研究电热跟哪些因素有关的实验改进
2022-06-08
浙江省上虞市张杰中学(312300)董如中王仲春
1教学背景
浙教版科学9年级上册P108有个研究电热跟哪些因素有关的实验，按课本中的实验装置（见图1）进行实验，会出现以下几个不利于课堂效率和教学效果的衍生问题：①由于煤油用量多，整个实验时间长达20多分钟，影响教学任务的完成;②液柱上升的实验现象难让全体学生看清;③煤油加热后易从瓶塞处泄漏污染其他仪器和桌面;④装置分散安装，稳定性差，操作不便;⑤教学任务完成后需回收煤油，装置不能长久保存，下一个学年教师做此实验时，仪器需要重新装配;⑥此装置只能做定性实验，难以研究电热跟电阻大小、通电时间、电流大小之间的定量关系。
2发现问题
由于以上种种原因，有些教师用空气代替煤油进行实验（见图2），但空气的比热容受温度影响较煤油的比热容受温度影响要大，且空气受热后从空气瓶进入U形管导致瓶中的空气质量不相等。如果加热时间长，U形管中液体会从管中冲出。还有的教师用等长粗细不同的电阻丝通电后温度升高熔化泡沫（见图3、图4），根据泡沫被割断的快慢来比较电热的多少。但学生认为，在同样的熔化温度条件下，细的电阻丝与泡沫接触处的压强比粗的电阻丝与泡沫接触处的压强要大，细电阻丝先割断泡沫有可能是压强大引起的，所以根据泡沫被切割断的快慢来比较温度高低，继而得出电热多少的结论是不可信的。
3改进实验
为了快速、可信、有效地进行电热实验，笔者对课本中的装置作了如下改进：把两个带玻璃管的盛煤油的平底烧瓶改换成3根大小相同，内置了电阻值为2倍和1倍关系的电阻丝且密封的温度计形状，玻璃管中放上红色的浮标并贴上刻度线的实验装置（图5）。根据笔者的反复试验，用此装置进行电热实验有这样几个优点：①不用冷却煤油，实验时间大为缩短;②实验现象的可见度比原装置大;③左、中装置串联可研究在一定的时间内电热与电阻大小之间的定量关系，单独连接右边装置，观察玻璃管液面位置，与第一次实验对比，即可比较电热与电流大小之间的定量关系;④此装置可长久保存，拿放便利，操作简单;⑤实验时煤油不会泄漏，不会污染仪器和桌面。
收稿日期：2014-05-28