“電與熱”實驗裝置的改進(jìn)以及注意的幾個問題

在教學(xué)中，我們應(yīng)該積極引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察，科學(xué)思維，并借助實驗中生動的、直觀的、鮮明的效果將學(xué)生引入五彩繽紛的物理世界。那么怎樣才能取得良好的實驗效果呢?這就需要創(chuàng)新，在初中物理教學(xué)中，根據(jù)初中學(xué)生的好奇心強(qiáng)、認(rèn)知能力有限的特點，積極開展物理實驗教學(xué)，不僅能使學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，容易理解物理概念和掌握物理規(guī)律，而且還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生敢于猜想、敢于研究的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，對培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能有著重要的作用。多年來，我在物理教學(xué)中通過對實驗的不斷探究、改進(jìn)和實踐，將課本中某些實驗略作修改，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。下面就“電與熟”實驗的改進(jìn)，談?wù)勛约旱淖龇ā?/p>

一、對教材原實驗裝置的分析

課本中原來的實驗是將兩根電阻不同的鎳鉻絲和銅絲串聯(lián)起來，然后再將這兩根電阻絲放入到兩杯煤油中，使之對煤油加熱，再用溫度計測量煤油的溫度并比較兩杯煤油溫度升高的情況，從而得出電熱與電阻的關(guān)系。這個實驗操作復(fù)雜、浪費電能，由于燒瓶的散熱面積比較大且里面的煤油比較多，故要看到比較明顯的現(xiàn)象，需要較長的時間，從而也浪費了更多的電能。

教材對“電與熱”的實驗，研究方法確定為控制變量法，學(xué)生已經(jīng)熟悉難度不大。但是方便、直觀地比較出電流產(chǎn)生熱量的多與少，特別是對Q＝I2Rt各物理量之間比例關(guān)系的認(rèn)定，學(xué)生會難度比較大，應(yīng)采用轉(zhuǎn)換方法，將不易觀察到的現(xiàn)象通過轉(zhuǎn)化法再現(xiàn)出來。

但是，課本中的實驗裝置只能做定性的說明：當(dāng)電流、通電時間相同情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；當(dāng)電阻、通電時間相同情況下，電流大時導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多。不能反映Q＝I2Rt中各量之間的比例關(guān)系，特別是電流的平方與熱量成正比的關(guān)系更是模糊，為了提高實驗質(zhì)量，在教學(xué)中我采用了參考書中提供的自制實驗裝置。這樣一來，操作起來變得方便，所需時間變得更短，也節(jié)省了一些電能。而實驗現(xiàn)象更加明顯，對于促進(jìn)課堂教學(xué)起到了很好的作用。

二、新裝置的儀器和器材

燒瓶(500YL)三個，瓶塞上插有細(xì)玻璃管，管后有標(biāo)尺，瓶內(nèi)有電阻絲，并裝滿紅色煤油，R1＝2Ω R2＝4Ω R3＝2引出導(dǎo)線穿過瓶塞與電路連接，電流表兩個，滑動變阻器(10Ω)兩個。低壓電源，開關(guān)，導(dǎo)線，秒表。裝置如下圖所示。

三、制作時注意的問題

電阻絲采用新購買的電爐絲，它發(fā)熱快，表面干凈無雜質(zhì)，盡量不用舊的，因為裝置內(nèi)用的是阻值不同的電阻，所以所截爐絲的長短也不同，舊爐絲發(fā)熱時容易掉雜質(zhì)，掉到煤油內(nèi)雜質(zhì)的多少也不同，雜質(zhì)吸收的熱量多少也就不同，這樣，管內(nèi)煤油在同等時間內(nèi)上升的高度誤差就大，得到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。影響實驗的質(zhì)量。

1、電阻絲的阻值一定做準(zhǔn)確，滑動變阻器的位置實驗前要調(diào)好。

2、燒瓶和細(xì)玻璃管一定要用同一規(guī)格的，實驗前最好用天平測出它們的質(zhì)量，特別是燒瓶如果質(zhì)量差別大，可以在它的側(cè)面粘貼薄玻璃片，這樣效果更好。

四、實驗時注意的問題

1、實驗前

(1)檢查電路，電流表調(diào)零，滑動變阻器的連接是否正確，滑片是否在最大阻值的位置。

(2)應(yīng)使玻璃管內(nèi)煤油處于同一高度，這是必須要做到的，這樣觀察管內(nèi)煤油上升高度時會十分方便。并且嚴(yán)格檢查裝置的氣密性。

(3)移動變阻器滑片，調(diào)節(jié)好兩個電流表的電流，使兩表的示數(shù)是I1＝lA

I2＝0.5A。也可以是其他的數(shù)據(jù)，但示數(shù)要方便計算。

(4)讓學(xué)生分析裝置的電路并且做出相應(yīng)電路圖。分析圖中各電阻的連接關(guān)系以及電流、電壓的關(guān)系。

2、在試驗過程中，切實把握好準(zhǔn)確獲取實驗數(shù)據(jù)的最佳時機(jī)，為學(xué)生建立電熱、電阻和通電時間的定量關(guān)系創(chuàng)造更方便的條件。

接通電源后開始計時。本實驗記錄各管煤油上升的高度，經(jīng)過反復(fù)實驗得出最佳計時段為1分鐘，如果時間間隔太小，煤油上升的高度不大，容易出現(xiàn)讀數(shù)困難、不準(zhǔn)確，產(chǎn)生的誤差大。如果間隔太大，造成進(jìn)度緩慢，完不成教學(xué)任務(wù)。

3、實驗的時間短，實驗開始要求學(xué)生集中精力觀察各管內(nèi)煤油的上升情況，按時記下各組數(shù)據(jù)，待實驗完成后再分析結(jié)果。

五、數(shù)據(jù)分析與結(jié)論

1、時間相同時，可看到B管煤油上升的高度為A管的2倍，而B管的電阻恰為A管的2倍，二者串聯(lián)電流相等，說明電流通過導(dǎo)體發(fā)出的熱量與導(dǎo)體電阻成正比。

2、時間相同時，可看到A管煤油上升的高度為c管的4倍，而A1的電流是A2的2倍，二者并聯(lián)電壓相等，說明通電導(dǎo)體發(fā)出的熱量與電流的平方成正比。

3、比較不同時間內(nèi)同一導(dǎo)體所在管內(nèi)的煤油上升的高度，可看出通電時間加倍，上升的高度也加倍，說明通電導(dǎo)體發(fā)出的熱量與通電時間成正比。

4、各物理量取國際單位，就有Q＝12Rt成立。

六、意 義

總之，自制教具是一項科學(xué)、高尚、勤勞的探索性實驗教學(xué)活動，具有一定的教育價值和教學(xué)功能。在教育現(xiàn)代化，教學(xué)手段現(xiàn)代化的新形勢下，它更凸顯了時代特色，并在不斷的創(chuàng)新中顯現(xiàn)出更為重要的作用。創(chuàng)新是當(dāng)今時代的主題，作為物理教師，我們應(yīng)該認(rèn)真反思方法，轉(zhuǎn)變觀念，重視實驗，重視創(chuàng)新。因為只有這樣，我們培養(yǎng)出來的學(xué)生才不會落后于時代!