焦耳定律实验探究
浅谈初中物理焦耳定律实验操作方法探究
浅谈初中物理焦耳定律实验操作方法探究摘要：本文尝试把焦耳定律实验中的发热电阻改为用电热水壶进行探究，向电热水壶中加入定量的水进行加热，用温度计测出各个水壶中水温的变化，再设计一个表格收集数据，计算出各个水壶中的水吸收的热量，从而比较各水壶中电阻丝产生的热量的大小。
经这样的改进能使学生通过表格找出热量的数据而推导出焦耳定律实验的结论，学生更容易理解各个发热丝所产生的热量之间的关系。
关键词：电流电阻时间热量焦耳定律物理学是一门以实验探究为主，实操能力要求较高的一门学科。
通过让学生进行实验和观察，从而培养学生的探究创新精神、树立追求真理的意识、科学的世界观。
焦耳定律在初中的教学中有很多难点，其中热量的产生的多少是较难测量出准确数值的，对热量进行比较时，只能通过转换法来实现，学生比较难理解。
笔者现将焦耳定律在教学中学生出现的难点和疑点，比如判断电阻是否产生了热量、产生的热量怎样测量等问题，谈谈自己在教学中的一些心得和看法。
一、焦耳定律实验常规做法及在平时教学中存在的问题(一)初三课本中的焦耳定律实验设计是采用发热电阻产生的热量加热密闭盒内的空气，把U型管中红色液体压向一方，形成高度差，通过比较高度差来判断两个电阻产生的热量的大小，这是利用转换法来达到实验目标的，学生不易明白其中的原理。
电阻通电后加热盒内的空气时学生无法观测到或感受到空气被加热，大部分学生不明白U型管中为什么会出现的高度差，为什么通过比较高度差就能判断产生的热量的多少，两个电阻产生的热量是否符合焦耳定律中表述的那种关系，他们也经常提出疑问，传统的实验教学效果较差，通过传统实验得出的结论由于不理解而学生记得不牢固，容易忘记。
(二)平时在做这个实验时由于连接U型管的胶管以及密封的空气盒容易漏气，同时接口也易出现漏气现象，U型管中的红色液体很常出现的高度差不符合焦耳定律中所讲的比例关系，影响了实验的效果。
(三)课本中关于电阻产生的热量与电流、电阻、时间的关系，其设计的实验电路图只提供了热量与电阻的关系的实验电图，而产生的热量与电流、时间关系的电路图没有提供给学生, 这给学生带来很大的疑惑。
焦耳定律和欧姆定律理想实验法
焦耳定律和欧姆定律理想实验法焦耳定律理想实验法焦耳定律描述了电流通过导体时产生的热量，其定量关系为：Q = I²Rt，其中 Q 为热量，I 为电流强度，R 为导体的电阻，t 为时间。
理想实验法旨在消除所有影响热量计算的额外因素，精确验证焦耳定律。
实验步骤：1. 建立电路：使用电池、导线、电阻器、电流表和电压表构建一个简单的串联电路。
2. 测量电流强度和电压：使用电流表和电压表测量电路中的电流 I 和电压 V。
3. 计算电阻：使用欧姆定律 R = V / I 计算导体的电阻 R。
4. 测量时间：记录电流通过导体的持续时间 t。
5. 测量热量：将导体放置在绝缘容器中，测量电路通电前后的容器温度变化ΔT。
6. 计算热容：确定容器的热容 C，即每单位温度变化吸收或释放的热量。
7. 计算热量：使用公式Q = CΔT 计算电流通过导体产生的热量 Q。
欧姆定律理想实验法欧姆定律描述了导体中电流强度与施加电压之间的线性关系，其定量关系为：I = V / R，其中 I 为电流强度，V 为电压，R 为电阻。
理想实验法旨在排除所有影响电流计算的额外因素，精确验证欧姆定律。
实验步骤：1. 建立电路：使用电池、导线、电阻器、电流表和电压表构建一个简单的串联电路。
2. 改变电压：使用可调电源或分压器逐渐改变电路中的电压 V。
3. 测量电流强度：使用电流表测量电路中的电流 I。
4. 确定电阻：使用欧姆定律计算导体的电阻 R = V / I。
5. 绘制 I-V 图表：将获得的电流强度值 I 作为电压值 V 的函数绘制成图表。
理想实验条件：焦耳定律和欧姆定律的理想实验法都要求在受控且稳定条件下进行。
理想条件包括：恒定温度：温度的变化会影响导体的电阻和热容。
无外部磁场：磁场可以感应出额外的电压和电流。
均匀电流分布：导体中电流分布的任何不均匀性都会导致热量产生不均匀。
良好的绝缘：热量损失或增益会影响热量测量。
精确测量：准确的电流表、电压表和温度计对于获得可靠的数据至关重要。
焦耳定律的小实验
焦耳定律的小实验焦耳在电机线圈的转轴上绕两根细线，分别跨过相距27?4米的定滑轮后垂挂几英磅重的砝码。
线圈浸在量热器的水中。
由砝码下落距离可算出机械功大小，由水温变化可算出热量多少。
1843年他得到热功当量为4.511焦耳/卡(现代公认值为4.187焦耳/卡)。
后经改进实验，他又得到热功当量为4.145焦耳/卡。
1849年他对各种测定数据进行分析，得到数值为4.154焦耳/卡的结论。
J.P.焦耳从1840年起，持续几十年时间，用电量热法和机械量热法，做了大量实验，得出结论：热功当量是一个普适常数，同作功方式无关。
从而证明了机械能(功)和电能(功)同热量之间的转换关系；论证了传热是能量传递的一种形式；为确认能量守恒和转换定律的正确性打下了坚实的实验基础。
1840年焦耳发现，导体内通以稳定电流后，产生的热量Q同电流强度I的二次方、导线电阻R及通电的时间t成正比，即同电流所作的功W 成正比W=JQ。
比例系数J表示产生1卡热量所需作的功，称热功当量。
其实验装置容器由绝热壁构成，电流作功使水的内能增加，从而水温升高。
用温度计可测出温差ΔT。
使用简单定义的使1克水温度升高1摄氏度所需热量作为量热单位（卡），则水的比热容为c=1cal/(g·℃)，当知道水的质量m后，即可由Q=сmΔT确定所传递的热量同电流所作的功W 间的关系式(W=JQ)，并定出热功当量J。
这种测量热功当量的方法叫电量热法。
焦耳还用机械量热法来测定热功当量。
重砝码缓慢匀速下降，带动轮轴和转轴使翼轮搅拌水，功转变为热，使水温升高。
由温度计测出搅拌前后水的温差而算出热量Q。
转变为热能的机械功W可由砝码下降的距离算出。
由W=JQ公式又可测定热功当量。
焦耳测定热功当量的实验是在英国曼彻斯特进行的，其结果是使1磅水升高1华氏度需作功772英尺磅，这相当于1卡=4.157J。
国际公认的精确值是J=4.186 8J/cal=4.184 0J/calth其中cal和calth分别表示国际蒸汽表卡和热化学卡。
焦耳定律实验
《焦耳定律实验》是初中物理教材中非常重要的验证性演示实验，其常规实验装置及实验操作如下：（一）探究电流产生的热量与通电时间是否有关图1和图2分别是实验电路和实物图。
进行试验时，按图1连接电路，检查无误后接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。
保持电流的大小不变，每隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
实验结果显示：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。
（二）探究电流产生的热量与电流大小是否有关取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，仍按上图方式连接电路。
闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。
将此次测量的温度与上次温度相比，可知：对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明电流越大，电流产生的热量越多。
（三）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有初始温度相同（记为t0）、等质量（记为m0）煤油的玻璃瓶，按如图所示的电路将实验器材连接起来检查无误后接通电源，通电一定时间后，记录两个玻璃瓶内煤油的温度。
实验结果显示：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻越大，电流产生的热量越多。
我根据上述步骤，利用课余时间做过多次实验，发现实验中温度计上升很慢，在课堂上要完成上述步骤（一），（二）还勉强能完成，但要完成步骤（三），让升上的温度计示数降下来再上升进行观察比较，一节课难以完成任务。
所以很多教师为了完成教学任务，常常是变做实验为讲实验，或利用多媒体课件演示，实验配置成为摆设。
综上所述，该实验装置比较复杂，密闭要求高，显示速度慢，可见度小，耗时长。
主要存在以下三点不足：第一，不能同时演示热量跟电流、热量跟电阻的关系；在说明电流越大，产生的热量越多的原理时，要分两次实验进行，不同的电流值所产生的液体高度不能直接比较；另外要待两只烧瓶内的温度计降到原来的示数并改变电流后才能做第二次，事实上烧瓶中的煤油加热容易，降温难，需很长时间温度计才能回到原来的示数。
让学生动手做焦耳定律实验
让学生动手做焦耳定律实验
焦耳定律是一个在物理学中很重要的概念，它可以帮助我们理解很多物理现象的发生和发展。
实验手段就是验证和证明这种定律的存在。
一次焦耳定律实验大致分为如下几个步骤：
1、准备实验：准备实验所需的设备和用品，包括水槽、温度计、焦耳定律实验卡片等；
2、准备实验中用到的物质，比如水、氢氟酸、含有溴和碘的盐溶液等；
3、将实验中用到的物质稀释到所需要的浓度，并用杯子装好；
4、将温度计放置在水槽中，上面放入焦耳定律实验卡片，将稀释过的水及酸碱溶液分别
放入水槽中；
5、连接数据采集仪，记录实验中水槽中不同物质的温度变化；
6、根据实验数据，分析并验证焦耳定律的正确性。
以上就是一次焦耳定律实验的全部流程。
实验过程严谨、科学，实验者可以真实地验证焦
耳定律的机理，也可以加深对该定律的理解，为物理实验技术提供科学依据。
探索焦耳定律的实验
温度测量
在温度测量中，常用热电偶或热电阻作为温度传感器。焦耳定 律可用于计算传感器在测量过程中产生的热量，从而实现对温 度的精确测量。
电动汽车
电动汽车中的电池组在充电和放电过程中会产生热量。利用焦 耳定律可以计算电池组的发热功率，从而指导电动汽车的电池 管理和热设计。
数据一致性
多次实验的结果表现出良好的一致性，进一步证实了焦耳定律的可靠性。
对焦耳定律的理解加深
热量与电能转换关系
通过实验，深入理解了电能转换为热量的过程，以及影响热量产生的因素。
焦耳定律适用范围
认识到焦耳定律适用于纯电阻电路，对于非纯电阻电路需要考虑其他因素。
实验在物理教学中的意义
1 2
理论与实践结合
焦耳定律的应用
实验中通过测量不同电流、电阻和通 电时间下产生的热量，来验证焦耳定 律的公式Q = I²Rt。
02
实验器材与步骤
实验器材
电源
提供稳定的电压和电流。
电阻丝
作为发热元件，将电能转化为热 能。
温度计
测量电阻丝的温度变化。
绝热容器
减少热量散失，使实验结果更准 确。
电压表
测量电阻丝两端的电压。
注意事项
01
电源电压和电流应保持 稳定，以确保实验结果 的准确性。
02
电阻丝的选择应适当， 其阻值不宜过大或过小 ，以免影响实验效果。
03
温度计的放置位置应准 确，以确保能够准确测 量电阻丝的温度变化。
04
在实验过程中，应注意 安全，避免触电或烫伤 等危险情况的发生。
《焦耳定律》优秀教案(精选9篇)精选全文
可编辑修改精选全文完整版《焦耳定律》优秀教案《焦耳定律》优秀教案（精选9篇）作为一名无私奉献的老师，很有必要精心设计一份教案，教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。
那么你有了解过教案吗？下面是小编收集整理的《焦耳定律》优秀教案，仅供参考，希望能够帮助到大家。
《焦耳定律》优秀教案篇1一、教学目标：1、知识和技能目标：知道电流的热效应，理解焦耳定律的内容、公式及其运用，知道电热器的原理及构造。
2、过程与方法目标：要求学生能从感知事物→提出问题→自己设计→动手动脑探究科学规律中体会科学研究的方法，学会科学探究、知识迁移的方法，培养学生的科学研究的能力。
3、情感态度与价值观目标：激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，培养学生的辩证唯物主义精神，渗透实事求是和科学献身教育，激励学生努力学习。
二、教学重点与难点如何引导学生进行科学探究；如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法，培养科学研究的能力。
三、教法与学法将学生分组，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强组内同学间的合作、讨论和交流，加强师生间相互反馈，以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题。
开学时就将学生4人一组分组，分组时男女生分开后，自由组合，便于讨论与交流，随着学习的深入，可适当调整小组成员，每个组至少有一个好的同学能起到小老师的作用，带领小组同学开展自主式学习。
四、教具与学具学生用：铁架台、学生电源、大号试管和温度计各三支、导线若干、量筒、煤油、电阻丝（5、10、10欧各一根，教师课前用电炉丝截取并焊好导线）。
每小组一套。
教师用：与学生的基本相同，温度计改用数字的，另加各种电热器（电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等）、多媒体课件及教学平台。
五、探究实验：研究通电导体产生的热量跟电流、电阻和时间的关系。
六、教学活动实录（部分）：（一）导入新课师：（教师出示电饭锅，白炽灯、电风扇）这几种电器各有什么功能？生：煮饭、照明、吹风。
焦耳定律和欧姆定律理想实验法
焦耳定律和欧姆定律理想实验法焦耳定律理想实验法焦耳定律阐述了电流通过导体时释放热量的关系。
理想实验法是一种精确测量焦耳热效应的实验方法。
实验原理焦耳定律指出，通过导体的电流强度、电阻和时间决定了热量的释放：```Q = I^2 R t```其中：Q 为热量（焦耳）I 为电流强度（安培）R 为电阻（欧姆）t 为时间（秒）实验装置理想实验法使用以下装置：电源电流表电压表电阻箱卡路里计搅拌器温度计实验步骤1. 组装装置：将所有设备连接起来，如下图所示。
2. 校准温度计：将温度计放入已知温度的水中并校准。
3. 测量初始温度：将卡路里计充满已知质量的水，并测量其初始温度。
4. 设置电流和时间：使用电源和电阻箱设置所需的电流强度和实验时间。
5. 启动电流：关闭搅拌器并启动电流，使电流流经导体。
6. 搅拌水：定期搅拌水以确保温度均匀分布。
7. 测量最终温度：在实验时间结束时，关闭电流并停止搅拌器。
记录卡路里计中水的最终温度。
8. 计算热量：使用水的比热容和质量计算实验中释放的热量：```Q = m c (T_f - T_i)```其中：m 为水的质量（千克）c 为水的比热容（4187 J/kg·°C）T_f 为最终温度（°C）T_i 为初始温度（°C）9. 比较结果：将计算出的热量与焦耳定律公式预测的热量进行比较。
欧姆定律理想实验法欧姆定律描述了导体中电压、电流和电阻之间的关系。
理想实验法是一种验证欧姆定律的实验方法。
实验原理欧姆定律指出，导体中的电流强度与电压成正比，与电阻成反比：```I = V / R```其中：I 为电流强度（安培）V 为电压（伏特）R 为电阻（欧姆）实验装置理想实验法使用以下装置：电源电流表电压表电阻丝滑动变阻器实验步骤1. 组装装置：将所有设备连接起来，如下图所示。
2. 设置电压：使用电源设置所需的电压。
3. 测量电流：使用电流表测量不同电阻值下的电流强度。
通过焦耳定律验证能量守恒的实验方法
通过焦耳定律验证能量守恒的实验方法能量是物理学中一个非常重要的概念，能量守恒原理是指在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。
为了验证能量守恒原理，科学家们进行了许多实验。
其中，通过焦耳定律验证能量守恒是一种常见的实验方法。
本文将介绍这个实验方法以及其步骤与原理。
焦耳定律是指当电流通过一段电阻时，电阻内部会产生热量。
热量的产生与电流的大小和电阻的阻值有关。
焦耳定律可以表示为Q=I^2Rt，其中Q表示热量的大小，I表示电流的强度，R表示电阻的阻值，t表示电流通过电阻的时间。
根据焦耳定律，可以通过测量热量的方式验证能量守恒原理。
为了进行这个实验，我们需要准备以下材料和设备：1. 一个电阻丝2. 一个直流电源3. 一个电压表4. 一个电流表5. 一个计时器6. 一些导线7. 一个温度计8. 一个容器（用于接收产生的热量）下面是该实验的步骤：1. 将电阻丝连接到直流电源，并将电压表和电流表分别连接到电阻丝两端，用导线连接。
2. 打开电源，设置合适的电压和电流值，记下电流的强度和电阻的阻值。
3. 启动计时器开始计时，记录电流通过电阻的时间。
4. 将温度计放入容器中，测量容器内的初始温度。
5. 当电流通过电阻丝时，观察容器内温度的变化，并记录最终的温度。
6. 根据温度的变化计算热量的大小，使用焦耳定律公式Q=I^2Rt进行计算。
7. 比较计算得到的热量与实际观察到的热量是否相符。
如果相符，说明能量得到了守恒。
实验原理：通过实验中测量的电流强度、电阻阻值和时间，结合焦耳定律公式Q=I^2Rt，可以计算出通过电阻丝所产生的热量。
这个热量可以作为能量的一种表现形式。
根据能量守恒原理，系统中的能量在转化过程中不会损失，因此，在这个实验中，通过比较计算得到的热量和实际观察到的热量，可以验证能量守恒的原理是否成立。
总结：通过焦耳定律验证能量守恒的实验方法是一种简单而有效的方法。
它通过测量电流、电阻和时间，并计算出产生的热量来验证能量守恒原理。
新人教版九年级物理焦耳定律教案优秀7篇
新人教版九年级物理焦耳定律教案优秀7篇新人教版九年级物理焦耳定律教案精选篇1【课题】“焦耳定律”的演示【组织形式】学生分组或教师演示【活动方式】1.提出问题2.实验观察3.讨论分析【实验方案示例】1.实验器材：干电池四节，玻璃棒，若干电阻丝，蜡烛，火柴棒.2. 制作方法把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端，绕线匝数比例为1∶8，两线圈相距5cm左右，然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡，使线圈被蜡均匀地包住.点着火柴立即吹灭，靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上3.实验步骤(1)用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电，可看到匝数多的线圈(电阻大)上的火柴杆比匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆先掉.这就表明：在电流强度和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量就越多.(2)经过较长时间后，匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆也会掉下来.这就说明：通电时间越长，电流产生的热量越多.(3)用四节电池(增大电源电压)重做上述实验，可看到两根火柴杆都先后很快掉下来.在线圈的温度不太高时，可认为总电阻不变，电压增大时，通过它们的电流增大.这就表明：电流越大，电流产生的热量越多.新人教版九年级物理焦耳定律教案精选篇2九年级物理焦耳定律教案教学目标知识目标1、知道电流的热效应。
2、理解的内容、公式、单位及其运用。
能力目标知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法。
情感目标通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学，勇于克服困难的信念。
教材分析教材从实验出发定性研究了电热与电流、电阻和时间的关系，这样做的好处是体现物理研究问题的方法，在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法，避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难。
在实验基础上再去推导学生更信服。
同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识。
做好实验是本节课的关键。
教法建议本节课题主题突出，就是研究电热问题。
可以从电流通过导体产生热量入手，可以举例也可以让学生通过实验亲身体验。
焦耳定理实验报告
一、实验目的1. 理解焦耳定律的基本原理和适用范围；2. 通过实验验证焦耳定律的正确性；3. 掌握焦耳定律的实验方法及数据处理方法；4. 培养实验操作能力和科学探究精神。
二、实验原理焦耳定律指出，电流通过导体产生的热量Q与电流I的平方、导体的电阻R及电流通过时间t成正比，即Q=I^2Rt。
本实验通过测量电流、电阻和时间，验证焦耳定律的正确性。
三、实验仪器与材料1. 电源：直流电源，电压0～6V可调；2. 电流表：量程0～0.6A，内阻0.1Ω；3. 电阻箱：阻值范围0～999Ω，精度0.1Ω；4. 电热器：功率可调；5. 温度计：量程0～100℃；6. 电流表、电压表、开关、导线等实验器材；7. 铜丝：阻值约为10Ω；8. 实验记录表格。
四、实验步骤1. 将实验电路连接好，确保电路安全可靠；2. 调节电源电压为2V，记录电流表的读数I1；3. 将铜丝接入电路，记录电阻箱的阻值R1；4. 调节电源电压为4V，记录电流表的读数I2；5. 调节电源电压为6V，记录电流表的读数I3；6. 在电热器上放置温度计，记录初始温度t1；7. 开启电源，使电流通过铜丝，记录电流表的读数I4；8. 在一定时间后，关闭电源，记录温度计的温度t2；9. 重复步骤7和8，记录温度计的温度t3、t4、t5；10. 计算不同电流下产生的热量Q1、Q2、Q3，并记录实验数据。
五、实验数据及处理1. 计算不同电流下产生的热量Q：Q1 = I1^2 R1 t1Q2 = I2^2 R2 t2Q3 = I3^2 R3 t32. 根据实验数据，绘制电流I与热量Q的关系图，观察规律；3. 分析实验结果，验证焦耳定律的正确性。
六、实验结果与分析1. 通过实验数据，绘制电流I与热量Q的关系图，可以发现电流I与热量Q成正比关系，符合焦耳定律；2. 实验结果与理论预期相符，验证了焦耳定律的正确性；3. 实验过程中，电流、电阻和时间等参数的变化对热量产生的影响得到了验证；4. 在实验过程中，实验操作准确，数据处理合理，实验结果可靠。
九年级物理——焦耳定律
九年级物理——焦耳定律一、焦耳定律内容1.电流通过导体时,导体发热,电能转化成,这种现象叫做电流的热效应。
2.电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成,跟导体的电阻成,跟通电时间成,这个规律叫做焦耳定律。
3.如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则焦耳定律的表达式为。
例：生活举例:生活中像取暖器这样的用电器,通电以后会产生热量的用电器还有很多,你能列举一下吗?例1：一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上,在5 min内共产生多少热量?二、实验探究过程1.两个透明容器中密封着等量的空气,密闭容器中各有一段电阻丝,右边的电阻丝的电阻比较大。
两电阻丝串联起来接到电源两端,通电一段时间后,比较U形管中液面高度的变化。
2.两个透明容器中密封着等量的空气,密闭容器中各有一段电阻丝,两电阻丝的电阻相同。
右边的电阻丝与一个相同的电阻丝并联后再与左边的电阻丝串联起来接到电源两端,通电一段时间后,比较U形管中液面高度的变化。
方法指导:在实验中,将不易观察到的现象通过其他方式直观、形象地显示出来的方法,我们称之为转换法。
归纳总结:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量。
在电阻相同、通电时间相同的情况下,电流越大,产生的热量。
例2：如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C．乙实验时为了研究电流产生的热量与电阻的关系D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小三、电热的利用与危害生活中我们是如何利用电热的？生活中和许多产业中都要用到电热。
家里的电熨斗、电饭锅、电热水器等都是利用电热的电器。
有时电热会给我们造成什么危害？我们又是如何防止的呢？电热过多会烧坏用电器,产生很多安全隐患;电视机的后盖有很多孔,就是为了通风散热,使用时一定要把防尘布罩拿开。
电脑里安装了微型风扇及时散热。
中考物理复习资料-焦耳定律的实验探究及其应用(教师版含解析)
专题30 焦耳定律的实验探究及其应用知识点1：探究焦耳定律实验思路1.控制变量法在探究电热的多少与电流的关系时，应控制两个电阻丝的阻值相同；在探究电热的多少与电阻的关系时，要控制通过两个电阻丝的电流相同，最好的方法当然是采用串联。
这里就应用了控制变量法。
当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时，为简化和方便，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余几个量不变．这种研究问题的方法叫控制变量法。
这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。
反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。
控制变量法是中学物理中最常用的方法。
2.转化法实验中电流产生的热量不能直接观察到，但热量的变化可以用温度的变化来感知。
通过温度的变化多少来间接知道电流产生的热量的多少，这是转化法。
物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
3.注意的问题由于实验中电流产生的热量较少，液体温度升高的也较小，所以用温度计不易直接测量比较。
为了使现象明显，实验采用了两种方法：①不用温度计，但采用了放大的“温度计”。
整个烧瓶相当于一个温度计的玻璃泡。
由于烧瓶里的液体较多，使升温膨胀效果更明显。
②采用煤油代替常见的水，用玻璃管插入密封烧瓶里的煤油中代替温度计。
用煤油代替水，是因为煤油比水的比热容小，在吸收相等的热量时温度上升的多，这样现象更明显。
当然还有一个重要原因，那就是煤油不导电。
可以设想由于水导电，若用水由水产生的电阻就无法控制电路中的电阻情况。
知识点2：焦耳定律及其应用1.电流通过导体产生的热量求解公式(1)焦耳定律：Q＝I2Rt(2)纯电阻电路中，Q＝W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt2.在利用焦耳定律求解计算题注意(1)涉及的四个物理量要一一对应，简单来说就是导体的电阻为R ，通过这个导体的电流为I ，通电时间为t ，则电流通过导体产生的热量为Q ＝I 2Rt(2)公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位，即电流I 的单位是安培(A)、电阻R 的单位是欧姆(Ω)、时间t 的单位是秒(s)，则热量的单位是焦耳(J)3.当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。
实验探究,掌握焦耳定律的实验方法——高中物理焦耳定律教案
实验探究，掌握焦耳定律的实验方法——中物理焦耳定律教案一、教学目标1、了解焦耳定律的基本概念和含义；2、掌握焦耳定律的公式和实验方法；3、提高学生实验操作的能力，培养学生自主探究的能力和实验分析能力；4、加强学生对物理知识的理解和应用，提高学生的科学素养和实验能力。
二、教学重难点1、焦耳定律的基本概念和含义；2、焦耳定律的实验方法和公式的掌握；3、学生自主探究的能力和实验分析能力的培养。
三、教学内容1、焦耳定律的基本概念和含义焦耳定律（Joule's Law）是描述电子流经过电阻时，电能被转化为热能的物理定律。
焦耳定律可以表示为：Q=I^2Rt，其中，Q为通过电阻器的热量，I为电流强度，R为电阻，t为时间。
2、焦耳定律的实验方法和公式的掌握（1）实验装置实验装置包括电源、电阻器、电流表、万用表、时钟等。
（2）实验步骤①将电源接入实验电路中，电源电压为U。
②将电流表和电阻器依次串联在电路中，电流表的数量根据需要进行增减。
③打开电源，进行实验。
④在实验过程中，需要记录电流、电压、时间等实验数据。
⑤实验结束后，根据实验数据计算出电阻器消耗的电能和热能，用计算结果验证焦耳定律的公式。
（3）实验注意事项①操作时需要保持实验装置的安全和稳定；②电源电压需要合理调整，以避免发生电路短路和电源过压等现象；③实验中需要注意记录实验数据，方便计算和分析。
3、学生自主探究的能力和实验分析能力的培养（1）探究思路①提供实验装置和基本资料；②提醒学生注意实验时的安全和细节问题；③引导学生利用实验数据验证焦耳定律的公式。
（2）分析方法①分析实验数据的准确性；②分析操作中存在的问题；③分析计算结果的正确性。
四、教学方法（1）讲解教学结合实验探究：在讲解焦耳定律的基本概念和含义时，引导学生进行实验探究。
（2）提高学生自主学习能力：在学生完成实验后，引导学生自行分析实验数据、推理实验规律。
（3）严格控制实验环节，确保实验安全性。
焦耳定律的实验原理
焦耳定律的实验原理
爱默生-焦耳定律实验是物理学的重要实验之一，在它的实施中，爱默生提出了一个电势差和磁感应之间之间的关系。
爱默生-焦耳定律实验的原理很简单，它也被称之为磁电定律，它指的是当一个电场和磁场交互作用的时候，他们之间的电流与电位差是成比例的。
爱默生-焦耳定律可以被表达为：电位差和磁感应之间的比例是一个特定的物理常数。
爱默生-焦耳定律的实验原理通常是在一个较大的容器中准备一个玻璃杆，将玻璃杆联接到两个容器的另一侧，给玻璃杆施加电势，然后在另一侧加一个磁场，从而形成一个电场和磁场的耦合系统。
电势量和磁感应会随着时间发生改变，这时候会观察到电势与磁感应之间的变化趋势，从而推算出爱默生-焦耳定律的关系。
爱默生-焦耳定律实验有很多种实验方法，其中包括用多个磁链和多个电极进行实验，以及利用磁链和电磁线圈结合起来实验等。
除此之外，可以利用电流表和电位差表来测量电流的大小和电位差的大小，从而推算出定律的常数值，也可以对导线中的电流进行测量。
爱默生-焦耳定律的实验原理是一项重要的物理学实验，也是机械工程中的重要基础计算关系。
它指出磁场和电场是相互联系的，当他们相互作用的时候，电位差和磁感应之间将呈现出一种经典的物理常数比例关系，它为构建相应的电磁机械电器件提供了一定的参考基础。
焦耳定律实验
《焦耳定律实验》是初中物理教材中非常重要的验证性演示实验，其常规实验装置及实验操作如下：（一）探究电流产生的热量与通电时间是否有关图1和图2分别是实验电路和实物图。
进行试验时，按图1连接电路，检查无误后接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。
保持电流的大小不变，每隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
实验结果显示：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。
（二）探究电流产生的热量与电流大小是否有关取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，仍按上图方式连接电路。
闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。
将此次测量的温度与上次温度相比，可知：对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明电流越大，电流产生的热量越多。
（三）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有初始温度相同（记为t0）、等质量（记为m0）煤油的玻璃瓶，按如图所示的电路将实验器材连接起来检查无误后接通电源，通电一定时间后，记录两个玻璃瓶内煤油的温度。
实验结果显示：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻越大，电流产生的热量越多。
我根据上述步骤，利用课余时间做过多次实验，发现实验中温度计上升很慢，在课堂上要完成上述步骤（一），（二）还勉强能完成，但要完成步骤（三），让升上的温度计示数降下来再上升进行观察比较，一节课难以完成任务。
所以很多教师为了完成教学任务，常常是变做实验为讲实验，或利用多媒体课件演示，实验配置成为摆设。
综上所述，该实验装置比较复杂，密闭要求高，显示速度慢，可见度小，耗时长。
主要存在以下三点不足：第一，不能同时演示热量跟电流、热量跟电阻的关系；在说明电流越大，产生的热量越多的原理时，要分两次实验进行，不同的电流值所产生的液体高度不能直接比较；另外要待两只烧瓶内的温度计降到原来的示数并改变电流后才能做第二次，事实上烧瓶中的煤油加热容易，降温难，需很长时间温度计才能回到原来的示数。
最新《焦耳定律》优秀教案5篇
《焦耳定律》优秀教案5篇《焦耳定律》优秀教案5篇《焦耳定律》优秀教案(1)焦耳定律教学反思本节课应该抓住了电功和电热两个基本概念，教材从实验和理论两个角度研究了电热与电流、电阻和时间的关系，这样做的好处是体现物理研究问题的方法，在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法，避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难.在实验基础上再去推导学生更信服.同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识.根据学生实际和课程标准的要求进行设计，通过学生的观察和生活经验，提出问题，进行分析，共同归纳总结。
教学中应该充分地相信学生，给学生活动的空间，真正的让学生成为学习的主人，在实验的过程中学生也可能提出许多问题，教学中一定要发挥学生的主体作用，尤其是在大力提倡科学探究的今天。
在教学过程中要让学生参与讨论，充分调动学生学习的积极性，与思维分析能力，培养了学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系，使学生达到学以致用。
本节课主要是比较两个公式，计算电功公式P＝UI可用于任何电路，计算电热公式P＝I2R也可以计算任何电路的电热。
只是在纯电阻电路，这两个公式相等。
教材应该说清楚焦耳定律适用于一般电路的电热计算。
否则学生会认为P＝I2R只适用于纯电阻电路通过本节课的教学，我进一步相信我的学生，相信他们的能力，在今后的教学中，充分发挥学生学习的主动性，主有让他们爱学、会学，我们教师才能真正走出多年的困惑，不要一为地强调结果。
《焦耳定律》优秀教案(2)2.5焦耳定律一、教材分析?焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中是重要的概念之一。
?二、教学目标?（一）知识与技能?1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。
?2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
?3、知道电功率和热功率的区别和联系。
?（二）过程与方法?通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养点拨的分析、推理能力。
初中物理焦耳定律实验
初中物理焦耳定律实验引言：焦耳定律是物理学中非常重要的基本定律之一，它描述了电流通过导体时所产生的热量与电流强度、电阻和时间的关系。
通过实验可以验证焦耳定律，进一步加深对电流和电阻的理解。
实验目的：通过实验验证焦耳定律，了解电流通过导体时所产生的热量与电流强度、电阻和时间的关系。
实验器材：电池、电阻丝、导线、电流表、电压表、秒表、导热塑料杯、温度计等。
实验步骤：1. 准备工作：将电池与电阻丝、导线连接，将电流表插入电路中，用电压表测量电压。
2. 测量电流强度：打开电路，调节电阻丝长度，使电流表的指针稳定在一个数值上。
3. 测量电压：用电压表测量电路中的电压。
4. 记录时间：打开秒表，记录实验进行的时间。
5. 测量温度变化：将导热塑料杯装满水，用温度计测量水的初始温度。
6. 实验进行：将电阻丝放入导热塑料杯中，通过电流使电阻丝发热，记录下电流强度和电压的数值。
7. 测量温度变化：实验进行一段时间后，再次用温度计测量水的温度变化。
8. 结束实验：记录实验结束的时间，并关闭电路。
实验数据处理：1. 计算电流通过电阻丝所产生的热量：根据焦耳定律，热量Q等于电流I的平方乘以电阻R乘以时间t，即Q=I^2*R*t。
2. 计算电路中的电功率：电功率P等于电流I乘以电压U，即P=I*U。
3. 计算电阻丝的电阻：根据欧姆定律，电阻R等于电压U除以电流I，即R=U/I。
实验结果：根据实验数据计算得到的电流通过电阻丝所产生的热量、电路中的电功率和电阻丝的电阻的数值。
实验分析：根据实验结果分析焦耳定律的验证情况，比较实验数据与理论计算结果的差异。
实验结论：通过实验验证了焦耳定律，得出了电流通过导体时所产生的热量与电流强度、电阻和时间的关系。
实验意义：焦耳定律是电学中的重要定律之一，实验验证可以加深对电流和电阻的理解，同时也为实际应用提供了理论基础，比如电热器、电炉等。
实验总结：本次实验通过验证焦耳定律，了解了电流通过导体时所产生的热量与电流强度、电阻和时间的关系。
温差式验证焦耳定律
温差式验证焦耳定律
一、实验基本要求
1、学会正确使用量热器。
2、巩固电流做功及焦耳热方面的知识。
3、验证焦耳定律。
二、主要实验内容
1、将油品和内筒送到冰箱内冷却至温度比室温低6—8C。
2、照图连接线路,打开电源预热,调节电压旋钮稳压为U=3v。
3、闭合K立即计时,并记录下油品初始温度T,,加热过程中要不断搅拌,使油品和内筒温度均匀。
4、加热过程中,每隔2min记一次电流和电压值,最后取平均值带入公式(5-54)进行计算,并计算其不确定度。
5、当油品温度快要达到预期的温度值时,切断电源并同
时停止计时,再搅拌1—2min,注意观察温度计,当升至最高温度时,记下温度T2.
6、将内筒和油品放到药物天平上进行称量,记下读数ml,则m油=m-m'o。
三、实验注意事项
1、将装有油品的内筒送到冰箱内降温(内筒质量标在筒或底部)
2、接线调节电流加温油品
3、测量过程中如果发生故障必须从头重新测定
4、油品质量在加热过程结束以后称量
5、注意不要把油品弄到实验盘的外面。
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1、如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端．
（1）实验中通过观察U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少．这种实验方法叫．下面实验也用这种实验方法的是．
A．认识电压时，我们用水压来类比 B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
（2）装置中的U形管（选填“是”或“不是”）连通器．
（3）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系，通电一段时间，（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多．
（4）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系，通电一段时间，（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多．
2、如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝，
瓶中插入温度计a、b。
(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加
入质量、初温都相同的煤油。
闭合开关一段时间，可以通过情
况，判断电阻丝产生热量的多少，在此采用的方法是。
（2）此方案是探究和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与大小的关系。
(3)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻值时，可以比较不同物质的吸热能力。
若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是C甲 C乙(填“大于”“小于”或“等于”)。
3、小明要用图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系．其
中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同．
（1）请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整．
（2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此，在这个实验中是通过显示
电流产生热量的多少的．象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的
方法叫法．（填“转换法”，“控制变量法”，或“等效替代法”）
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有．
（4）在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则瓶内温度计的示数
升高的多．
4、为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如下图所示的家甲、乙两种装置，他将两端阻值不同的电阻丝（R1<R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。
（1）在这个实验中，电流产生的热量多少是通过 体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例：
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系。
（3）在装置甲、乙的来两次实验中，通过比较相同时间里气球B 与D 的变化情况可探究电流产生的热量与 的关系。
（4）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球 （填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多。
（5）教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与图中的相同）。
比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是 ，理由是：
5、用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。
（1）实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少。
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不是用水，
主要是由于_____。
（3）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中
要装入 、 的同种液体。
（4）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能 。
（5）实验结论是 。
（6）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与 的关系。
你还需要的操作是____________________
6、小刘同学在探究“电流与电阻的关系”时，用到如下器材：电源电压6V 、电流表、电压表各一只、定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个，滑动变阻器标有
“20Ω 1A ”字样、开关一只。
设计实验电路图如图18所示，实验数据如下表：
（1）根据表中数据可知电阻R 两端电压U=____________V 。
（2）测量了5Ω的定值电阻两端的电压和电流后, 换上10Ω的定
值电阻后，闭合开关，为了保证 不变,
此时应将滑片P 向_____ （选填“左”或“右”）移
动。
（3）小刘把30Ω的定值电阻接入电路, 不论怎样调节滑动变阻器都不能满足设定的电压值， 其原因是 。
7、现有下列器材：学生电源（6V ），电流表（0﹣0.6A ，0﹣3A ）、电压表（0﹣3V ，0﹣15V ）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”
（1）请根据图19甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路．（要求连线不得交叉）
（2）连接电路时，开关应该．
（3）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于端（选填“A”或“B”）．
（4）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．由图象可以得出结
论
（5）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向（选填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为V 时，读出电流表的示数．
（6）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器．
A.50Ω 1.0A
B.30Ω 1.0A
C.20Ω 1.0A．。