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1、- 1 -电流的热效应实验的改进河北省故城县袁庄中学 黄志平 253811人民教育出版社出版初中八年级物理下册(2006 年 10 月第 3 版)第八章第四节“电与热” ,在进行电流的热效应演示实验时是这样设计的,如图所示:两个烧瓶中盛着等量的煤油,温度计显示煤油的温度。烧瓶 A 中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶 B 中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上,通电一定时间后,比较两瓶中煤油的温度变化。你看到的现象说明了什么?笔者根据教学实践认为,以上实验设计存在以下几方面的问题。1、此实验所用器材较多,设计较复杂,按教材所叙述,要连续做三次实验才能得到最后的结论
2、,所需时间较长,影响课堂教学任务的完成。2、此实验设计中用到了温度计,虽然比较精确,但由于温度计不好固定,且读数时液柱在瓶口下方,由于与煤油颜色相近,不易读出,只有上升到上方时才能读取,读数时由于液柱不断移动,所以不可能同时同时读出两温度计的示数。3、实验中所用煤油量较多,需通电较长时间,才能使液柱上升。4、此实验中没有明确实验电压,组织实验时,电压过高,不好控制;电压太低,效果不明显。因此,最好提前通过实验确定电源电压大小,然后再进行课堂演示。针对以上不足,提出如下几种方案与老师们交流:方案一所需器材:6V 蓄电池 1 块 、 500 毫升烧瓶两只、 橡皮塞 2 个、 不同材料电阻丝 2个、
3、 电流表 1 个、 滑动变阻器 1 个、 直径 1cm 长 25cm 玻璃管两根、 开关 1 个、 电子表 1 个、 导线若干。- 2 -1、实验装置如上图所示,在两个相同的烧瓶中装入适量酒精,酒精中滴入几滴红墨水,将酒精染成红色(煤油不易着色) ,瓶中各放一根电阻丝,甲瓶中的电阻丝是铜丝,乙瓶中的电阻丝是镍铬合金丝。瓶口塞子上各安装一个玻璃管,塞紧塞子后,玻璃管的下端要浸入酒精中。将两个烧瓶中的电阻丝串联,接在电路中,滑动变阻器连入最小值,闭合开关,通电后电阻丝产生的热量使烧瓶内空气升温,压强增大,将酒精压入玻璃管中。观察酒精在两玻璃管上升的情况,就能比较哪个电阻丝放热多。2、断开开关,将瓶
4、塞稍微松动一下,烧瓶内气压减小,玻璃管中的酒精柱降回到原来高度。调节滑动变阻器,增加连入的阻值,闭合开关,重做上面的实验,保持通电时间与上次一样。观察甲瓶(或乙瓶)中玻璃管中酒精上升的高度是否一样,就可验证电流大小对放热多少是否有影响。3、仍使玻璃管中的酒精柱降回原来的高度,滑动变阻器调至最小值,闭合开关,使通电时间比第一次稍长一些,比较 A 瓶(或 B 瓶)两次酒精柱高度情况,可得出通电时间与放热多少的关系。方案二实验器材:6V 蓄电池 1 块、 开关 1 个、 电子表 1 个、 导线若干、 电流表 1 个、 滑动变阻器 1 个、10 欧电阻 1 个、 20 欧电阻 1 个、 石蜡(或松香)
5、一段。1、按如图所示连接好电路,将 10 欧电阻 R1与 20 欧电阻 R2串联接入电路中,滑动变阻器滑至最小处,分别在两电阻上滴上几滴石蜡(或松香油) 。待其凝固后,闭合开关,观察两电阻 R1与 R2上蜡滴的状态,哪一个电阻上的蜡滴先熔化,说明哪一个电阻放热多。2、按上面电路连接好仪器,移动滑动变阻器,增大连入电路的阻值,减小电流,观察蜡滴熔化所需时间,并与第一次所用的时间进行比较,可得电流减小后,放热的多少变化。3、将一小块蜡烛固定在 R1上,观察随时间的延长,蜡烛熔化的多少。可验证通电时间与放热多少的关系。方案三所需器材:6V 蓄电池 1 个、10 欧电阻 1 个、20 欧电阻 1 个、滑动变阻器一个、开关 1个、电子表 1 只、导线若干、白磷 5 克。- 3 -按方案二设计并组装好电路,分别在 R1和 R2撒上少许白磷,闭合开关,观察哪一个电阻上的白磷先燃烧,哪一个电阻放热多。因白磷燃烧点只有 40左右,且燃烧时冒出白烟,所以此方案,易操作,时间短,现象明显。但实验时白磷的量不能太多,否则会烧坏电阻。作者姓名:黄志平 地址:河北省故城县袁庄中学电话:13582480876 邮编:253811 邮箱: