焦耳定律演示实验的改进

第 ２ ９卷 总 第 ４ ２期 １
物
理
教
学
探
讨
Ｖｏ ． Ｎｏ ４ ２ １ ２９ ． １
２１ ０ １年 第 ４期 （ 半 月 ） 上
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｐｈ ｓｃ Ｔｅ ｃ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｆ ｙ ｉｓ ａｈｎ
（ ） Ｓ
４ ２ １ ． ０ １
． １ ６ ．
汽车安全带的锁定系统中的动力学原理
关键 词 ： 耳 定律 ； 究 ； 焦 探 实验 改进
中 图 分类 号 ： ６ ３ ７ Ｇ ３．
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： ０ ３ ６ ４ （ ０ １ ４ Ｓ 一 ０ ６ — ２ １０ — １ ８ ２ １ ） （ ） ０ ０
１ 实 验 装 置 制 作
流与通 电时 间相 同 ， 采用 粗细 程度不 同 的材料 以 及长 度相 同的镍铬 合金 丝 ， 以 比较 电流通 过 电 可
（） １ 探究 在 电流与 通 电时 间相 同情 况下 ， 电 阻越 大 ， 电流产 生 的热量越 多 。 设 计原 理 ： 据 学 生原 有 的理 论 基 础 上 ， 根 已 经有 串、 联 电路 中的 电流 以及 电压 的特点 的基 并 础 ， 使 通 过 电阻 丝 通 的 电流 以及 通 电 时 间 相 要 同， 可以采 用 串联 电路 。 实验操 作步 骤 ： 先把 两个不 同 电阻 的电 阻 首 丝 串联 在 电路 中 ， 接 好 电路 ， 连 保证 通 电时 的 电
一
阻不 同的 电阻丝产 生 的热量不 同。 电阻 丝 的阻值
大小可 以观察 得 出 ， 用粗 细不 同 、 度相 同 、 料 长 材 相 同的铁丝 ， 电阻丝越粗 的 ， 电阻 阻值 越 小 ； 电阻

焦耳定律的实验改进与创新莘县十八里铺镇王铺中心初级中学任瑞法 2010年8月10日11:20丁庆华于10-8-10 16:18推荐改进力度大，措施得力，操作方便，效果明显，值得借鉴。

演示实验是物理教学过程中的重要环节，教师通过实验的演示，可直观地将知识传输于学生，学生可通过物理实验灵活应用所学知识，观察分析实验结果，探索新的理论。

在整个教与学的过程中，实验设备的优劣，对实验的结果起着决定性的作用。

《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（略）比较复杂，密闭要求高，显示速度慢，可见度小，耗时长。

该实验过程同时存在以下三点不足：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。

鉴此，本人对实验进行如下的改进，收到了良好的课堂效果。

改进后的实验装置如图所示。

在一块木板上，固定三个完全相同的锥形瓶(烧瓶亦可)。

在瓶中各放一根电阻丝，且R甲> R乙=R丙(R甲、R乙、R丙均小于10欧)，并在瓶中封闭一定量的空气。

瓶中的玻璃管均与气压计连通。

为了便于学生观察，可在气压计的水中滴入红墨水。

在通电前，气庄计的液面保持相平，电源用两节干电池即可。

通电1分钟左右，因瓶中气体受热膨胀，使得气压计的液面产生高度差，且温度越高，液面高度差越大。

实验具体操作如下：在电阻和电流相同情况下，探究电流产生的热量跟通电时间的关系。

先将甲瓶连入电路，通电前，保持气压中的液面相平，通电后，气压计的液面产生高度差，通电时间越长，液面高度差越大。

这表明通电时间越长，电流产生的热量越多。

关于初中物理个别演示实验的改进建议初中物理实验教学，是课堂教学的一个重要组成部分，笔者认为，实验必须有一定可操作性，使知识呈现更直观，更便于学生理解。

如果起不到这样的作用，实验反而会成为课堂的累赘。

根据自己十多年的物理教学实际，我认为初中物理书中的部分实验就缺乏可操作性，不利于学生观察，理解。

下面我就提出自己的一点改进建议。

一、对焦耳定律实验的改进人教版初二物理下册，第八章第四节焦耳定律一节，物理书中演示实验是将两个阻值大小不同的电阻串联起来，分别放入盛有等质量煤油的烧瓶中，通电后通过观察温度计的示数，来比较两个电阻放热的多少。

这个实验说明，在电流与时间相同的条件下，电阻越大，放热越多。

但是笔者认为，这个实验现象不明显，不便观察，实验时间过长。

首先，作为演示实验，应该具备见效快的特点，而得煤油吸热升温的方式，时间过长，而用实验用具过大，只能是前排的同学能看到实验结果，后排的同学根本无法见识。

所以，笔者将此实验进行改进。

我选取两段电阻丝，一个为镍铬合金电阻为r1，一段为铜线电阻为r2，为了能增强实验效果，我直接将两段电阻串联起来，并分别缠绕在两个温度计的玻璃泡上，再通过开关与电池相连，演示实验时，先让全体同学读出温度计的示数，说明温度相同。

再闭合开关，只要10秒的时间，便会出现以下现象，两支温度计的示数均上升，但由于电阻不同，所以放热也不同，r1产生的热量远大于r2产生的热量，所以温度计1示数上升很快。

这样制作的教具，不仅具有易操作，现象见效快，还具有体积小，便于学生传递观看的特点，产生了很好实验效果。

二、对导体与绝缘体之间没有绝对界限这一实验的改进导体是容易导电的物体，绝缘体是不容易导电的物体。

但是温度、湿度、电压等条件发生改变时，导体与绝缘体就可以相互转化。

此实验物理书中并没有具体来表述。

大部分的教师都采用加热铁丝，来观察电流表示数的方法来进行演示实验。

但是此实验也是见效不明显，只是电流表示数发生改变，只能通过眼睛来看到。

1、将、用U形管代替温度计，增强可视性； 3、取消电流表的使用，防止学生既要观察玻璃管内液 面变化，又要观察电流的变化，注意力更集中； 4、通过对工作电路结构的改进，将屡次实验合为一次， 以缩短实验时间，提高课堂效率。 5、参加止液夹的使用，使该装置具有记忆功能，另外 热空气的排放也很方便，便于在课堂内屡次演示。
2、实验过程中，通过观察插入煤油中的细玻璃 管内液柱高度的变化来了解电阻丝放热的多少， 可见度不高,不利于课堂的演示；
3、由于受周围环境的影响，管内液柱高度不稳 定,不利于学生的观察；
4、原教材在探究电热Q与电流I、电阻R以及通 电时间t的关系时，是分步进行实验操作的，不利 于学生对实验现象进行直观的比照。
R1=5Ω R3=5Ω
R2=10Ω
本课题选自人教版初中物理八年级下册第八章? 电功率?第四节?电与热?。焦耳定律是设计电照明、 电热设备及计算各种电气设备温升的重要规律。而本 课题又是研究电热与电流I、电阻R、以及通电时间t之 间定量关系的验证演示性实验。该实验对于人们在生 活中对电热的利用以及平安用电都有着非常重要的意 义。
1、原实验烧瓶大，加热与放热的时间长，学生 注意力容易分散；

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。

芳 有的半个学期换一次，有
关
的一个学期换一次，有的 一年都不换的。对于同桌
系
是自己选还是老师安排， 情况是：有自己选的，也
的
有老师安排的，但更多是
个问题，希望怎么
安排座位，不同的人有不
响
同的希望。有的同学希望
自己选同桌，坐前面一些；
有的同学希望老师安排，
跟谁坐就跟谁坐。
访谈的结果是，那些
很久不换同桌，比如一个
学期或是一个学年才换一
次的，更容易出现同桌矛盾，同学关系紧
张的问题。来咨询类似的问题的同学中，
几乎都是同桌了一年的学生。他们的共同
问题就是看不惯同桌的一些习惯，无法忍
受同桌的毛病，但是很无奈又换不了同桌，
所以内心很煎熬，学不进，看不进，严重
影响了学习和生活。
为了更好的了解这一问题，我在上课
的班级中调查和观察到，那些一个月，半
个学期换一次同桌的班级，他们的人际关
系会比那些一个学期甚至是两个学期才换
一次同桌的班级人际矛盾，冲突会更少，
整体的同学关系氛围会更加融洽，上课的
氛围都会更积极。
每一种的座位安排模式都有它的利 弊，班主任可以根据自己的工作经验和学 生的主体需求来安排座位。我个人认为班 级座位的编排是班级管理的基本手段之 一，好的座位编排有利于形成良好的小组 集体和班级集体。而要达到这样的效果， 个人觉得我们班主任可以采用一种综合的 座位安排方式，避免单一的方式。下面就 谈谈我个人对座位安排的几点见解，希望 能给班主任们的工作带来些许收获。
2 定期更换同桌 调查发现，部分班级一个学期甚至是 一个学年都不换同桌。我们都知道，人和 人相处久了，或多或少都会有矛盾。出现 厌倦，眼里看到的都是对方的缺点，这样 同学矛盾就会越来越激烈。从另一个角度 上说，我们更换同桌，会让我们学生的人 际关系更广，一段时间可以和新的同桌相 处，既新鲜又好奇。最主要的是他们可以 学会和不同性格的人相处。有些老师会有 这样的担心：学生更换同桌，需要一定的 时间来适应，这会影响学生的学习。我觉 得这个完全没有必要担心，当我们把更换 同桌当成一种习惯去做，我想一段时间之 后，学生根本就不会因为换同桌需要一段 时间来适应了。 3 位子依次轮流更换 即是一桌一桌的轮座。这个基本上每 个班级都能这么轮换。这样的方式有利于 调节学生的视力，规避那些根据成绩来安 排座位。有些班主任根据成绩的高低，成 绩好的就坐在前排，依此类推。这样的安 排很容易引起学生的不满，抵触情绪，那 么管理起来就要费很大的劲。所以建议班 主任们，不要根据成绩高低来排座位，而 应该依此轮换着安排，既要发扬民主，尊 重学生的个人选择，也要讲究集中，使班 主任成为班级位置安排的主心骨、决策人。 以上是我个人对座位安排的些许见 解和感受。希望它能对班主任在安排座位 的工作上有帮助。学生座位的安排看似一 件小事，但是它确实是关乎每一个同学的 身心健康，关乎每一个班级的班风学风好 坏。所以学生座位的安排需要我们班主任 花费更多的心思，需要时多和科任老师沟 通商量，争取在排座位上做到班里人人都 满意。

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。

示 效 果 差 。 ３）加 热 时 间 长 ， 学 生 注
口的大小 而定 球 的半 径 。 实验 时光 杠 杆只有 小球 与 水 面接 触 ， 当水 面 发 生 微小变 化 时， 射在 白墙上 的２ 光 斑 照 个 移动 的距离会 有 明显 的差异 。
高 ，有 些装 置 比课本 所示 的更 复杂 ， ４ ）点燃 易燃 物 或 融化 石 蜡 法 。 纸屑 ，放 置在 电 阻丝上 ，通 电后 观察 燃烧 的先 后次序 。后者将 同样 的轻质
验 ，该装 置仍 然 比较复 杂 ，而 且密 闭 多 的热后 气体 的膨胀 比液体 要 明显得 铁 丝 做成 的圈 套住 ，然 后 吊在 铁 架 台
路 。但 空气体 积 的变化 如何 直观 地表 摆 ， 可用２ 条线 分 开固定激 光笔 的发 光
在 说 明电流越 大产 生 的热量越 多的原 现 出 来又 分 为 ２ 方法 ，一 种 是用 吹 端 ）； 光 笔 的 末 端 与 用 轻 质 塑 料 吸 种 激 理 时 ，要分２ 次实验进 行 ，这 要求２ 只 气 球 法 ： 一 种 是 与 Ｕ 管 联 用 ， 使 得 管 制 作 成 的直 角 三 角支 架 Ｂ 定 ； 垂 型 绑 在 玻 璃管 的液柱 降到原来 的 高度 后 才 能 空气 体积 的变 化体 现在 液 面差上 。这 直 于 激 光 笔 轴 方 向上 的 边 延 长 端 点 ，
该 实 验 过 程 还 存 在 ３ 不 足 。 １ 点 ）
很 简单 ， 主体 就 是 多媒 体 教 学 中常用 的激 光 笔 ， 将发 光 端用 一 柔软 的线 或
的 支 架 上 （ 中Ａ ， 了不 使 激 光 笔 图 点 为
３ ）加 热 空气 。 因为 在 吸 引 同样
多 ， 所 以 许 多 改 进 都 是 基 于 这 个 思

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。

062教育管理与艺术 2014年第5期学科教育再论焦耳定律实验的改进与创新贵州省三都县周覃中学 覃意军焦耳定律实验是学生学习电流热效应的定性过程，描述电流流过导体产生热量的基本规律，做好演示实验是理解焦耳定律的关键，从定性表述的规律过渡到焦耳定律的定量关系的体验过程。

下面笔者就大家常做的几种焦耳定律实验设计进行探讨并对该实验改进创新，以供大家参考。

一、旧版人教版的焦耳实验上图是初中物理人教版九年级第十八章四节《电与热》中“探究影响电热的的因素”的实验装置图。

根据教材对实验设计实验步骤如下。

1.甲瓶与乙瓶相连，（甲电阻大于乙电阻）连接成串联电路，接通电路一段时间，通过玻璃管中的液体上升的高度来进行比较两瓶中煤油哪个温度上升得高。

实验结果是：甲瓶中煤油温度上升得高。

这表明通过的电流和通电的时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多。

2.待两支玻璃管中的液柱降回到原来相同的高度后，调节滑动变阻器，增大电流，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）中的煤油温度哪次上升得高。

在第二次实验中电阻和通电时间相同时，瓶中煤油温度上升得高。

这表明电流越大，电流产生的热量越多。

3.实验表明，在电阻和通电电流大小不变时，通电时间越长，瓶中的煤油温度上升得越高，电流产生的热量越多。

该实验的不足变现在一下几方面。

1.实验所需时间过长：第一步探究得出“电阻大产生热量多”的结论后，要等到玻璃管中液柱回到原来的高度后，才能做第二次实验，中间等待的时间较长，直接影响后面的教学内容不能按时完成。

2.实验的科学性目标不明确：温度的变化是通过玻璃管里液体的高度来显示。

由于气压的关系玻璃瓶里液体就会向外溢出，玻璃管中液柱上升的高度跟玻璃瓶里的气压大小有着直接的关系，如果要想比较精确地得出电流的热效应与电阻的关系不太现实，因为要受到实验装置的气密性，玻璃管里液体上升的刻度精度，瓶里液体材料的选取，量的多少等条件的制约，所以说该实验只能作为表述性的定性理解焦耳定律，而不能作为通过实验定量分析得出焦耳定律。

对初中物理教材中探究实验的创新改进研究本文将结合教学的实际应用，对初中物理教材中的一些实验进行了一点改进和创新。

1.焦耳定律应用实验的改进改进的核心：将镍铬合金丝当做锯条使用。

为了加深对焦耳定律的理解与应用，现创设一个实验目的：将泡沫塑料切成整齐精致的小方桌。

可以先让学生探索方法，学生肯定会用小刀，锯条切割，虽然也切割了，但是表面凹凸不平，有效的方法是用焦耳定律的实验原理进行切割，电路如（图1）连接，a，b接线口处连接合金丝（合金丝要拉紧拉直）。

将镍铬合金丝固定在木质的支架上（注意合金丝太烫手，镍铬合金丝当锯条使用），手握支架用合金丝切割泡沫塑料，当电流太小时，切不开，当电流增大时，合金丝很快将泡沫塑料切割成一个精美的小方桌。

改进后的优点：增强了学生的实际感受与趣味性，提高了学生的参与意识。

切身感受到：当电阻不变时，电流越大，电流通过导体时产生的热量越多。

■2.对课本中焦耳定律演示实验的改进改进的核心：（1）将液体换成气体，（2）玻璃管换成u型的弯管，（3）观察的温度计换成一段液注。

判断通电导体产生的热量的多少是通过温度计读数的变化宋考量的。

课本实验中的液体是煤油。

弊端是加热时间长，温度计的读数变化小，在教室里观赏效果差。

改进后的优点：实验现象稳定明显且有动感，能满足较长时间观赏的需要。

加热时间短，产生热量的多少用液柱的移动来显示，温度变化小但移动的距离增大，为通电导体产生的热量多少与电阻的关系增强了说服力。

改进的核心部分如（图2），有机玻璃容器e 密封，内封空气。

a，b是接线柱，可连接不同阻值的电阻丝。

c是软木塞；d是u型玻璃管。

■3.影响直流电动机转速的因素实验的改进改进的核心：通过让永磁体相向或相反向运动来改变磁场强弱。

在“直流电动机”一节中，总结影响直流电动机转速的因素时，有（1）电源电压的大小，（2）磁场的强弱。

其中，电源电压的大小容易改变，要改变磁场的强弱比较困难。

尝试改变磁场强弱的具体做法是，将两块大的方块形的永磁体n、s极相对放置，并且分别固定在两个小车内，小车能在光滑的长木板上相向或反向运动。

焦耳定律实验的改进焦耳定律演示实验在初中物理教材中是一个很重要的实验，但课本中实验仪器中的定值电阻外观完全一样，阻值虽然不同，但数字太小，学生不易观察电阻大小。

针对实验的不足，对该实验做了相应的改进，将教材中的定值电阻改为“220V 35W”的灯泡，将电源改为220V的电源。

通过灯泡的亮度可以直观地看出电阻的大小。

标签：焦耳定律；演示实验；实验改进现行2013年修订人教版九年級物理教材中第八章电功率第四节“焦耳定律中的焦耳定律”演示实验，修订后的演示效果虽然比以前的效果好很多，但是在实验中还有以下不足：一、不足之处1.课本中实验仪器中定值电阻外观完全一样，阻值虽然不同，但学生不易直接观察电阻大小。

2.仪器为塑料制成，密闭效果不很好。

热胀冷缩后易发生形变，对实验效果有影响。

3.对于电热与电流的平方关系不能做定量的分析。

鉴于以上不足，我对实验进行了改进。

二、改进方法1.用输液的玻璃瓶作为实验仪器，这样透明度和密封性都比教具中的塑料盒子好些。

里面的电阻丝采用标有“220V 35W”规格相同的射灯。

在一号玻璃瓶里放入一个灯泡，二号玻璃瓶里放入两个串联的灯泡。

这样学生一看，就知道二号玻璃瓶里的电阻为一号玻璃瓶里电阻的两倍。

产生的电热也是两倍关系。

2.在探究电热与电流平方成正比的定量分析里，教材中用两个相同电阻并联再与一个电阻串联，电流是两倍关系，电热关系也是四倍。

若只是因为电阻是两倍就得出与电流平方成正比有点牵强。

我采用在一号瓶放一个灯泡，三号瓶里放一个灯泡，再在三号瓶的外面先并一个灯泡，得出电流与电热是两倍关系，接着在三号瓶的外面再多并一个灯泡，得出电热是两倍关系。

经过以上的改进，自制实验器材如图所示具体制作方法为：将直径约为10mm的玻璃管通过瓶盖插入输液瓶内。

将标有“220V 35W”的灯泡接好后放入瓶内，将灯泡的接线柱穿出瓶盖。

在瓶外玻璃管上端套上一段橡皮管，与支架上的U形管相连。

U形管内装入适量的红墨水，增加视觉效果。

焦耳定律是人教版九年级物理教材中的重要内容。

现阶段学校实验室中演示焦耳定律的装置存在漏气、使用的电源电流较小等问题，故绝大多数学校弃之不用，导致许多教师在教学焦耳定律时面临无实验器材可用的情况，将鲜活的探究实验变成单纯地讲实验，课堂教学效果大打折扣。

如何改进已有的焦耳定律演示装置，使其“起死回生”呢？教材中焦耳定律演示装置的电阻置于密闭容器内，U形玻璃管连接密闭容器，如图1所示。

空气吸热后体积增大、压强增大，从而推动U形玻璃管中的指示液面上升，液面上升的高度反映电流通过电阻做功产生热量的多少。

1.加强装置的气密性焦耳定律演示装置对气密性要求很高。

我们用水检查装置的气密性，对漏气部位进行密封处理：先卸下塑料盒面板上的螺钉，再卸下塑料盒与接线柱上的螺钉，然后在接线柱与塑料盒内打上热熔胶，迅速将接线柱和接线柱螺钉接上并旋紧，最后在接线柱与塑料盒相接处外面打上热熔胶密封。

◎湖北省十堰市竹溪县城关初级中学 刘永树 徐光喜图1 教材中的焦耳定律演示装置焦耳定律演示装置改进R 1R 2R 2R 3R 45 Ωe e f f 10 Ω10 Ω10 Ω之后，我们又用水检查装置的气密性，直到装置不漏气为止，确保装置在焦耳定律实验教学时能正常使用。

2.选用优质发热电阻发热电阻被密封在塑料盒内，如果发热电阻质量不过关，在实验过程中很容易被烧毁，导致整个装置报废。

因此，选用优质电阻是改进装置的关键。

我们购买多个10 W水泥电阻，电阻为：R 1＝5Ω，R 2＝R 3＝R 4＝10Ω。

将水泥电阻一一接入24 V电源，通电半分钟后，观察水泥电阻发热情况。

如果水泥电阻没有裂开，也没有任何液体渗出，人手靠近电阻时能感受到温度，说明这些水泥电阻是符合要求的优质电阻。

如果在加热时，电阻裂开或有油样液体渗出，应弃用这些水泥电阻，选择优质水泥电阻。

3.改装实验电路如图2所示，我们将两个U形玻璃管、开关S 2、电阻R 4固定在塑料板上，用导线将各接线柱连接起来。

焦耳定律实验的改进作者：王艳秀来源：《中学物理·初中》2013年第06期焦耳定律的实验一直以来都是初中物理电学实验中的难点，演示实验效果差，很难在课堂的短时间内取得较好的实验效果.笔者对该实验进行了改进，通过很简单的自制器材.取得了意想不到的效果.下面简单介绍改进方法.本实验的关键是如何显示并比较电阻上产生的热量的多少，热量看不见、摸不着.不好测量，我们一般是让电阻产生的热量被其他物体吸收，观察其他物体的变化：点燃火柴法火柴头放在电阻丝上吸热升温到燃点后会自燃. 由于电阻丝产生的热量大量被周围空气吸收，所以让火柴的温度升高到燃点如果用几节干电池做电源做该实验几乎是不可能的.而学生电源很多条件差的学校是没有的.熔蜡法蜡吸热会熔化沾在蜡上的火柴棒会掉下来.由于大量的热量散向空中，该方法也很难用干电池做电源在短时间内达到很好的效果.膨胀显示法将电阻丝放入装煤油的烧瓶中，用液柱上升的高度显示热的多少.但现在已很难在市面上买到煤油了，等等.在上述诸方案的基础上提示学生：如果用测量温度的方法来做该实验，则固体、液体、气体那种物体吸收电阻丝产生的热量多升温较快？学生很容易想到气体，因为气体的比热容小，相同条件下温度容易升高.按照这个思路进行如下设计：把电阻丝放在一密封的容器中，让电阻丝产生的热量被容器中的空气吸收，测量空气的温度升高的度数就可比较电阻丝放热的多少.接着让学生继续思考：容器大些还是小些好，哪种容器空气的温度升高的快些？学生很快想到小的好些，让学生自己思考找出一种较小的并且自身是不容易吸热传热的，透明的便于观察的.学生讨论最终确定用比较常见的果冻盒来做实验，下面详细介绍实验器材和实验步骤.器材干电池三节、导线四根、开关一个、阻值大小不同的电阻丝二个、果冻盒两个、温度计两个.电阻丝可用实验室里的5欧电阻丝一个改造而成，改成1.5欧和3.5欧电阻各一个.也可用废旧电热器的电阻丝改造.如熨斗丝、电吹风里的电阻丝.注意用小刀刮去接头处的绝缘漆.也可用火烧的方法去掉绝缘漆.果冻盒：城乡各处小店、超市到处都可买到果冻，用最小的、半圆形的那种即可.吃掉果冻，把盒洗干净晾干即可使用.果冻盒顶部打开一小孔.大小以刚能放入温度计的液泡为好.下部用针扎两个小孔，用来穿电阻丝.如下图接通电路.约2分钟后就会看到两温度计读数变化明显不同.说明电流相同时，电阻越大，电流产生热量越多.用改变电池个数的方法，用该装置也可验证电阻相同时，电流越大，产生的热量越多.可在电路中串联一电流表，避免电路接触不良而导致实验无法进行.改进后实验器材简单易得，实验效果明显.可在课堂上很容易地进行分组实验.。

焦耳定律演示实验的改进参赛学校：桂东县濂溪实验学校姓名：黄惠敏1、实验在教材中所处的地位与作用：焦耳定律是八年级人教版物理第八章的一个重要内容，也是本章的一个难点，因此，焦耳定律实验的成败，对于学生理解电流的热效应与哪些因素有关至关重要。

2、实验原型及不足之处：由于人教版科学教材中的“焦耳定律”的演示仍沿用了老教材中的平底烧瓶，内装满煤油，把不同阻值的电阻丝放入瓶中，给电阻丝通电后比较质量相同的煤油温度升高情况判断哪个电阻产生的热量多。

由于瓶塞与瓶口，瓶塞与温度计之间存在缝隙，一通电煤油受热膨胀往外溢，做实验时既麻烦又脏，而且根本得不出电流通过导体产生的热量与电流、电阻及通电时间之间的定量关系，效果一直不佳。

因而老师们极不情愿做此实验，虽然有的教师用空气代替煤油做“焦耳定律”演示实验，稍有漏气、憋气等现象时实验很难成功，甚至结果大相径庭，使上课教师处于尴尬境地。

3、实验创新与改进之处：因此本人结合自己的教学经验，对此实验做了如下大胆改进，自制一个焦耳定律演示器，既便于操作，实验现象直接，而且实验效果非常好。

（见图1）（图1）4、实验器材：、学生电源，一根电炉丝，一根与电炉丝同粗细的铜丝，开关，导线5、实验原理及装置说明：用学生电源、电炉丝和铜丝组成一个串联电路，把泡沫和电炉丝、铜丝接触，观看泡沫熔断所需要的时间、电流大小等。

装置见图6、实验过程：（1）当探究电流生成的热量与电阻的关系时，用不同电阻的导体（既合金丝和铜丝）将它们串联，然后用低压电源（6~8V）给其供电。

把一泡沫块放在上面，结果切开泡沫块的结果大不相同，学生自己得出结论：在电流大小和通电时间相同的条件下，导体电阻越大，电流通过导体产生热量越多。

（2）当探究电流产生的热量与电流关系时，只需改变电压（8~12V），切同一泡沫块的效果很容易得出结论：导体电阻和通电时间相同的条件下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。

（3）当探究电流产生的热量与通电时间的关系时，只需用一根合金丝先后用同一低压电源且用相同的电压给其供电，让两次通电时间不同，观察其切割泡沫块的效果就可得出：在导体的电阻和电流大小相同的条件下，通电时间越长，产生的热量越多。

对焦耳定律演示实验的再改进焦耳定律是描述电能转化为热能的物理定律，即当电流通过一个电阻时，电能将会转化为热能并使电阻发热。

对焦耳定律的实验演示可以帮助学生更好地理解和掌握这一定律的原理和应用。

然而，传统的焦耳定律实验存在一些问题，比如实验步骤复杂、观察不直观等。

为了进一步改进这一实验，本文将介绍一种对焦耳定律演示实验的再改进方法。

改进方法如下：材料准备：- 一块电阻丝- 线圈形状的电磁铁- 直流电源- 线路连接电缆- 温度计- 电流表实验步骤：1. 将电阻丝固定在一个支架上，确保电阻丝两端不接触任何东西，保持通风良好。

2. 将电磁铁的线圈依次连接到直流电源上，并将电流表接在电路中以测量通过电磁铁的电流。

3. 将温度计的探头固定在电阻丝上，确保探头与电阻丝接触良好。

4. 打开直流电源，通过电流表记录电磁铁的电流。

5. 同时，使用温度计记录电阻丝的温度随时间的变化。

改进内容一：观察记录的改进传统的焦耳定律实验中，学生需要手动记录电阻丝的温度随时间的变化，并进行数据分析。

为了使实验结果更加直观，我们可以使用温度记录仪来自动记录温度随时间的变化，并通过计算机软件绘制实验结果的曲线图。

这样，学生可以更清楚地观察到电阻丝的温度随电流变化的关系，从而更好地理解焦耳定律。

改进内容二：安全性的改进焦耳定律实验可能产生高温，对学生的安全构成一定的威胁。

为了保证实验的安全性，我们可以在电阻丝的周围设置一个保护层，例如玻璃罩，以防止学生接触到高温部分。

此外，进行实验时要确保实验室通风良好，以避免热量积聚。

改进内容三：教学互动的改进为了增加学生的参与度和兴趣，我们可以引入一些教学互动的元素。

比如，可以让学生预测不同电流下的电阻丝温度，并在实验中验证他们的预测。

此外，可以组织小组讨论，让学生探讨其他因素对焦耳定律的影响，如电阻丝的材料、长度等。

这种互动的教学方式有助于培养学生的思维能力和创新意识。

通过以上的改进，对焦耳定律演示实验进行了一次再改进，使实验更加直观、安全，并增加了学生参与度和互动性。