研究電熱跟哪些因素有關(guān)的實驗改進

董如中　王仲春

1 教學(xué)背景

浙教版科學(xué)9年級上冊P108有個研究電熱跟哪些因素有關(guān)的實驗，按課本中的實驗裝置（見圖1）進行實驗，會出現(xiàn)以下幾個不利于課堂效率和教學(xué)效果的衍生問題：①由于煤油用量多，整個實驗時間長達20多分鐘，影響教學(xué)任務(wù)的完成；②液柱上升的實驗現(xiàn)象難讓全體學(xué)生看清；③煤油加熱后易從瓶塞處泄漏污染其他儀器和桌面；④裝置分散安裝，穩(wěn)定性差，操作不便；⑤教學(xué)任務(wù)完成后需回收煤油，裝置不能長久保存，下一個學(xué)年教師做此實驗時，儀器需要重新裝配；⑥此裝置只能做定性實驗，難以研究電熱跟電阻大小、通電時間、電流大小之間的定量關(guān)系。

2 發(fā)現(xiàn)問題

由于以上種種原因，有些教師用空氣代替煤油進行實驗（見圖2），但空氣的比熱容受溫度影響較煤油的比熱容受溫度影響要大，且空氣受熱后從空氣瓶進入U形管導(dǎo)致瓶中的空氣質(zhì)量不相等。如果加熱時間長，U形管中液體會從管中沖出。還有的教師用等長粗細不同的電阻絲通電后溫度升高熔化泡沫（見圖3、圖4），根據(jù)泡沫被割斷的快慢來比較電熱的多少。但學(xué)生認為，在同樣的熔化溫度條件下，細的電阻絲與泡沫接觸處的壓強比粗的電阻絲與泡沫接觸處的壓強要大，細電阻絲先割斷泡沫有可能是壓強大引起的，所以根據(jù)泡沫被切割斷的快慢來比較溫度高低，繼而得出電熱多少的結(jié)論是不可信的。

3 改進實驗

為了快速、可信、有效地進行電熱實驗，筆者對課本中的裝置作了如下改進：把兩個帶玻璃管的盛煤油的平底燒瓶改換成3根大小相同，內(nèi)置了電阻值為2倍和1倍關(guān)系的電阻絲且密封的溫度計形狀，玻璃管中放上紅色的浮標(biāo)并貼上刻度線的實驗裝置（圖5）。根據(jù)筆者的反復(fù)試驗，用此裝置進行電熱實驗有這樣幾個優(yōu)點：①不用冷卻煤油，實驗時間大為縮短；②實驗現(xiàn)象的可見度比原裝置大；③左、中裝置串聯(lián)可研究在一定的時間內(nèi)電熱與電阻大小之間的定量關(guān)系，單獨連接右邊裝置，觀察玻璃管液面位置，與第一次實驗對比，即可比較電熱與電流大小之間的定量關(guān)系；④此裝置可長久保存，拿放便利，操作簡單；⑤實驗時煤油不會泄漏，不會污染儀器和桌面。