電流熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計探討

1、電流熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計討論 1教材中實(shí)驗(yàn)設(shè)計的缺陷(1)加熱煤油實(shí)驗(yàn)時間很長，一般在課堂上完成該實(shí)驗(yàn)大約需要八到非常鐘，學(xué)生注意力很容易分散;(2)由于瓶塞與瓶口、瓶塞與溫度計之間存在縫隙，煤油受熱膨脹后很容易從瓶塞和瓶口處溢出，造成實(shí)驗(yàn)不準(zhǔn)確，也造成實(shí)驗(yàn)室的污染刺鼻性氣味，而且如今的煤油也很難購置，實(shí)驗(yàn)完畢后也很難清洗;(3)由于本實(shí)驗(yàn)是演示實(shí)驗(yàn)，老師在講臺演示，而下面的學(xué)生對溫度計示數(shù)根本無法看清，無法搜集確鑿信服的數(shù)據(jù);(4)在探究電流的熱效應(yīng)與電流的關(guān)系時仍然用這套裝置，只要求學(xué)生調(diào)節(jié)滑動變阻器后觀察B燒瓶的溫度計示數(shù)的變化，對初中學(xué)生而言很容易與前一個實(shí)驗(yàn)混淆，不知道觀察什么，因?yàn)锳燒瓶

2、中溫度計示數(shù)也在變化對學(xué)生影響很大而且第一次實(shí)驗(yàn)完畢后為了比照電流大小對電熱的影響，往往要讓煤油冷卻到原來溫度，那么需要的時間更長根本無法完本錢節(jié)教學(xué)任務(wù)為了使學(xué)生獲得探究學(xué)習(xí)的體驗(yàn)和感受，使課堂緊湊順利，就必須對實(shí)驗(yàn)進(jìn)展改良2針對實(shí)驗(yàn)缺陷進(jìn)展的改良思路針對教材實(shí)驗(yàn)中的缺乏，筆者自制了一套焦耳定律演示儀在錐形瓶中放一段電阻絲(在電爐絲上截取)，固定在兩根硬銅絲上，瓶中裝少量(約2cm的深度)的已經(jīng)染紅的水，用一個長約40cm直徑約為8mm帶有橡皮塞的玻璃管塞住，玻璃管的下端要插入紅水中，橡膠塞與瓶口壓緊，以防漏氣原理:電阻通電后產(chǎn)生的熱量加熱瓶中空氣，瓶中空氣迅速升溫而膨脹，使得細(xì)玻璃管中紅水

3、柱迅速上升，紅水柱上升的高度就可以清楚地顯示電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少3改良后實(shí)驗(yàn)器材的制作與安裝制作時在同一根電爐絲上截取不等長的兩段分別為30圈和15圈，用萬用表測得電阻大約為1=51Omega;和2=25Omega;再剪四段長約25cm的硬銅絲作為支架和接線柱穿過橡皮塞，按照圖2制作兩套裝置，并在玻璃管的反面設(shè)置一個刻度板，以利于觀察紅色水柱高度的變化選擇學(xué)生電源、滑動變阻器(20Omega;2A)、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干串聯(lián)起來，組成如圖3裝置4改良前后實(shí)驗(yàn)比照(1)在探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，按照教材上的編排完成實(shí)驗(yàn)需要四分鐘，筆者在改良后選擇電源電壓8V，閉合開關(guān)

4、調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表示數(shù)為04A，10秒鐘后的圖片如圖4所示，有電阻絲1加熱的錐形瓶中的玻璃管中的紅水反響更為迅速，紅色水柱上升很快，一下子抓住了學(xué)生的眼球，給學(xué)生留下深入的印象看完這個實(shí)驗(yàn)學(xué)生很容易得出:電阻對電流產(chǎn)生的熱量的影響(2)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系時，按照教材上的編排還是用串聯(lián)的那套裝置，閉合開關(guān)要求學(xué)生只看其中一個燒瓶的溫度計示數(shù)的變化，首先有另外一個燒瓶的干擾，影響學(xué)生專致的觀察;其次是加熱時間長，學(xué)生會想到了這次實(shí)驗(yàn)的答案而失去了興趣和耐心，實(shí)驗(yàn)效果全無而筆者改良后:只把有電阻絲1的錐形瓶串接在電路中，如圖5所示根據(jù)控制變量法的設(shè)計思路，保證電阻不變，主要是通過

5、改變滑動變阻器來改變兩次電流的大小學(xué)生電源調(diào)至4V，紅色水柱調(diào)節(jié)至零刻線處，第一次閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器將電流表示數(shù)調(diào)至022A，實(shí)驗(yàn)記錄55s后的情況如圖5所示，紅色水柱上升了6格;斷開開關(guān)，冷卻8秒后，紅色水柱又回到原位零刻線處，第二次閉合開關(guān)，迅速調(diào)節(jié)變阻器使電路中電流為06A，10s后，紅色水柱迅速升至13格，如圖6所示學(xué)生驚呼雀躍，氣氛到達(dá)高潮學(xué)生容易得出:同一根電阻絲在相等時間內(nèi)，電流越大產(chǎn)生的熱量越多斷開開關(guān)，學(xué)生興趣照舊，乘熱打鐵，對電流熱效應(yīng)的理解更上一層樓(3)改良的優(yōu)點(diǎn):由于氣體的熱膨脹現(xiàn)象比液體熱膨脹現(xiàn)象迅速明顯，紅色水柱上升快速，學(xué)生興趣盎然，大大縮短了實(shí)驗(yàn)時間，使課堂緊湊，流暢，符合初中學(xué)生的年齡特點(diǎn)和理解力;實(shí)驗(yàn)過程可視性強(qiáng)，對學(xué)生感官尤其是視覺沖擊力強(qiáng)，觀察粗玻璃管中紅色水柱的上升比觀察溫度計示數(shù)明晰，抓住學(xué)生的眼球和性格特點(diǎn)，有助于形成直觀的效果，形成視覺上的刺激;實(shí)驗(yàn)過程簡化，實(shí)驗(yàn)裝置簡單，效果卻更明顯;(4)實(shí)驗(yàn)真實(shí)、客觀，震撼，學(xué)生心服口服5總結(jié)總之，通過實(shí)驗(yàn)改良使筆者認(rèn)識到，老師只有在教與學(xué)中勇于發(fā)現(xiàn)缺乏，勤于考慮，不斷創(chuàng)新，擅長理論，進(jìn)步學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，