“电与热”实验装置的改进

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摘要：现行教材中“电与热”的实验操作复杂，不易观察；经改进后，操作方便，用时缩短。

关键词：初中物理；“电与热”实验；改进；注意问题

中图分类号：G633.7　文献标识码：A　文章编号：1009－010X（2012）11－0059－01

多年来，我通过对物理教学实验的探究、改进，取得了较好的教学效果。下面介绍对“电与热”实验的改进。

一、对教材中实验装置的分析

教材中“电与热”实验是先将两根电阻不同的镍铬丝和铜丝串联起来，再将这两根电阻丝分别放入两杯煤油中，使之对煤油加热，并用温度计测量并比较两杯煤油升温的情况，从而得出电热与电阻的关系。这个实验操作复杂，看到比较明显的现象需要较长的时间，从而也浪费了更多的电能。

教材对“电与热”实验的研究方法为控制变量法，但上述实验只能做定性说明，不能反映O＝I2Rt各量之间的关系，特别是电流的平方与热量成正比的关系更是模糊。为了提高实验效果，我在教学中采用了参考书中提供的自制实验装置。

二、新装置的仪器和器材

烧瓶（500mL）三个，瓶塞上插有细玻璃管，管后有标尺，瓶内有电阻丝，并装满红色煤油，R1=2Ω　R2=4ΩR2=2Ω，引出导线穿过瓶塞与电路连接，电流表两个，滑动变阻器（10Ω）两个，低压电源，开关，导线，秒表。装置如图所不。

三、制作时应注意的问题

1.电阻丝采用新购买的电炉丝，它发热快，表面干净无杂质，尽量不用旧的。因为装置内用的是阻值不同的电阻，所以所截炉丝的长短也不同。2.电阻丝的阻值一定做准确，滑动变阻器的位置实验前要调好。3.烧瓶和细玻璃管一定要用同一规格的，实验前最好用天平测出它们的质量，特别是烧瓶如果质量差别大，可以在它的侧面粘贴薄玻璃片，这样效果更好。

四、实验时应注意的问题

1.实验前

（1）检查电路，电流表调零，滑动变阻器的连接是否正确，滑片是否在最大阻值的位置。

（2）应使玻璃管内煤油处于同一高度，并且严格检查装置的气密性。

（3）移动变阻器滑片，调节好两个电流表的电流，使两表的示数是I1=1A，I12=0.5A。也可以是其他的数据，但示数要方便计算。

（4）让学生分析装置的电路并且做出相应电路图。分析图中各电阻的连接关系以及电流、电压的关系。

2.在实验过程中，切实把握好准确获取实验数据的最佳时机，为学生建立电热、电阻和通电时间的定量关系创造更方便的条件。

接通电源后开始计时，并按时记录各管煤油上升的高度，经过反复实验得出最佳计时段为1分钟，如果时间间隔太短，煤油上升的高度不大，容易出现读数困难、不准确，产生的误差大。如果间隔太长，造成进度缓慢，完不成教学任务。

3.待实验完成后再分析结果。

五、数据分析与结论

1.时间相同时，可看到B管煤油上升的高度为A管的2倍，而B管的电阻恰为A管的2倍，二者串联电流相等，说明电流通过导体放出的热量与导体电阻成正比。

2_日寸间相同时，可看到A管煤油上升的高度为c管的4倍，而A1的电流是A2的2倍，二者并联电压相等，说明通电导体发出的热量与电流的平方成正比。

3.比较不同时间内同一导体所在管内的煤油上升的高度，可看出通电时间加倍，上升的高度也加倍，说明通电导体发出的热量与通电时间成正比。

4.各物理量取国际单位，就有Q=I2Rt成立的结论。