“電與熱”實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

摘要：現(xiàn)行教材中“電與熱”的實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜，不易觀察；經(jīng)改進(jìn)后，操作方便，用時(shí)縮短。

關(guān)鍵詞：初中物理；“電與熱”實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)；注意問題

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009－010X（2012）11－0059－01

多年來，我通過對(duì)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究、改進(jìn)，取得了較好的教學(xué)效果。下面介紹對(duì)“電與熱”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)。

一、對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)裝置的分析

教材中“電與熱”實(shí)驗(yàn)是先將兩根電阻不同的鎳鉻絲和銅絲串聯(lián)起來，再將這兩根電阻絲分別放入兩杯煤油中，使之對(duì)煤油加熱，并用溫度計(jì)測(cè)量并比較兩杯煤油升溫的情況，從而得出電熱與電阻的關(guān)系。這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜，看到比較明顯的現(xiàn)象需要較長(zhǎng)的時(shí)間，從而也浪費(fèi)了更多的電能。

教材對(duì)“電與熱”實(shí)驗(yàn)的研究方法為控制變量法，但上述實(shí)驗(yàn)只能做定性說明，不能反映O＝I²Rt各量之間的關(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(shí)驗(yàn)效果，我在教學(xué)中采用了參考書中提供的自制實(shí)驗(yàn)裝置。

二、新裝置的儀器和器材

燒瓶（500mL）三個(gè)，瓶塞上插有細(xì)玻璃管，管后有標(biāo)尺，瓶?jī)?nèi)有電阻絲，并裝滿紅色煤油，R₁=2Ω R₂=4ΩR₂=2Ω，引出導(dǎo)線穿過瓶塞與電路連接，電流表兩個(gè)，滑動(dòng)變阻器（10Ω）兩個(gè)，低壓電源，開關(guān)，導(dǎo)線，秒表。裝置如圖所不。

三、制作時(shí)應(yīng)注意的問題

1.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?yàn)檠b置內(nèi)用的是阻值不同的電阻，所以所截爐絲的長(zhǎng)短也不同。2.電阻絲的阻值一定做準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器的位置實(shí)驗(yàn)前要調(diào)好。3.燒瓶和細(xì)玻璃管一定要用同一規(guī)格的，實(shí)驗(yàn)前最好用天平測(cè)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(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的問題

1.實(shí)驗(yàn)前

（1）檢查電路，電流表調(diào)零，滑動(dòng)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，并且嚴(yán)格檢查裝置的氣密性。

（3）移動(dòng)變阻器滑片，調(diào)節(jié)好兩個(gè)電流表的電流，使兩表的示數(shù)是I₁=1A，I₁2=0.5A。也可以是其他的數(shù)據(jù)，但示數(shù)要方便計(jì)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.在實(shí)驗(yàn)過程中，切實(shí)把握好準(zhǔn)確獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最佳時(shí)機(jī)，為學(xué)生建立電熱、電阻和通電時(shí)間的定量關(guān)系創(chuàng)造更方便的條件。

接通電源后開始計(jì)時(shí)，并按時(shí)記錄各管煤油上升的高度，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出最佳計(jì)時(shí)段為1分鐘，如果時(shí)間間隔太短，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。如果間隔太長(zhǎng)，造成進(jìn)度緩慢，完不成教學(xué)任務(wù)。

3.待實(shí)驗(yàn)完成后再分析結(jié)果。

五、數(shù)據(jù)分析與結(jié)論

1.時(shí)間相同時(shí)，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)體放出的熱量與導(dǎo)體電阻成正比。

2_日寸間相同時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)間成正比。

4.各物理量取國(guó)際單位，就有Q=I²Rt成立的結(jié)論。

【責(zé)任編輯 張桂英】