焦耳定律实验的改进
焦耳定律是九年级物理第十三章的一个重要内容，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.北师大版九年级物理教材中“焦耳定律”的演示实验仍沿用了老教材用煤油做此实验，在平底烧瓶中装满煤油，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的情况，判断哪个电阻产生的热量多.此实验中有以下不足. 1.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就通过缝隙向外溢，因而做实验很麻烦，而且根本得不出电流通过导体产生的热量与电流、电阻与通电时间的关系，效果一直不佳. 2.用煤油作为吸热膨胀物质欠佳，由于注满烧瓶的煤油质量比较大，吸收一定的热量后，温度升高不大，况且煤油的热膨胀系数较小，即使用较细的玻璃管做实验，液柱上升也缓慢，耗时长. 3.煤油颜色浅，在玻璃管中上升可见度低. 4.课前准备时需将两烧瓶注满煤油并且要调整两管中煤油高度相同，不易操作. 因此我一直琢磨改进次试验，结合自己的教学实践，对此实验做了如下的改进3个定值电阻（2个阻值为10 Ω，1个阻值为5 Ω）电压为3 V的电源，2个最大阻值为15 Ω的滑动变阻器，2块演示电流表，1个开关， 3块外形相同刻有凹槽的红色蜡烛片. 二、 实验演示 图1 实验装置示意图1.电阻与电流热效应的关系.实验装置如图1 所示. (1）课前准备：将事先准备好的蜡烛片凹槽部分熔化后分别粘在5 Ω、10 Ω定值电阻上. (2）课堂实验操作步骤如下： a.先利用投影或辅助黑板介绍改进后的装置，说明实验目的及研究对象. b.按图1连接实物并检查线路. c.调节滑动变阻器的滑片在适当位置. d.闭合开关给电阻加热，观察哪一个蜡烛片先掉下来 e.指导学生分析实验现象.从蜡烛片掉下来的先后顺序可以看到，当电流相等、通电时间相同时，电阻较大的电阻上的蜡烛片先掉下来，表明电阻越大电流产生的热量越多. 2.电流、通电时间与电流热效应的关系.实验装置如图2 所示. 图2实验装置示意图(1)课前准备：将事先准备好的蜡烛片凹槽部分熔化后分别粘在2个10 Ω的定值电阻上. (2)课堂实验操作步骤如下： a.先利用投影或辅助黑板介绍改进后的装置，说明实验目的及研究对象. b.按图2连接实物并检查线路. c.调节滑动变阻器的滑片在不同位置. d.闭合开关给电阻加热，观察电流表的示数，观察哪一个蜡烛片先掉下来. e.指导学生分析实验现象.从蜡烛片掉下来的先后顺序可以看到，当电阻相同，电流较大的电阻上的烛片先掉下来，表明电流越大电流产生的热量越多；分析其中任意一个电阻，若通电时间越长，电流产生的热量越大，表明通电时间越长，电流产生的热量越多.通过上述实验结果分析比较，便可得出焦耳定律的具体内容. 三、实验的优点 1.更换原吸热物质（煤油），利用蜡烛片吸热熔化下落比液体直接吸热膨胀现象更明显，省时，并且省去实验后洗刷仪器的麻烦. 2.实验过程中蜡烛片是先后掉下来的对比性好，能吸引学生的注意力，缩短演示实验时间. 3.操作方便，简化实验的难度.