焦耳定律試驗中的科學(xué)研究方法

1、焦耳定律實驗中的科學(xué)研究方法DIV.MyFav_1297921024548 P.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋體; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1297921024548 LI.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph;FONT-SIZE: 10.5pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋體 ;TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_129792

2、1024548 DIV.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph;FONT-SIZE: 10.5pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋體 ; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1297921024548 A:linkCOLOR: blue; TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1297921024548SPAN.MsoHyperlinkCOLOR: blue; TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1297921024548 A:visit

3、edCOLOR: purple; TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1297921024548 SPAN.MsoHyperlinkFollowedCOLOR: purple;TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1297921024548 PREFONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: "Arial Unicode MS"DIV.MyFav_1297921024548 DIV.Section1page: Section1在研究和解決問題的過程中，不僅需要相應(yīng)的知識，還要注 意運(yùn)用科學(xué)方

4、法。 物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求，在突出科學(xué)探究 內(nèi)容的同時， 重視研究方法的指導(dǎo)， 使學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究、 學(xué)習(xí)物理知識的過程中，逐漸拓寬視野，初步領(lǐng)悟到科學(xué)研 究方法的真諦。因此，注意考察研究物理問題的方法，成為 當(dāng)前和今后中考的熱點。在初中階段，需要掌握的科學(xué)研究 方法主要有：控制變量法、理想實驗法、轉(zhuǎn)換法、物理模型 法、類比法、歸納法等在研究焦耳定律實驗中，就體現(xiàn)了 多個科學(xué)研究方法，下面通過一道考題來說明。例：我們知道：“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，與電流的平 方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時間成正比。”這 就是焦耳定律，用公式可表達(dá)為： Q=I2Rt 。愛動腦筋的小明 在探究這個問題時，

5、設(shè)計了圖 1 所示的實驗，只連接一次電 路就完成了實驗探究。他的方法是用電阻絲（其中R甲HR乙）給燒瓶中的煤油（煤油質(zhì)量相同）加熱，然后觀察煤油 在插入密封燒瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以對比電阻 絲放熱的多少。請你仔細(xì)觀察小明設(shè)計的實驗電路，并應(yīng)用 所學(xué)知識分析回答下列問題：（ 1）探究電熱的多少與電流的關(guān)系，應(yīng)該對比兩個燒瓶中 煤油柱上升的高度，而這兩個燒瓶中電阻絲阻值應(yīng)該。（ 2）探究電熱的多少與電阻的關(guān)系，應(yīng)該對比兩個燒瓶中煤油柱上升的高度。（3）有許多家用電器的工作原理即為焦耳定律，請舉兩個 例子。分析：本題主要涉及兩種物理研究方法：一是控制變量法。 另一種是轉(zhuǎn)化放大的方法。在探究

6、電熱的多少與電流的關(guān)系時，應(yīng)控制兩個電阻絲的阻 值相同；在探究電熱的多少與電阻的關(guān)系時，要控制通過兩 個電阻絲的電流相同，最好的方法當(dāng)然是采用串聯(lián)。這里就 應(yīng)用了控制變量法。當(dāng)要研究的一個物理量與另外幾個物理量都有關(guān)系時，為簡 化和方便，先研究與其中一個量的關(guān)系，而要控制其余幾個 量不變這種研究問題的方法叫控制變量法。這種方法在實 驗數(shù)據(jù)的表格上的反映為：某兩次試驗只有一個條件不相 同，若兩次試驗結(jié)果不同，則與該條件有關(guān)，否則無關(guān)。反 過來，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關(guān)，則應(yīng) 只使該因素不同，而其他因素均應(yīng)相同?？刂谱兞糠ㄊ侵袑W(xué) 物理中最常用的方法。想一想，物理中還有哪些地方用到了

7、 控制變量法？另一種研究方法是轉(zhuǎn)化放大的方法。實驗中電流產(chǎn)生的熱量 不能直接觀察到，但熱量的變化可以用溫度的變化來感知。 通過溫度的變化多少來間接知道電流產(chǎn)生的熱量的多少，這 是轉(zhuǎn)化法。物理學(xué)中對于一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的 物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識，或用易測量的 物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。初中物理 在研究概念、規(guī)律和實驗中多處應(yīng)用了這種方法。特別是對 那些抽象的難以理解的物理知識， 這種方法很有效。生活中你也用到過轉(zhuǎn)換法，只是未注意罷了?？諝馐强床灰?摸不著的，但我們可以根據(jù)空氣流動（風(fēng)）所產(chǎn)生的作用來 認(rèn)識它。如紅旗飄動，樹葉搖晃等。想一想，物理中還有哪 些地方用到了轉(zhuǎn)換法？還有一個問題：由于實驗中電流產(chǎn)生的熱量較少，液體溫度 升高的也較小，所以用溫度計不易直接測量比較。為了使現(xiàn) 象明顯，實驗采用了兩種方法：不用溫度計，但采用了放 大的“溫度計”。整個燒瓶相當(dāng)于一個溫度計的玻璃泡。由 于燒瓶里的液體較多，使升溫膨脹效果更明顯。采用煤油 代替常見的水，用玻璃管插入密封燒瓶里的煤油中代替溫度 計。用煤油代替水，是因為煤油