为什么焦耳定律不写成Q=U2Rt

牛仲林 姚弘凯

摘 要：学生通常会对焦耳定律一般写成Q=I2Rt而不是Q=U2Rt感到困惑，教师也难以解释清楚，根本原因在于缺少相应实验支持.笔者用两只同型号无刷直流电动机改进以往的实验，通过改变电动机的机械负载来改变电压，以温度表征电热，实验效果明显，从而突破这一教学难点.

关键词：初中物理;焦耳定律;创新实验

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）02-0058-03

基金项目：北京市教育科学“十三五”规划课题“基于核心素养的科学教学问题梳理与解决方案研究”（项目编号：CDDB18158）.

作者简介：牛仲林（1981-），男，北京人，本科，中学一级教师，研究方向：物理过程教学、实验改进与创新;

姚弘凯（1973-），女，北京人，本科，中学高级教师，研究方向：思维发展课堂.

1 实验设计背景

在探究“电热与哪些因素有关”的猜想环节中，学生很容易提出猜想电热（Q）的大小可能与电压（U）、电流（I）、电阻（R）和通电时间（t）有关，但是表示电流热效应的焦耳定律写成Q=I2Rt，而不是Q=U2Rt.为解决这个问题教师通常会在学生猜想环节中采用以下两种处理方法.

1.1 教师在学生猜想前做铺垫性引导性实验

教师引导学生观察相同的电阻丝通过不同大小的电流，能否点燃火柴以及点燃火柴需要的时间;或是利用形状不规则的口香糖锡箔纸通以不同大小的电流，让学生观察其燃烧点位置等实验.然后教师用恰当的语言引导学生，顺着自己的思路说出影响电流产生电热大小的因素有：电流、电阻和通电时间，从而刻意回避电……