它们产生的热量不同。

三．t不同（I相同、R相同）,Q不同在上面的两个电路中，测其中任何一个定值电阻的温度，都可以明显地看出，时间越长，定值电阻的温度越高，产生的热量越多。

四．说明1.改进后的实验还可做成学生分组实验。

20Ω定值电阻如果不够用，可用10Ω定值电阻代替。

2.定值电阻的使用时间不宜过长，否则有可能烧坏。

本文所提供的电源电压数值、实验时间仅供参考。

3.有时不使用温度计，用手直接触摸定值电阻，感受定值电阻温度的变化，效果会更好。

4. 做完一个实验，再做另一个实验时，要注意将两个温度计恢复到室温后再做，或者重新换温度计再做。

焦耳定律教学反思《焦耳定律教学反思》焦耳定律是初中物理中的一个重要定律，它描述了电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和时间之间的关系。

在教学焦耳定律的过程中，我通过实验、讲解和练习等方式，帮助学生理解和掌握了这一定律。

然而，在教学过程中，我也发现了一些问题和不足之处，需要进行反思和改进。

一、教学目标的达成情况知识与技能目标 通过教学，学生能够理解焦耳定律的内容和表达式，掌握电流、电阻和时间对热量产生的影响，并能够运用焦耳定律进行简单的计算。

从学生的课堂表现和课后作业情况来看，大部分学生能够达到这一目标，但仍有少数学生对公式的理解和应用存在困难。

过程与方法目标 在教学过程中，我注重培养学生的实验探究能力和逻辑思维能力。

通过实验，学生能够亲身体验焦耳定律的发现过程，培养了他们的观察能力和动手能力。

同时，在讲解和练习过程中，我引导学生进行分析和推理，培养了他们的逻辑思维能力。

从学生的课堂参与度和实验报告情况来看，大部分学生能够积极参与实验探究，具备一定的逻辑思维能力，但仍有部分学生在实验操作和数据分析方面存在不足。

情感态度与价值观目标 通过焦耳定律的教学，我希望能够激发学生对物理学科的兴趣，培养他们的科学态度和创新精神。

在教学过程中，我通过介绍焦耳的生平事迹和科学成就，激发了学生的学习兴趣和科学热情。

同时，在实验探究和问题讨论中，我鼓励学生勇于提出自己的观点和想法，培养了他们的创新精神和合作意识。

从学生的课堂表现和课后反馈来看，大部分学生对物理学科表现出了浓厚的兴趣，但仍有少数学生缺乏学习的主动性和积极性。

二、教学内容的组织情况教材分析 焦耳定律是初中物理电学部分的重要内容，它是在学生学习了电流、电压、电阻等基础知识之后，进一步研究电流通过导体时产生的热量问题。

教材中通过实验探究的方式，引导学生得出焦耳定律的表达式，并通过例题和练习，帮助学生巩固和应用所学知识。

在教学过程中，我根据教材的内容和要求，结合学生的实际情况，对教学内容进行了适当的调整和补充。

焦耳定律实验的改进摘要：《焦耳定律实验》是初中物理教材中非常重要的验证性演示实验，其常规实验装置如图1、图2所示。

该装置作为演示实验器材，能够在短时间内演示电热与电流、电阻的关系，而且现象明显、可见度高。

可是也存在不能同时演示电热与电流、电阻的关系，要分两次实验完成，密闭要求高等不足。

针对焦耳定律实验，本人对该实验进行了改进。

关键词：焦耳定律演示实验实验改进《焦耳定律》这节课是电功率这一章节的重点，也是初中物理学的重点内容。

它是欧姆定律的引申和发展，是能量守恒定律在电能和内能转化中的具体体现。

而在焦耳定律教学中，做好实验及分析实验现象是关键，是教学的重点和难点。

焦耳定律的研究过程体现了研究物理问题的基本方法——控制变量法：控制电流不变，通电时间相同时，研究电流产生的热量与电阻大小的关系；控制电阻不变，通电时间相同时，研究电流产生的热量与电流大小的关系。

学生要通过实验，分析实验现象才能认识到电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，而电热是看不见的，那如何让电流通过电阻产生的热量更直观地显示出来，这是实验的关键。

教科书中的演示实验以空气作为吸热物质，电阻产生的热量被空气吸收，从空气的膨胀程度来判断其吸收热量是多少，将不易观察到的电流产生的热量的多少转换为观察空气膨胀的程度。

而液体的高度变化可以显示空气膨胀的程度，即电阻放热使密闭容器内的空气吸热后体积增加、压强增大，从而推动U型管中的指示液面上升，液面上升高度的大小反映了电流通过电阻做功产生热量的多少。

一、使用教科书中的演示实验器材设计的实验步骤如下：1、探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系（图1）①检查装置仪器的气密性；○2将阻值不同的两个电阻5Ω、10Ω串联；○3接通电路一段时间，同时比较两U型管中液面高度差。

实验结果是：与10Ω电阻相连的U型管中液面高度差大。

这表明在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。

2、探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系（图2）○1在两U型管管中的液柱降回到原来的高度后，将3个阻值相同的电阻以右图的连接方式连接；○2通电一段时间，比较两U型管中液面高度差。

实验研究此i f 教■学参考第50卷第4期2021年4月“焦耳定律”实验的改进与创新陶仕银董云(武汉大学附属外语学校湖北武汉430072)文章编号：1002-218X (2021)04-0048-02 中图分类号：G 632. 0 文献标识码：B摘要：焦耳定律实验是初中探究电流的热效应与电流、电阻关系的重要实验。

教材中的实验设计存在着实验原理学生难理解.实验装置易老化导致气密性差，实验现象只能作定性分析等不足。

对该实验从原理、器材、方法、步驟等方 面进行了改进和创新.有效提高了实验的操作性和可视性，关键词：初中物理；焦耳定律；实验改进―、问题的提出“焦耳定律”是人教版九年级第十八章“电功率” 的重点内容，它是欧姆定律的引申和发展，是能量守 恒定律在电能和内能转化中的具体体现。

教学中，做 好实验及分析实验现象是教学的关键，也是教学的重 点和难点，更是培养学生物理核心素养的重要途径。

图1是教材“探究电流通过导体时产生热量的多 少跟什么因素有关”的 实验装置，该装置有以 下不足：(1)该装置的原理是通过导体上产生的热 量加热密闭容器中的空 气来改变U 形管液面高 度再来判断产生热量的多少.因此装置的气密性是否良好直接影响实验的效 果。

此装置大部分材料由塑料和橡胶制成，长期使用 会导致装置的气密性变差.从而直接影响实验的 成败。

(2) 该装置需要学生观察两个U 形管中液面高度的变化，而实际教学中，后排学生不容易观察到实验现象.效果大打折扣。

(3) 该装置中的电阻密封在密闭容器中，学生对器材的选择、安装只能被动接受，学生的实验参与、实验体验被限制。

二、实验的改进与创新1.实验原理的改进① 受热对象将原来的气体改成导体本身（固体）。

② 测定电流产生热量的多少由原来的U 型管液面高度变化转化为等质量同种金属温度的变化。

根 据公式Q = «w A /，可以确定质量相同、比热容（材料） 相同时，吸收热量的多少与升高的温度成正比，将吸 热多少定量转化为温度升高的变化量，使得定量完成 焦耳定律实验成为可能.即使存在温度传感器吸热的 问题，也可以定量转化，因为完全相同的温度传感器 的质景、比热容也相同.吸热同样与升高的温度成 正比。