运用自制教具定量探究焦耳定律

2021-11-13

物理之友 2021年8期

(江苏省南京市第一中学马群分校，江苏南京 210049)

物理课程是一门注重实验的科学课程，义务教育物理课程应注意让学生经历实验探究的过程,提高分析问题和解决问题的能力。“焦耳定律”的教学是初中物理典型的规律探究教学，为体现实验的严谨性,促进初高中物理课程的衔接,笔者自制教具,设计了定量实验方案,借助DIS实验系统进行数据处理,有效培养了学生的核心素养。

1 实验设计

苏科版初中物理教材的探究实验活动仅从定性的角度进行，在探究影响电流热效应因素的基础上归纳出结论：导体的电阻越大，通过的电流越大，通电时间越长,它产生的热量就越多。学生在学习过程中，并不能获得通过导体的电阻、电流、通电时间与发热量的定量关系，无法对焦耳定律有深刻的理解。为此，在上述探究活动的基础上,本实验设计借助DIS中的温度传感器,得到电流不同或电阻不同时煤油温度与时间的关系图像。

根据Q=cmΔt，在忽略热量损失的情况下,煤油吸收的热量等于电热丝放出的热量,煤油的温度变化量Δt即可间接表示电热丝产生的热量Q,从而得出不同电流情况下电热丝产生的热量与电流的定量关系。同理,也可以得出热量与电阻的定量关系。运用DIS实验系统，实验数据处理更快、更准确、更直观,有助于培养学生的实验能力。