利用DISLab定量探究焦耳定律*

胡华愉 杨晓梅

(宁夏大学物理与电子电气工程学院 宁夏 银川 750021)

物理课程教学在于帮助学生认识和理解自然，其中多数物理概念、规律的产生和发现都是建立在严格的科学实验之上.人教版初中教材对焦耳定律进行了定性实验，而高中阶段在该部分仅做了理论推导.《普通高中物理课程标准(2017年版)》提出“引导学生自主学习，提倡教学方式多样化”的理念[1]，使数字化传感器技术走进课堂成为可能.因此，借助DISLab将焦耳定律定性实验过渡到高度定量的数字化实验，满足学生对物理规律深入探索的需求，为培养学生物理核心素养提供教学案例.

1 数字化信息系统

数字化信息系统(Digital Information System，简称DIS)是由传感器、数据采集器、计算机和配套软件等构成的数字化实验系统，为教学提供了新的策略和方法.DIS具备准确、实时、直观等特点，能一定程度优化实验内容、提高教学效率，此次探究实验使用的数字化信息系统为朗威数字化信息系统实验室(DISLab).

2 实验原理

探究焦耳定律中热量Q与电流I、电阻R和通电时间t之间的关系，应首先确定电阻加热的介质以测量产生的热量.气态的空气不具有导电性，比热容较小，对流作用显著，并且随处可得，相比于固态的金属和液态的煤油(色拉油)是较理想的介质.

封闭且绝热的容器内放入通电电阻，电阻将电能转化为内能，空气吸热膨胀并对外做功.由于容器封闭绝热，没有能量损失，空气完全吸收电阻产生的热量.根据介……