《焦耳定律实验装置的改进及对比研究》中学物理创意实验设计参评申报表
《光的反射、折射规律实验的改进》中学物理创意实验设计参评申报表
4、准备一个玻璃水槽，里面装上墨汁（通过反复试验，加墨汁的效果最好），将装置置于水槽中（因为所学墨汁的量比较大，所以没有拍），发现折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线的两侧，还可以探究折射角和反射角的数量关系。
（4）演示光的折射时：只有定性的结论，没有定量的结果。导致学生在画光路图时没有感性认识，难以掌握。（把倒立的量角器置于装有墨汁的水槽中，即可观察到折射角与入射角的关系）
（5）演示光的折射时：在玻璃水槽中加入墨汁，光线便清晰可见。
（二）实验方法（或实验过程）
1、将所需器材组装好
2、探究反射角与入射角的关系
（三）实验效果
将光的反射和折射合为一体，用一套器材便可演示，一人便可方便的操作，不会再受场地的限制，可随意挪动，切试验效果更明显，结论更准确，有了它学生可以自由的动手操作探究了。
自治区评委会意见
（盖章）
年月日
《光的反射、折射规律实验的改进》
中学物理创意实验设计参评申报表
作品全称
光的反射、折射规律实验的改进
学校பைடு நூலகம்称
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姓名
性别
年龄
初、高中组
初中
指导老师
无
性别
年龄
（一）设计原理(含原理图和实物图、主要解决的什么问题）
光的反射规律和折射规律是光学中的两大规律，但是我校现有的实验器材演示效果很不理想，存在的主要问题是：
（1）激光灯用手拿不稳定，不便于观察。（将激光灯固定在光屏上，并且能通过旋转随意改变角度）
（2）演示光的反射时：可以折转的一面不稳定，研究反射角和入射角的关系时不好演示，一个人独立的不好操作。（转折的一面通过螺丝固定，可以随时方便的拆卸）
初中物理焦耳定律实验装置的改进
初中物理焦耳定律实验装置的改进作者：董国玺来源：《启迪·下旬刊》2019年第09期摘要初中物理教材焦耳定律演示实验的过程存在着许多问题，本装置对课本焦耳定律演示实验进行改进，实现了学生可以进行分组实验，实验操作简单，实验时间较短，现象明显，方便简洁，教学效果良好。
关键词焦耳定律演示实验改进物理是以实验为基础的科学，物理实验不仅能激发学生学习物理的兴趣，还能更好的帮助学生理解和掌握有关物理知识，提高学生的科学素养。
实验是发展学生能力和使学生得到科学方法训练的重要途径;物理新课程理念要求师生注重科学探究，提倡学习方式多样化;因此，初中物理教材的一些实验操作需要改进，本装置对北师大版物理课本焦耳定律演示实验进行改进，实现了教师可以方便的演示，学生也可以进行分组实验，实验操作简单，实验时间相对较短，现象明显，方便简洁，教学效果良好。
1 教材中的焦耳定律演示实验操作不足现在北师大版物理教材实验设计的步骤是：1.1根据电路图连接电路，闭合开关，过一段时间后，看看两个玻璃瓶中煤油哪个上升得更高。
得出的结论是：甲玻璃瓶中煤油上升得更高。
这表明电阻越大，电流产生的热量越多。
1.2让两玻璃瓶的煤油高度恢复，然后利用滑动变阻器，调节电流，再次实验。
注意通电时间和前次时间相同，在这两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。
在第二次实验中，甲玻璃瓶中煤油上升得高。
这表明电流越大，电流产生的热量越多。
1.3从以上实验可以得出结论，在电流与电阻不变的情况下，通电时间越长，瓶中的煤油上升得越高，电流产生的热量越多。
实验中玻璃瓶上的煤油上升得太慢，而我们上课的时候，想要在一节课完成上面所说的实验操作，基本上是不可能完成的。
另一方面，实验装置不容易准备，费时费力;为此，很多物理教师为了达到教学目标，完成这一实验的教学任务，经常是把学生的实验课变为了教师的讲授实验，或者有些老师利用更快捷的多媒体课件演示，用视频代替实验，失去了让学生动手操作，亲身体验的过程。
对焦耳定律实验的改进
对焦耳定律实验的改进 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT对焦耳定律实验的改进天津市河东区香山道中学申卫新笔者接触到很多有关焦耳定律的实验装置（如教材中的、国家调拨的、网上搜索到的），它们使用起来较麻烦。
初中物理教师教学用书光盘中有焦耳定律实验，但演示得不够全面。
笔者对焦耳定律的实验装置进行了一下改进：用一般学校都具备的定值电阻与电源在线路板上组成电路，然后用温度计（演示温度计也可以）直接与定值电阻接触，测出定值电阻的温度变化，从而得出实验结论。
实验设计和操作简单、材料易得，效果也不错。
具体说明如下：一．R不同（I相同、t相同）,Q不同用4—5节干电池做电源，将其与一个5Ω定值电阻、一个20Ω定值电阻串联在线路板上组成电路。
5—10分钟左右，用两个温度计同时测两个定值电阻的温度变化。
它们的温度差别明显，说明它们产生的热量不同。
二．I不同（R相同、t相同）,Q不同用4—5节干电池做电源。
将两个10Ω定值电阻并联，然后将两个并联的定值电阻与一个10Ω的定值电阻串联。
用这三个定值电阻与电源、电键在线路板上组成一个电路。
5—10分钟左右，用两个温度计同时测两个定值电阻的温度变化（一个是并联电路中的电阻，一个是与并联电路串联的电阻）。
它们的温度差别明显，说明它们产生的热量不同。
三．t不同（I相同、R相同）,Q不同在上面的两个电路中，测其中任何一个定值电阻的温度，都可以明显地看出，时间越长，定值电阻的温度越高，产生的热量越多。
四．说明1.改进后的实验还可做成学生分组实验。
20Ω定值电阻如果不够用，可用10Ω定值电阻代替。
2.定值电阻的使用时间不宜过长，否则有可能烧坏。
本文所提供的电源电压数值、实验时间仅供参考。
3.有时不使用温度计，用手直接触摸定值电阻，感受定值电阻温度的变化，效果会更好。
4. 做完一个实验，再做另一个实验时，要注意将两个温度计恢复到室温后再做，或者重新换温度计再做。
对初中物理教材中探究实验的创新改进研究
《探究“加速度与力、质量关系”实验的改进》中学物理创新实验设计参评申报表
小车 M 打点计时器 纸带
砂桶
mห้องสมุดไป่ตู้
长木板
4、改进后的实验装置解决的主要问题： （1） 解决了绳的拉力由近似值到精确值的测量问题。 改 进后的实验巧妙的引入了弹簧测力计，弹簧测力计的读数 为一定值，小车所受拉力应为弹簧测力计读数的两倍，所 以只需记录弹簧测力计的示数即可。不需要考虑 M 远远大 于 m 的条件，也不必考虑砂和砂桶下落时的失重给实验带 来的影响。 （2）解决了绳的拉力大小连续取值问题。改进后的实 验用砂与砂桶替换了砝码与砝码盘，通过改变砂与砂桶质 量来改变小车所受的拉力大小，这样可以保证砂和砂桶的 质量任意取值，无论大值，小值，整数值还是小数值都可 以任意取到，使实验结果更准确，实验误差更小。 （3）解决了实验操作复杂，不易测量的弊端。改进后
的实验不需要称量砂和砂桶的质量，使实验的操作简单， 易行。 （二）实验方法（或实验过程） 1、按照（图 2）安装好改进后的装置，并平衡摩擦力。 2、保证小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，打出几 条纸带。 3、保证砂和砂桶的质量不变，改变小车质量，再打出几 条纸带。 （三）实验效果 1、改进后巧妙测出小车所受的拉力，使拉力的测量由近 似值转变为精确值，使实验的测量方便、简洁，准确，避 免了一些干扰因素的影响，减小误差，从而提高实验精度。 2、改进后使实验的数据取值更全面，作图更科学，结论 更合理。 3、改进后的实验设计构思巧妙，取材方便，实验简单， 容易激发学生的学习兴趣。
小车 M 纸带
打点计时器
m 砝码
长木板
图1
2、教材中的原实验装置存在的几个不足： （1）不能准确、简洁测到合外力。对于传统的“探究 加速度与力、质量关系”的实验，首要的问题是如何找到 研究对象小车所受的合外力？通常认为砝码与砝码盘的总 重力就是小车所受到绳的拉力大小（也就是小车受到的合 外力） ， 其实这是一种近似， 并且这种近似只有在满足 M 远 远大于 m 才能成立，在实验过程中要想满足这个条件实际 上很难做到，并且这样的近似条件给实验带来了一定的系 统误差，而且随着砝码的增加这种误差也会增加，导致实 验结果不是很准确。 （2）不能取到连续的数值。在实验时，当改变合外力即 改变砝码的重力时，由于砝码值的不连续取值使实验只能 取到一些特定的重力值，这些特定的值不仅给作图像带来 了误差，并且也给实验结果带来了误差。 （3）操作复杂，误差较大。教材中的方案需要对砝码和 砝码盘的测量来改变拉力的大小，这样做需要用天平测砝 码和砝码盘的总质量给实验带来不便，操作复杂。 3、改进后的实验装置如（图 2）
再论焦耳定律实验的改进与创新
062教育管理与艺术 2014年第5期学科教育再论焦耳定律实验的改进与创新贵州省三都县周覃中学 覃意军焦耳定律实验是学生学习电流热效应的定性过程，描述电流流过导体产生热量的基本规律，做好演示实验是理解焦耳定律的关键，从定性表述的规律过渡到焦耳定律的定量关系的体验过程。
下面笔者就大家常做的几种焦耳定律实验设计进行探讨并对该实验改进创新，以供大家参考。
一、旧版人教版的焦耳实验上图是初中物理人教版九年级第十八章四节《电与热》中“探究影响电热的的因素”的实验装置图。
根据教材对实验设计实验步骤如下。
1.甲瓶与乙瓶相连，（甲电阻大于乙电阻）连接成串联电路，接通电路一段时间，通过玻璃管中的液体上升的高度来进行比较两瓶中煤油哪个温度上升得高。
实验结果是：甲瓶中煤油温度上升得高。
这表明通过的电流和通电的时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多。
2.待两支玻璃管中的液柱降回到原来相同的高度后，调节滑动变阻器，增大电流，重做上面的实验，通电时间和前次时间相同，在这两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油温度哪次上升得高。
在第二次实验中电阻和通电时间相同时，瓶中煤油温度上升得高。
这表明电流越大，电流产生的热量越多。
3.实验表明，在电阻和通电电流大小不变时，通电时间越长，瓶中的煤油温度上升得越高，电流产生的热量越多。
该实验的不足变现在一下几方面。
1.实验所需时间过长：第一步探究得出“电阻大产生热量多”的结论后，要等到玻璃管中液柱回到原来的高度后，才能做第二次实验，中间等待的时间较长，直接影响后面的教学内容不能按时完成。
2.实验的科学性目标不明确：温度的变化是通过玻璃管里液体的高度来显示。
由于气压的关系玻璃瓶里液体就会向外溢出，玻璃管中液柱上升的高度跟玻璃瓶里的气压大小有着直接的关系，如果要想比较精确地得出电流的热效应与电阻的关系不太现实，因为要受到实验装置的气密性，玻璃管里液体上升的刻度精度，瓶里液体材料的选取，量的多少等条件的制约，所以说该实验只能作为表述性的定性理解焦耳定律，而不能作为通过实验定量分析得出焦耳定律。
《焦耳定律》创新实验方案
《焦耳定律》创新实验方案富源县中安街道一中王汝斌一、实验的重要性：该实验是九年级物理第十八章第4节内容，在研究电流的热效应时，探究电流通过导体时产生的热量多少与什么因素有关。
焦耳定律是初中物理学习的重要定律之一，是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现。
本节内容由“电流的热效应”“焦耳定律”“电热的利用与防止”三部分组成，研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系，焦耳定律的理解及应用既是本节的教学重点又是教学难点，本节教学的成败在于《焦耳定律》实验是否成功。
二、实验原型及不足之处（如图）:1.实验原型：图一图二现在人教版物理教材实验设计的步骤是：第一步：在两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两端电阻丝的电流相同。
通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。
得出：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产出的电热越多（如图一）。
第二步：在两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两个容器中电阻的电流不同。
在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。
得出：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产出的电热越多（如图二）。
2.不足之处：⑴、电流与热量、电阻与热量的关系，在教材中的实验操作中，不能同时演示出来。
⑵、在实验过程中，U形管中液面高度的变化得太慢，这样容易导致学生的注意力容易分散，不切合学生的学习，同时这个实验也不能连续重复演示操作，也不适合于课堂教学。
⑶、演示效果比较差，不能定量研究，只能定性研究。
三、实验创新与改进之处（如图）：准备三个相同大小的矿泉水瓶，在矿泉水瓶内密封三条电阻丝Ra、Rb、Rc、在Rc两端并联一个电阻Rd。
同时在矿泉水瓶的外面要留两个接线柱，要使电阻丝R1> R2 = R3。
把玻璃管插入塑料盒的两端，把橡皮管接在玻璃管上。
在演示板上固定好矿泉水瓶、U形玻璃管、开关S、电阻、及外接电阻。
【申报表】《初中物理实验教学的改进与创新》申报表
《初中物理实验教学的改进与创新》申报表
研究背景
研究步骤
与
研究方法
本课题研究的基本内容：
1、实验的开展对物理教学效果作用的研究。
2、利用随手可得的生活物品开展实验教学的研究。
3、课程标准中新增内容的实验设计与自制教具研究。
4、学生实验的实验设计研究。
课题研究的主要方法：
1、文献研究法
通过查阅有关文献资料、网络资料等方法，研究初中物理课外实验开发的策略，了解与物理实验有关的课题研究的经验。
研究目标
与
研究内容
1、通过本课题的研究促进我校物理实验教学的开展，使我校物理教师进一步改进教学方法，改进教学理念，重视对学生能力的培养；提高我组教师的教学水平和教研水平。
2、开发一些符合初中学生生活实际的物理教具，弥补实验器材的不足，有意识地培养学生的动手操作和创新能力，提高学生学习物理的兴趣，促进我校学生物理成绩的提高；
3、通过本课题的研究，引起学生对物理实验的高度重视，持之以恒地去做，使学生的潜能得到发掘，个性得到健康的发展，实现由“要我学”向“我要学”的转化。
4、通过充分重视物理实验研究方法的指导与学生良好习惯的养成教育，培养学生科学探究能力，在“我要学”的基础上，实现由“学会”到“会学”再到“善于学习”的发展。
与
研究意义 (拟创新点)
物理是一门以在观察和实验为基础的学科，在现行的初中物理教材中有许多实验，积极组织和指导学生做好这些实验，对于落实教材知识，培养学生能力，提高教学质量有十分重要的作用。但在当前物理教学中用到的实验器材主要依靠上级部门配置，一方面实验器材数量不足,限制了学生参与动手实验的机会，另一方面实验器材质量低劣，设计上有许多缺陷也影响到使用的效果，由于上述原因使物理实验的开展不能满足教学的要求；在教学中，对实验的重视程度不够，多以教师演示，学生观看为主；学生独立操作实验的能力不强；使实验教学效果大打折扣。作为教师，在现有的条件下开发实验，改进实验，自制教具，真正发挥实验在教学中的作用效果是必须要思考的问题，在此情况下由教师指导、师生共同自制教具，改进并开发大量实验将成为实验教学的主要手段，所以研究这个课题对于推进素质教育，培养学生能力有非常重要的现实意义。
浅谈《焦耳定律》中演示实验的改进
浅谈《焦耳定律》中演示实验的改进作者：杨新梅刘树清柳俊霞来源：《中学物理·初中》2014年第07期焦耳定律是初中物理学习的重要定律之一，是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现.对焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点.教学中，做好实验及分析实验现象是关键.电流产生的热的多少是通过实验现象显现出来的，向学生介绍教材中的实验装置后，引导学生分析实验原理、指导他们怎样观察实验现象等.教材提供的演示实验装置(电热丝对空气加热)，克服了以往实验装置(电热丝对液体加热)所需要的加热时间长，实验现象不明显等缺陷，更加有利于学生的观察.但是，在研究电热与电流的关系时，教材的演示实验装置存在一些不足(见图1).(1)前后连续两套演示实验装置，在安装上需要一定时间，这样会影响学生的兴趣；同时，在整节课的设计上会使时间有些吃紧.(2)最关键的是第二个装置涉及了一个混联电路图(既有串联又有并联)，对一个初中学生来说，理解有些困难.在中考考试中，也没有类似的电路图.(如图2)针对以上两点，笔者在实际教学中做了如下改进：在研究电热与电流的关系时，利用第一个装置，但做了一定的改动.在线路中加了一个滑动变阻器，通过改变电阻的大小，来改变电流；在观察现象的时候，用纸板挡上了装置一半(图3)，只留下一半让学生观察前后的变化，学生同样可以得出结论.这样做的好处有：(1)一举两得.用同样一个装置，可以做两次实验，大大提高了实验装置的利用率.不但节省了时间，而且提高了课堂效率.(2)这样处理，学生理解起来特别容易，不涉及复杂的电路图，容易接受；也会自然得出结论.总之，对于《焦耳定律》这节课，教材中设计的演示实验装置比较复杂，需要进一步改进，学生很快就能自己得出“电流的热效应与导体电流、电阻、通电时间的关系”的实验结论.不仅形象直观，而且能吸引学生的注意力，活跃课堂气氛，提高了课堂教学的效率.如何做好演示实验是本节课的关键.。
焦耳定律的实验改进与创新
教学实 践
２待温度 降到原位时 ， 持通 电时 间相 同， ． 保 调节滑动变 阻器改变通过 电阻丝的电流大小 ， 观测 Ｒ 所 在液体温度变 １
化。
３延 长通 电时 间 ， 测 液体 温 度 的 变化 ． 观 实 验 结论 如下 ： （） 流 、 电 时 间 相 同 时 ， 阻 越 大 ， 流 产 生 的 热 量 １ 电 通 电 电
的具体表现动态地生成新的问题。 ３英语提问要考虑 到学生 的语言水平 ．
学 生 的 词 汇 量 足 有 限 的 ， 用 以 回答 问题 的词 汇 则 更 有 能
局 限性 。 以教师设计 问题时 ， 所 要充分考虑学情 ， 既要考虑问 题 的内容 ， 又要考虑学生是否能够用已有的词汇和句型来 回 答 问题 。如果是练习语 言的运用能力 ， 问题 的设定就应围绕 学生熟悉的话题 ， 让学生有话 可说 。如 果是让学生对教学 内
种具有艺术性 的教学活动 ，应当受到教师 的高度重视 ．． ．
探 索课堂提 问教学艺术的同时 ， 点燃学生思维的火
奠
Ｘ ｉ１｛ ！ Ｘａ ｌ ｆ ｝ ＂ ｌ ｛ ！ ｛
电 阻 丝 所 在 液体 温度 的 变 化 （ 。， 验 结 果 是 ： Ｒ ＞Ｒ ）实 Ｒ 所在 的锥 彤 瓶 温 度 上 升得 高 。
ｙ ｕ ｔ ｉ ｋ ｗｅ ｈ ｕｄ ｏ ｔ ｉ ｒ ｖ ｏ ｒ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ？ Ｗ ｈ ｔ ｏ ｈｎ ｓ ｏ ｌ ｄ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌ ａ
ｋｉ ｏ ｐｉｉ ｎｄ ｆ ｓ ｒｔ ｙ ｕ ｄｏ ｏ ｎｅ ｄ ｏ ｂｅ ｏ ｅ ｎ ｎｖ ｎｔｒ ｅ ｔ ｃ ｍ ａ ｉ ｅ ｏ ？
２把握 提 问 的 时机 ．
提问应选 准时机 ， 把握火候 ， 巧设疑难 。具体来说 ， 要把
对焦耳定律演示实验的再改进
对焦耳定律演示实验的再改进焦耳定律是描述电能转化为热能的物理定律，即当电流通过一个电阻时，电能将会转化为热能并使电阻发热。
对焦耳定律的实验演示可以帮助学生更好地理解和掌握这一定律的原理和应用。
然而，传统的焦耳定律实验存在一些问题，比如实验步骤复杂、观察不直观等。
为了进一步改进这一实验，本文将介绍一种对焦耳定律演示实验的再改进方法。
改进方法如下：材料准备：- 一块电阻丝- 线圈形状的电磁铁- 直流电源- 线路连接电缆- 温度计- 电流表实验步骤：1. 将电阻丝固定在一个支架上，确保电阻丝两端不接触任何东西，保持通风良好。
2. 将电磁铁的线圈依次连接到直流电源上，并将电流表接在电路中以测量通过电磁铁的电流。
3. 将温度计的探头固定在电阻丝上，确保探头与电阻丝接触良好。
4. 打开直流电源，通过电流表记录电磁铁的电流。
5. 同时，使用温度计记录电阻丝的温度随时间的变化。
改进内容一：观察记录的改进传统的焦耳定律实验中，学生需要手动记录电阻丝的温度随时间的变化，并进行数据分析。
为了使实验结果更加直观，我们可以使用温度记录仪来自动记录温度随时间的变化，并通过计算机软件绘制实验结果的曲线图。
这样，学生可以更清楚地观察到电阻丝的温度随电流变化的关系，从而更好地理解焦耳定律。
改进内容二：安全性的改进焦耳定律实验可能产生高温，对学生的安全构成一定的威胁。
为了保证实验的安全性，我们可以在电阻丝的周围设置一个保护层，例如玻璃罩，以防止学生接触到高温部分。
此外，进行实验时要确保实验室通风良好，以避免热量积聚。
改进内容三：教学互动的改进为了增加学生的参与度和兴趣，我们可以引入一些教学互动的元素。
比如，可以让学生预测不同电流下的电阻丝温度，并在实验中验证他们的预测。
此外，可以组织小组讨论，让学生探讨其他因素对焦耳定律的影响，如电阻丝的材料、长度等。
这种互动的教学方式有助于培养学生的思维能力和创新意识。
通过以上的改进，对焦耳定律演示实验进行了一次再改进，使实验更加直观、安全，并增加了学生参与度和互动性。
“焦耳定律”实验的改进与创新
实验研究此i f 教■学参考第50卷第4期2021年4月“焦耳定律”实验的改进与创新陶仕银董云(武汉大学附属外语学校湖北武汉430072)文章编号：1002-218X (2021)04-0048-02 中图分类号：G 632. 0 文献标识码：B摘要：焦耳定律实验是初中探究电流的热效应与电流、电阻关系的重要实验。
教材中的实验设计存在着实验原理学生难理解.实验装置易老化导致气密性差，实验现象只能作定性分析等不足。
对该实验从原理、器材、方法、步驟等方 面进行了改进和创新.有效提高了实验的操作性和可视性，关键词：初中物理；焦耳定律；实验改进―、问题的提出“焦耳定律”是人教版九年级第十八章“电功率” 的重点内容，它是欧姆定律的引申和发展，是能量守 恒定律在电能和内能转化中的具体体现。
教学中，做 好实验及分析实验现象是教学的关键，也是教学的重 点和难点，更是培养学生物理核心素养的重要途径。
图1是教材“探究电流通过导体时产生热量的多 少跟什么因素有关”的 实验装置，该装置有以 下不足：(1)该装置的原理是通过导体上产生的热 量加热密闭容器中的空 气来改变U 形管液面高 度再来判断产生热量的多少.因此装置的气密性是否良好直接影响实验的效 果。
此装置大部分材料由塑料和橡胶制成，长期使用 会导致装置的气密性变差.从而直接影响实验的 成败。
(2) 该装置需要学生观察两个U 形管中液面高度的变化，而实际教学中，后排学生不容易观察到实验现象.效果大打折扣。
(3) 该装置中的电阻密封在密闭容器中，学生对器材的选择、安装只能被动接受，学生的实验参与、实验体验被限制。
二、实验的改进与创新1.实验原理的改进① 受热对象将原来的气体改成导体本身（固体）。
② 测定电流产生热量的多少由原来的U 型管液面高度变化转化为等质量同种金属温度的变化。
根 据公式Q = «w A /，可以确定质量相同、比热容（材料） 相同时，吸收热量的多少与升高的温度成正比，将吸 热多少定量转化为温度升高的变化量，使得定量完成 焦耳定律实验成为可能.即使存在温度传感器吸热的 问题，也可以定量转化，因为完全相同的温度传感器 的质景、比热容也相同.吸热同样与升高的温度成 正比。
焦耳定律演示装置改进
焦耳定律是人教版九年级物理教材中的重要内容。
现阶段学校实验室中演示焦耳定律的装置存在漏气、使用的电源电流较小等问题，故绝大多数学校弃之不用，导致许多教师在教学焦耳定律时面临无实验器材可用的情况，将鲜活的探究实验变成单纯地讲实验，课堂教学效果大打折扣。
如何改进已有的焦耳定律演示装置，使其“起死回生”呢？教材中焦耳定律演示装置的电阻置于密闭容器内，U形玻璃管连接密闭容器，如图1所示。
空气吸热后体积增大、压强增大，从而推动U形玻璃管中的指示液面上升，液面上升的高度反映电流通过电阻做功产生热量的多少。
1.加强装置的气密性焦耳定律演示装置对气密性要求很高。
我们用水检查装置的气密性，对漏气部位进行密封处理：先卸下塑料盒面板上的螺钉，再卸下塑料盒与接线柱上的螺钉，然后在接线柱与塑料盒内打上热熔胶，迅速将接线柱和接线柱螺钉接上并旋紧，最后在接线柱与塑料盒相接处外面打上热熔胶密封。
◎湖北省十堰市竹溪县城关初级中学 刘永树 徐光喜图1 教材中的焦耳定律演示装置焦耳定律演示装置改进R 1R 2R 2R 3R 45 Ωe e f f 10 Ω10 Ω10 Ω之后，我们又用水检查装置的气密性，直到装置不漏气为止，确保装置在焦耳定律实验教学时能正常使用。
2.选用优质发热电阻发热电阻被密封在塑料盒内，如果发热电阻质量不过关，在实验过程中很容易被烧毁，导致整个装置报废。
因此，选用优质电阻是改进装置的关键。
我们购买多个10 W水泥电阻，电阻为：R 1＝5Ω，R 2＝R 3＝R 4＝10Ω。
将水泥电阻一一接入24 V电源，通电半分钟后，观察水泥电阻发热情况。
如果水泥电阻没有裂开，也没有任何液体渗出，人手靠近电阻时能感受到温度，说明这些水泥电阻是符合要求的优质电阻。
如果在加热时，电阻裂开或有油样液体渗出，应弃用这些水泥电阻，选择优质水泥电阻。
3.改装实验电路如图2所示，我们将两个U形玻璃管、开关S 2、电阻R 4固定在塑料板上，用导线将各接线柱连接起来。
初中物理传统实验的改进与创新研究——以“焦耳定律”的教学为例
初中物理传统实验的改进与创新研究——以“焦耳定律”的教学为例作者：张运昌来源：《中学课程辅导·教师教育》 2018年第11期【摘要】“焦耳定律”是初中物理教学的重点和难点，是一项以实验为基础、以设计为纲领、以创新为基准的教学内容。
本文主要对“焦耳定律”的教学设计以及创新能力的培养进行探析，期望对以后的物理教学提供一定的参考依据。
【关键词】焦耳定律教学设计创新能力【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2018）11-250-01焦耳定律是初中物理学习中的主要定律之一，它是英国科学教焦耳在1841年发现的，为了纪念这位伟大的科学家特将此定律命名为“焦耳定律”。
焦耳定律是能量守恒定律中电能与内能之间转化的具体表现，在实际教学中，要以电工及电功率为基础进行教学，这样学生会更加容易的理解焦耳定律的内涵、作用及实验应用。
一、学情分析在生活中，我们随时都会用到电器，如电饭锅、电水壶、电热毯等，这些电器的主要特点都是在通电后将电器加热，这就表明电器工作过程中是将电能转化成热能的一个过程，热能的产生是分子运动的结果，其通常也被成为内能。
焦耳定律主要是由实验推断出来的结论，是一项定量的、逻辑性很强的应用型物理定律，因此，在学习中，要以原理为基础来引导学生对焦耳定律的理解，要多列举一些实验及生活中的实例，让学生理解焦耳定律的原理。
二、通过理论教学理解焦耳定律及其应用通过理论教学来引导学生理解焦耳定律及其应用是教学的必要手段，其教学内容主要包括以下几方面：一是结合实际生活来理解焦耳定律。
在理论教学中，教师可以通过生活实例来启发学生的焦耳定律的认识，例如电饭锅在工作时产生的热量与那些因素有关？电动机通电发热、转动与那些因素有关？这些因素与热能分别是什么关系？弄懂了这些问题，也就理解了焦耳定律并且会实际运用。
二是焦耳定律公式的推导。
焦耳定律公式是电功公式和欧姆定律推导出来的，具体推导过程如下：Q=W=pt=UIt,其中欧姆定律U=IR，即Q=W=Pt=UIt=（IR）It=I2Rt，这个公式是计算焦耳热的最基本的公式。
焦耳定律演示实验装置的改进与创新
课程篇一、问题的提出如书本上图18.4-2是人教版九年级物理第十八章《电功率》第4节《焦耳定律》演示实验———探究电流通过导体时产生的热的多少跟什么因素有关的实验装置。
在实际实验操作中该装置存在以下弊端：5Ω10Ω图18.4-2两个密闭容器中空气温度变化的快慢一样吗？1.由于该装置的原理是通过导体上产生的热量加热密闭容器中的空气来改变U 形管总液面高度来判断产生热量的多少的，因此装置的气密性是否良好直接影响实验的效果。
而实际长期使用会导致装置的气密性变差，从而直接影响实验的成败。
2.该装置需要学生观察两个U 形管中液面高度的变化，而实际教学中，后排学生不容易观察到实验现象，学生的观察效果大打折扣。
3.由于该装置中的电阻是密封在密闭容器中的，对学生器材的选择、安装只能被动接受，学生的实验参与、实验体验被限制了。
二、问题的解决：实验的改进与创新1.实验原理的改进：由于白炽灯是利用电流的热效应来工作的，电流通过白炽灯的灯丝产生热量使白炽灯发光，灯丝上产生的热量越多，温度就越高，灯丝就越亮，所以可以通过观察白炽灯灯丝的亮度来比较灯丝上产生的热量的多少。
2.实验装置的改进：将三个灯座和一个总开关按照下图安装。
提供220V95W 、220V 40W 两种规格白炽灯各3个。
3.实验方法的改进：在焦耳定律演示实验教学中，设计探究电热与电阻、电流的关系的实验方案需要学生进行讨论交流。
我给出了如下讨论要点：（1）选用什么规格的白炽灯，为什么这样选？（2）选用的灯泡怎样接入电路，这样接入的目的是什么？（3）观察什么现象来比较灯丝上产生的电热的多少？演示实验1———探究电热与电阻的关系：选择220V40W 、220V95W 两种规格白炽灯各1个，串联接入R 1和R 2处，规格不同，电阻不同，串联接入可以控制电流和通电时间相同，通过观察灯泡的亮度可以看出在电阻大的灯泡（220V 40W ）R 1上产生的热量多。
演示实验2———探究电热与电流的关系：选择220V 95W 同种规格白炽灯2个，串联接入R 1和R 2处，将另一个灯泡（规格不限）与R 2并联，R 1和R 2规格相同、则电阻相同，同一个开关控制，则通电时间相同。
焦耳定律实验装置的改进
作者： 张相健
作者机构： 四川洪雅县中保高中 612360
出版物刊名： 物理教师
页码： 27-27页
主题词： 焦耳定律 人教社 结构说明 《物理》 上图 滑动变阻器 九章 玻璃管 通电时间
摘要： 现行初中《物理》第二册第九章第四节中(人教社版),用第196页图9—5的装置,定性演示焦耳定律,实验时需要煤油,而煤油膨胀在玻璃管中上升的现象区分度不够大。
因此,我对此实验装置作了如下改进。
结构说明:A、B、C是三段“4B”铅笔芯。
A、C等长(8～10厘米),B长为A长的一半。
用多股铜丝芯导线按上图将它们缠接紧(用小刀把铅笔芯两端刻出一圈小槽,导线缠接在槽内),固定于有底座的竖直木板上,用。
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《焦耳定律实验装置的改进及对比研究》中学物理创意实验设计参评申报表
作品全称焦耳定律实验装置的改进及对比研究
学校名称联系电话
姓名性别年龄
初、高中组初中
指导老师性别年龄
一、问题的提出
课本中探究焦耳定律实验的装置（通电电阻丝加热烧瓶内的煤油、用温度计测煤油升高的温度，包括串联和并联）中存在可视化效果差、气密性不好、演示时间长、演示不便利、煤油温度变化不明显等突出问题。
改进的新装置应当弥补这些缺点，尽量避免可能出现的漏洞，使实验结果
科学、精确、为焦耳定理的课堂演示探究提供便利。
二、研究计划
首先对课本中的实验装置进行复原。
使用与课本相同的仪器，按照课本的连接方式进行组装
并且实验，观察到煤油的温度几乎没有任何变化。
其次，在查阅资料、相互讨论、分析原理的
前提下，对实验装置进行不断改进、制作、组装、实验。
使用酒精代替煤油，使用玻璃管代替
温度计，使用稳压电源供电，改用加热煤油为加热气体，用酒精液柱上升的高度显示电阻丝放
出的热量，提高实验数据的精确性与科学性。
三、装置研究报告
装置图片简介优点缺点
人教版教材课本装置：用两段电阻丝给煤油加热，通过温度计测量温度显示热量从理论上讲：
制作简单，原
理科学，操作
方便，便于定
量精确分组
实验。
电阻丝产生的热量太
少；且煤油温度变化不
明显；重复演示需要等
待较长时间的；实际操
作才发现，由于电阻丝
释放热量太少，温度计
示数几乎没有任何变
化，不适合课堂演示；
教具厂生产：
用定值电阻给空气加热，通过U 形管内液面高度差显示热量的多少原理科学，简
便大方，便于
携带，能够批
量生产，适用
于课堂演示
和学生分组
实验。
实际操作时发现，由于
橡胶管及胶皮垫易老
化，气密性差，定值电
阻散热不好，U形管读
数不方便，给定值电阻
通电后，液面高度差几
乎没有任何变化
自制改进装置：外观简洁大方，气密性良好，实验数据精确可靠，可视化效果好，可以短时间内重复实验，携带方便。
两段电炉丝
给烧瓶内密
闭气体加热，
挤压酒精液
柱沿玻璃管
上升，通过液
柱上升的高
度显示电阻
丝放热的多
少。
停止通电时，液柱下降
较慢；在搬动过程中，
酒精洒在电炉丝上会影
响实验数据的精确性；
酒精液柱由于良好的气
密性，在不同的气温条
件下，酒精液柱的初始
高度会不同。
四、原理分析
为了精确研究焦耳定律，实验小组同学在老师的带领下还原教材装置，到图书馆查阅相关资料，发现教材实验装置通过加热煤油测量温度的方法来验证焦耳定律，可煤油的温度变化不大，可见度又低，无法进行演示。
实验室里的焦耳定律实验装置尽管原理科学，但气密性不好，漏气，
也不能完成任务。
因此我们用电炉丝替代定值电阻，散热好，定量精确，便于获得精确数据；用酒精代替煤油，酒精易于挥发，密度小，不浸润玻璃，通过加热空气使其体积膨胀，气体
挤压红色的酒精沿玻璃管上升，灵敏精确，酒精沿玻璃管上升的高度来比较放热的多少；
用胶塞和烧瓶接触，用蜡密封，气密性好，效果显著，便于观察，原理易懂，从而精确。