焦耳定律实验探究
实验5-12验证焦耳定律
return
实验5-12验证焦耳定律
• 一.实验根本要求 • 二.主要实验内容 • 三.实验仪器简介 • 四.实验本卷须知 • 五.思考题
1.实验根本要求 • 1、学会正确使用量热器。 • 2、稳固电流做功及焦耳热方面的知识。 • 3、验证焦耳定律。
return
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—80C。 2、照图连接线路,翻开电源预热,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T1,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)进展计算,并计算其不确定度.。 5、当油品温度快要到达预期的温度值时,切断电源并同
时停顿计时,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展称量,记下读数m须知
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完毕以后称量 5、注意不要把油品弄到实验盘的外面
return
五、思考题
1、请写出Q放和Q吸的不确定度的计算公式。 2、在本实验中，系统的初始温度，终了温度以及室
return
三.实验仪器简介
本实验主要实验仪器:1、量热器2、直流稳压电源3、伏特表4、电流表5、导线
6、开关7、托盘天平8、秒表9、油品10、冰箱等
d
c
2
1
7
焦耳定律实验
焦耳定律在新能源技术中的探讨
• 分析新能源技术中的电热转换过程 • 为新能源技术的发展提供理论支持
焦耳定律在未来科学研究中的展望
未来科学研究
• 探索新型电热转换技术和方法 • 研究焦耳定律在更多领域的应用
展望
• 焦耳定律将在未来科学研究中发挥重要作用 • 为科学发展和技术进步提供理论支持
改进措施
• 优化实验方法和步骤 • 提高实验精度和可靠性
05
焦耳定律实验的拓展与探究
焦耳定律在热能转换中的应用
热能转换原理
• 利用电热转换产生的热量进行热能转换 • 如：电热炉、热水器等
焦耳定律在热能转换中的应用
• 优化热能转换设备的设计 • 提高热能转换效率
焦耳定律在新能源技术中的探讨
新能源技术
CREATE TOGETHER
DOCS
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
01 检查实验器材和设备
• 确保电流表、电阻丝、温度计等设备正常工作
02 安装电阻丝和温度计
• 将电阻丝固定在支架上 • 将温度计放置在电阻丝附近
03 连接电源
• 将电源的正负极分别连接到电阻丝的两端
实验操作步骤与流程
开启电源
01
• 逐渐增加电流，记录电流值 和电阻丝的温度
数据记录 -每 隔一段时间记 录一次温度值
02
• 同时记录电流值和电阻值
实验结束
03
• 当电阻丝达到预定温度时， 关闭电源
实验数据记录与分析方法
数据记录
• 记录实验过程中的电流值、电阻值和温度值
数据分析
• 利用焦耳定律公式计算产生的热量 • 分析电流、电阻和温度之间的关系
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。
专题：焦耳定律及实验
专题：焦耳定律及其实验焦耳定律：一电流的热效应电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。
二、常见的各种电热器（电流的热效应）三通电导体产生的热量跟哪些因素有关？关系怎样？方案1在通电电流和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电阻的关系：电路图：结论：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，导体产生的热量越多。
方案2在电阻和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电流的关系。
电路图：方案3在电流和电阻相同的条件下研究通电导体产生的热量跟通电时间的关系。
电路图：四焦耳定律焦耳简介：焦耳（1818～1889），英国物理学家。
他极力想从实验上去证明能量的不灭。
对发现和确立能量守定律作出了主要贡献。
1840年，焦耳经过了多次通电导体产生热量的实验发现电能可以转化为热能，并且得出了一条定律，导体在一定时间内放出的热量同电路的电阻以及电流强度二次方的乘积成正比，即焦耳定律。
焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍继续探讨各种运动形式之间的能量守恒和转化的关系。
1843年，发现了热功当量，并测出其数值。
1850年，他又写了《论热功当量》的论文，总结和分析了以往工作的结果。
以后，焦耳继续改进实验方法，不断提高实验的精确度，最后得到热功当量的值比现在的公认的值只小0.7%，从当时的条件来看，这样的精确度是惊人的。
焦耳在科学道路中勇于攀登，不怕困难，精益求精的精神，很值得大家学习。
焦耳定律内容：学习目标1、能系统掌握电学、热学各计算式及规律；2、会通过分析题意，正确构建解题思路；3、形成严谨的审题、解题习惯。
电学、热学有关公式及规律1、热学公式Q吸=cm△t升Q放=cm△t降Q放=mq规律：液体沸点与气压的关系及沸腾特点2、电学公式P=UI=U2/R-----R=U2/PQ=I2Rt= U2t/RQ=W=UIt=Pt规律：用电器的实际功率随实际电压的改变而改变3、热学电学综合不计热损失: Q吸=Q放（W）计热损失:η=Q吸/W英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。
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
解： P =UI =
U2 R
（220v）2 = 1210Ω = 40w
Q = W = Pt = 40w × 10× 60s=2.4 ×104J
4、某校师生自制一台电烘箱，当通过的电流是5A时， 每分钟产生6.6 × 104J的热量，求电烘箱的功率和工作 时的电阻。
A
R=5Ω I1
I = 2I1 R=5Ω
结论：
•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，这个电阻产生的热量越多。
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。
反馈训练
1、某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生 的多少焦耳的热量？
解：Q = I2Rt = (2A)2× 2Ω×60s=480J
2、一只额定功率是450w的电饭锅，在额定电压下使用， 每分钟产生多少热量？
解：Q = W = Pt = 450w ×60s=2.7 ×104J
3、一只电烙铁额定电压220v，在额定电压下工作时
焦耳
自学交流一
内容：阅读100页焦耳定律，建议C、D回答下列问题 时间：4分钟 方法：先自学，后组内交流
1、焦耳定律内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正 比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2、公式：Q = I2Rt
3、热量的单位：焦耳（J）
想想议议
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热 得发红，而导线却几乎不发热?
《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。
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。
焦耳定律实验课教案
焦耳定律实验课教案一、实验目的通过本实验的学习，使学生掌握热量、功率与电流、电压之间的关系，理解和掌握焦耳定律的概念和基本原理，学会使用电表、电阻、电流表等仪器，培养学生实验能力，提高学生的实践操作能力。
二、实验原理焦耳定律是能量转化定律的一个特例定律，也是物理学中基础性定律之一，它揭示出了电、热、力学各形式的能量之间可以相互转化的基本关系。
通俗地讲，就是电能转化为热能的速率，与电阻值、电流强度和电压之间的关系。
焦耳定律的数学表达式为：Q = I²RT其中，Q表示电阻中电能的转化为热能的速度，单位为焦耳/秒（J/s），即瓦特（W）；I表示电流强度，单位为安培（A）；R表示电阻，单位为欧姆（Ω）；T表示时间，单位为秒（S）。
公式表明，在电路中，电能是通过热量的形式转移的，而转移的速率与电流、电阻、时间和热效应有关。
按照焦耳定律，当一个电流通过一个电阻时，电能和动能将分别由电阻转化为热能和机械能，这一过程中消耗的电功率为：P = I²R其中，P表示电功率，单位为瓦特（W）。
三、实验器材和仪器1.电源2.电表3.电阻4.电流表5.万用表6.导线四、实验步骤1.根据图1连接电路2.将电源的电压调为5V。
3.利用电表的伏安功能,测量电路中的电流、电阻、电压、电功率等物理量,计算并记录结果。
4.随着电流、电阻和电压的变化，测量电路内的电功率，并记录数据。
5.根据实验得到的数据和理论计算值，进行结果的比较与分析，并讨论实验的误差来源。
五、实验注意事项：1.在开始根据图1接线之前，确保电源的正负极没接反。
2.实验过程中要注意保持实验室的安全，不使实验件遭受损坏或失效。
3.注意观察和检查电路连接是否正确，以免对实验结果的产生影响。
4.实验过程中要仔细测量各物理量，确保测量精度高，实验数据正确。
5.实验结束后，要及时关闭电源、维护实验器具，恢复实验室秩序。
六、实验结果分析在实验中通过电表测量出了电路中的电流、电阻和电压，根据计算公式得到电路的电功率，并进行结果的比较与分析。
焦耳定律实验教学案例研究
焦耳定律实验教学案例研究引言物理实验是学生学习物理知识和掌握物理技能的重要环节，也是教师教学内容生动有趣的重要方式。
为了探究如何在教学现代化的背景下，让学生更好地理解掌握物理概念和技能，本文针对焦耳定律的实验教学进行研究和探索。
一、焦耳定律实验的简述焦耳定律是指导体电阻的一种定律，它表示电流的大小跟电路中电压成正比，跟电阻成反比。
具体表达式式为：I=U/R，其中，I 代表电流，U 代表电压，R 代表电阻。
为便于学生更好地掌握焦耳定律的应用，我们设定以下的实验目标：在同一电压下，测量不同电阻下的电流值，并根据测量结果求出电阻大小。
实验器材：电源、电阻箱、电流表、导线。
实验步骤：1.调出电阻箱中 1 kΩ 的电阻，取出电流表和两个插头线。
2.将电源的正负极分别与电流表的两个插口连接，把电阻箱中 1 kΩ 的电阻分别与电流表的两个插口连接起来。
3.打开电源，调整电压大小使其保持不变。
4.在电流表上不断调节电压下改变电阻值，记录电流值。
5.对不同电阻下的电流值进行统计分析。
二、焦耳定律实验教学案例分析焦耳定律实验是电学课程的一部分，一般来说，该实验常常在高一或高二中进行。
但是在具体的教学过程中，教师仍然需要注意以下几点，以确保实验效果的最大化：1.突出思考和探究精神焦耳定律实验首先要让学生认识到电流的基本概念，了解电流的大小随电压和电阻的关系，并体会有关实验中“电阻”、“电流”等术语的用法。
在此基础上，学生应该思考失真和探究的方式，应该怎么做，才能更好地完成实验。
教师可以在实验前进行一定的引导，带领学生思考实验的目的、方法和意义等；实验完成后也可适当提供一些问题，激发学生的思维和讨论，使学生充分体会到实验中科学研究的精髓。
2.重视实验过程的细节和方法在实验过程中，学生应该注意到实验中的细节和方法，例如：不要用手碰电线、将线路走向、电流的方向、调整电阻时要慢慢地、不能把电流箍子卡在一起等等。
这些注意事项的做好了学生才能顺利进行实验。
实验5-12验证焦耳定律
03 实验步骤
实验器材的准备
导线
用于连接电源和实验装置，应 选用绝缘性好、导电性能良好 的导线。
恒温水浴
用于保持实验温度恒定，应选 用保温性能良好的水浴。
电源
提供稳定的直流电源，确保电 流和电压的准确性。
焦耳计
用于测量热量，应选择精度高、 稳定性好的焦耳计。
计时器
用于测量加热时间，应选用精 度高、稳定性好的计时器。
理解焦耳定律在日常生活和工业生产中的应用
总结词
了解焦耳定律在日常生活和工业生产中 的应用实例，理解其实际意义和价值。
VS
详细描述
焦耳定律在日常生活和工业生产中有广泛 的应用。例如，电热器就是利用焦耳定律 原理制成的，通过电阻丝通电产生热量来 加热水或其他介质。此外，在电池充电和 放电过程中，也会涉及到焦耳定律的应用 。通过了解这些应用实例，可以更好地理 解焦耳定律的物理意义和实际价值。
在加热过程中，应注意 观察是否有异常气味或 声音，如有异常应立即
切断电源。
05
接通电源，记录加热时
02
间、电流和电压等参数。
在实验过程中，应注意 保持恒温水浴的温度稳
定，避免外界干扰。
04
数据记录与处理
准确记录加热时间、电流、电压 和焦耳计的读数。
根据焦耳定律公式计算热量，并 进行误差分析。
将数据整理成表格或图表形式， 便于分析和总结。
误差分析
在实验过程中，我们进行了误差分析，并发现误差主要来源于测量 设备的精度和实验操作中的误差传递。
实验条件限制
实验过程中，我们注意到实验条件对结果的影响，如环境温度、湿 度和电源稳定性等因素可能对实验结果产生影响。
焦耳定律在实际应用中的意义
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。
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。
焦耳定律实验
1．如图23所示是探究“焦耳定律”的实验电路。
在相同的烧瓶中装入质量相等的煤油，分别用电阻丝（R 甲＞R 乙= R 丙）加热。
然后观察插入密封烧瓶里的相同的细玻璃管中煤油液柱上升的高度，就可以比较电阻丝放热的多少。
（1）探究“电流产生的热量与电阻的关系”时，闭合相应的开关后，，所观察对比的两个烧瓶中电阻丝的阻值应该是 （选填“相等”或“不相等”）的。
（2）探究“电流产生热量与电流的关系”时，闭合相应的开关后，所观察对比的是 和 （选填“甲”、 “乙”或“丙”）两烧瓶中煤油液柱上升的高度
2．图17是某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量的因素”时设计的一个实验 方案：将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝 （R 1＜R 2＜R 3）分别给三个烧瓶中的空气加热。
①这个实验装置控制了____和____ 相同。
②实验中，通电一段时间后，气球a 、b 的体积都变大， c 的体积没有任何变化，若气球无破损，原因可能是______。
③若无上述故障，通电一段时间后体积变化最大的气球应是____。
（选填“a ”“b ”或“c ”）
35．为探究电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关系，小明设计了图19所示的实验。
他的方法是用电阻丝（其中R 甲＜R 乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，
然后观察插入密封烧瓶里的温度计温
度上升的高低，比较电阻丝放热的多少。
请你仔细观察小明设计的实验电路，并应用所学知识分析回答问题：探
究电流产生的热量多少与电阻的关系
时，应闭合开关 ，断开开关 。
甲 图22 乙
图19。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
C乙(填“大于”“小于”或“等于”)。
甲
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” 电阻R /Ω 5 10 15 20 电流I /A 0.6
0.3 0.2 0 .15
（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.50Ω1.0A
B.30Ω1.0A
C.20Ω1.0A．
（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容，供参考，感谢
您的配合和支持）。