在探究电流的热效应时

范文一：探究电流的热效应●邵卫平

２实验中的难点突破.

科学家们经过长期的观察与探索，了解到电流通过导体时产生的热

量多少与电流的大小、阻大小和通电电时间三个因素有关，Ｑ与，Ｒ、即、ｆ一个因素有关.

１实验研究方法：制变量法.控

在本次实验探究中.生热量多产少不能通过眼睛直接观察，我们可但

以利用转化法，把不能直接观察的Ｑ

转化成可直接观察的物理量，后进然行观察对比，以往的实验探究中，在人们建立了多种转化的方案，都能清楚地观察到电阻丝产生的热量的多少.

完成探究过程.

控制其中两个因素，改变其ｒ一｛Ｉ

个因素，观察被研究的量是怎么变化的.通过分析找出其中的规律.实验本探究分三次完成：１保持Ｒ、不变，ｔ

改变，观察Ｑ的大小变化；２）持，（保ｌｔ变，，不改变Ｒ，察Ｑ的大小变化；观持Ｒ、变，变ｔ观察Ｑ的３保，不改，

大小变化.

转化方案一：图Ａ所示，一段如取电阻丝，把一根干燥的火柴头插入电阻丝中，电阻丝通电产生热量后，当温

度升高达到火柴着火点后，柴会被火

点燃，因此在相同条件下。被点燃的先的火柴对应的电阻丝产生的热量较

多.方案操作简单方便.不足之处是火此但柴被点燃处的电阻丝会被烧灼而变形.不利于多次重复实验.

确，且可通过调整煤油质量来调整实验所需时间.一种较为理想的方案.是转化方案五：图Ｅ所示，锥形瓶中如在装入空气，瓶塞中间插入一支两端开口的玻璃管.璃管中有一段红色液柱.用电玻利

煤

阻丝通电后产生热量.使瓶内空气温度升高，气膨胀推动红色液柱向上运动.相空在

Ａ

Ｂ

Ｃ

同条件下，液柱上升越快的瓶内电阻丝产生的热量较多.方案非常灵敏。气受热此空后极易膨胀，象明显。大地缩短了实验现极

时间，不足之处是操作不当易使红色液柱

煤

被推动而喷出玻璃管口.使实验无法继续

进行

ＤＥ

在解决以上两个问题时，本探究实验对同学

们来说没有任何难度，通过设计阻

转化方案二：图Ｂ所示，一段电阻如取

丝，电阻丝的中间下方处滴几滴蜡，把在并

火柴头粘在电阻丝上，当电流流过电阻丝

值不等的两电阻丝串联来探究Ｑ与尺的关系，出，ｔ定时，得和一电阻值越大，生产的热量越多：通过设计阻值相等的两电阻

丝并联，在一条支路中串联变阻器，探并来

究Ｑ与，的关系，出Ｒ和ｔ定时，流得一电

时，生热量使温度升高，便会熔化，产蜡火柴在重力作用下自由下落，此，相同条因在

件下先下落的火柴对应的电阻丝产生的热

量较多.方案实验时间大大缩短，多次此可

重复实验，足之处是实验的精确度不够，不只能做出粗略判断.转化方案三：图Ｃ所示，锥形瓶中如在装满煤油，塞中间插入一支空心玻璃管，瓶

值越：产生的热量越多：据生活常识可大.根知，电时间增加，生的热量也将增加.通产以

上探究只能得出Ｑ与，Ｒ、之间粗略的关、ｔ

系。过大量更精确的实验研究.们发现经人电阻产生的热量与电流的平方成正比，与

电阻：成正比，与通电时间成正比，大小即

利用电阻丝产生热量使煤油体积膨胀，管

中煤油液面上升，在相同情况下.面上若液

Ｑ＝２.这一规律是由焦耳探究后得出来ＩＲｔ

升较快的瓶内电阻丝产生的热：多.方曼较此案较精确，足之处是实验时问长.且瓶不而

口处容易因密封不严而漏油，影响实验准确性和污染桌面.转化方案四：图Ｄ所示，如在锥形瓶中

的，们称之为焦耳定律，适用于自然界我它

中一切电路中通过电流时产生热量的情况，此公式具有普遍意义.

同学们已学过能量的转化相关知识.从能量转化的角度来理解电流的热效应.

装适量煤油，塞中间插入一支温度计，瓶利用电阻丝产生热量使煤油温度升高，在煤油质量相同情况下.温度上升较快的瓶子

里的电阻丝产生的热量较多.方案非常精此

就是电流做功把电能转化为内能.假设电流通过导体时电流做的功全部转