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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。有些教师想通过该实验总结推导出焦耳定律，笔者认为是不可取的。
3.该实验装置可操作性较低：据了解大多的农村中学实验室都没有配备该成套实验，只有配备有一些实验材料如：煤油、平底烧瓶（个体太小）、玻璃管、电阻丝等。教师在组装实验装置进行实验时感觉不是很理想，特别是安放电阻丝这一环节，电阻丝阻值的稳定性较差。
4.可见度不高：书上提供的演示设备是放在讲桌或者实验桌上的，坐在前面的几位学生可以勉强观察，后面的学生根本观察不到示数的变化。该实验装置比较复杂，显示速度慢，可见度小，耗时长。
二、新版人教版的焦耳实验
1.改装后的优点：可见度大，用U型管中装入红墨水的液柱，后衬上漆白漆的刻度板，红白相衬非常清晰。直观性强，U型管的液柱升降几格，历历可数，容易对比。节省实验时间，每做一次，只需一二分钟即可显示出来，提高教学效率。操作方便，做实验前只要将橡皮管稍作调整就可以使，U型管的液柱保持水平，接通电源就可以开始进行实验。
2.改装后的缺点：电阻丝电阻的大小、电流的强弱不能让学生直观感受到，只能由教师告诉学生，难以使学生信服。调整橡皮管使U型管的液柱回归保持水平工作精细不易进行。由于该成套设备是塑料制品，年长月久自然老化，气密性能降低，实验效果不理想。
笔者通过思考认为对该实验可作如下改进，可以一次完成演示过程，且实验现象非常明显，可对比性强，也节省演示时间。
三、对焦耳定律实验的再次改进
（一）改进实验过程
在电阻丝上下功夫，找来2MM*10MM*100MM的铜片三块，在铜片上均匀打出直径2MM的小凹坑。对电阻丝涂上绝缘漆，将其有序缠绕在铜片上，小凹坑露出在外。根据实验需要电阻值的大小缠绕相应的电阻丝长度，制作一个电阻接线座，将包好电阻丝的铜片固定在接线座上，一个带有凹坑的发热体元件制作完毕。
完成焦耳定律还需：凡士林、火柴棒、可调电源、演示电流表、导线、开关、钟表。
（二）演示实验
将电阻丝接线座、演示电流表、钟表分别固定在制作的接线板上，放置于学生的正面，电阻丝接线座带有凹坑的一面朝下。按实验的要求连接好电路，在电阻丝接线座上有凹坑的地方涂抹上凡士林，然后用火柴头放在凹坑处，让火柴棒以悬挂的方式黏在电阻丝接线座下。调节电源，接通电路，开始实验。我们可以通过接线板上的演示电流表知道通过电阻丝电流的大小，钟表指针的走动知道通电的时间，探究电阻的大小、通过电阻丝电流的大小、通电时间的长短与电流的热效应究竟什么关系。由于电流的热效应我们可以直观地看到涂抹上凡士林的铜片在电阻丝的加热下，温度渐渐升高，凡士林慢慢被融化，黏性降低，火柴棒受重力原因，不时掉落。火柴棒掉落时的快慢、多少，学生很容易把它与电阻丝发热的多少进行联系比较，从而总结出影响电流的热效应的因数，引导出焦耳定律及其计算公式。
（三）改进后的实验优点
1.该实验可操作性高，对比性强，好控制变量。学生易于理解接受，对知识的迁移有很好的引导功能。
2.改进后的实验用火柴棒的掉落情况来直接反映出发热的多少，比玻璃管中液柱上升的高度反映发热的多少更具有趣味性和可观性，从而激发学生的实验学习积极性。
3.该实验在制作上工艺简单，易于掌握，材料方便购买，资金不多。他主要克服先前的教具材质的老化破损，教具不易组装等原因导致实验成功率下降的问题；抛弃先前一直利用的玻璃管中液柱上升的高度反映发热的多少的思考方式，突破思维定式的枷锁。
4.该实验由于不再受气密性，液柱的可见度的影响，他更能适应于在不同的地区环境的教学使用，很容易在45分钟内完成教学任务。
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。有些教师想通过该实验总结推导出焦耳定律，笔者认为是不可取的。
3.该实验装置可操作性较低：据了解大多的农村中学实验室都没有配备该成套实验，只有配备有一些实验材料如：煤油、平底烧瓶（个体太小）、玻璃管、电阻丝等。教师在组装实验装置进行实验时感觉不是很理想，特别是安放电阻丝这一环节，电阻丝阻值的稳定性较差。
4.可见度不高：书上提供的演示设备是放在讲桌或者实验桌上的，坐在前面的几位学生可以勉强观察，后面的学生根本观察不到示数的变化。该实验装置比较复杂，显示速度慢，可见度小，耗时长。
二、新版人教版的焦耳实验
1.改装后的优点：可见度大，用U型管中装入红墨水的液柱，后衬上漆白漆的刻度板，红白相衬非常清晰。直观性强，U型管的液柱升降几格，历历可数，容易对比。节省实验时间，每做一次，只需一二分钟即可显示出来，提高教学效率。操作方便，做实验前只要将橡皮管稍作调整就可以使，U型管的液柱保持水平，接通电源就可以开始进行实验。
2.改装后的缺点：电阻丝电阻的大小、电流的强弱不能让学生直观感受到，只能由教师告诉学生，难以使学生信服。调整橡皮管使U型管的液柱回归保持水平工作精细不易进行。由于该成套设备是塑料制品，年长月久自然老化，气密性能降低，实验效果不理想。
笔者通过思考认为对该实验可作如下改进，可以一次完成演示过程，且实验现象非常明显，可对比性强，也节省演示时间。
三、对焦耳定律实验的再次改进
（一）改进实验过程
在电阻丝上下功夫，找来2MM*10MM*100MM的铜片三块，在铜片上均匀打出直径2MM的小凹坑。对电阻丝涂上绝缘漆，将其有序缠绕在铜片上，小凹坑露出在外。根据实验需要电阻值的大小缠绕相应的电阻丝长度，制作一个电阻接线座，将包好电阻丝的铜片固定在接线座上，一个带有凹坑的发热体元件制作完毕。
完成焦耳定律还需：凡士林、火柴棒、可调电源、演示电流表、导线、开关、钟表。
（二）演示实验
将电阻丝接线座、演示电流表、钟表分别固定在制作的接线板上，放置于学生的正面，电阻丝接线座带有凹坑的一面朝下。按实验的要求连接好电路，在电阻丝接线座上有凹坑的地方涂抹上凡士林，然后用火柴头放在凹坑处，让火柴棒以悬挂的方式黏在电阻丝接线座下。调节电源，接通电路，开始实验。我们可以通过接线板上的演示电流表知道通过电阻丝电流的大小，钟表指针的走动知道通电的时间，探究电阻的大小、通过电阻丝电流的大小、通电时间的长短与电流的热效应究竟什么关系。由于电流的热效应我们可以直观地看到涂抹上凡士林的铜片在电阻丝的加热下，温度渐渐升高，凡士林慢慢被融化，黏性降低，火柴棒受重力原因，不时掉落。火柴棒掉落时的快慢、多少，学生很容易把它与电阻丝发热的多少进行联系比较，从而总结出影响电流的热效应的因数，引导出焦耳定律及其计算公式。
（三）改进后的实验优点
1.该实验可操作性高，对比性强，好控制变量。学生易于理解接受，对知识的迁移有很好的引导功能。
2.改进后的实验用火柴棒的掉落情况来直接反映出发热的多少，比玻璃管中液柱上升的高度反映发热的多少更具有趣味性和可观性，从而激发学生的实验学习积极性。
3.该实验在制作上工艺简单，易于掌握，材料方便购买，资金不多。他主要克服先前的教具材质的老化破损，教具不易组装等原因导致实验成功率下降的问题；抛弃先前一直利用的玻璃管中液柱上升的高度反映发热的多少的思考方式，突破思维定式的枷锁。
4.该实验由于不再受气密性，液柱的可见度的影响，他更能适应于在不同的地区环境的教学使用，很容易在45分钟内完成教学任务。