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作者（或讲座人）

汤金波

学习时间

2020.5

学习者

李晓兰

实验三十 镓的熔化与凝固
实验报告
实验准备
     镓、金属盒、温度高于60℃的热水、冷水、温度传感器、智能数字实验盘、透明胶带、铁架台、带实验软件的计算机。

实验过程
1.把放在小金属盒中，固定在铁架台上。
2.用热水熔化镓，再把温度传感器插入小金属盒中并固定，传感器另一端连人智能数

字实验盘，并将智能数字实验盘连接到计算机上。
3.把装置放人热水中，如图1所示，每100毫秒软件都会记录一次温度数据，并自动

绘制图像。
4.镓熔化后把装置放入冷水中，同样每100毫秒记录一次温度数据。

实验结论
镓的熔点与凝固点都是44℃，熔化、凝固时温度不变，熔化吸热，凝固放热。

学习心得：

在《汤老师创新物理实验室(声光热)》一书中我们曾经介绍过用热水熔化金属的实验，我与所有读者一样，第一次看到金属在我眼前熔化时感觉稀奇又有趣。本实验在原来实验的基础上迈上了新台阶，借助传感器把熔化的过程直观、形象地表现出来。用汤老师的一句话来讲：我今年50多岁了，教物理30多年，没有看到过如此美丽的熔化与凝固曲线。

作者（或讲座人）

汤金波

学习时间

2020.6

学习者

李晓兰

实验三十二  再探水的沸腾
实验报告

实验目的

利用温度传感器、声音传感器、湿度传感器，探究水沸腾的过程中的温度、声音、湿度的变化，并通过图像形象地将其展示出来。还可通过此实验的探究过程，探讨实验装置的选择对实验的影响。
实验准备
    铁架台、酒精灯、水、火柴、试管、试管夹、带实验软件的计算机、温度传感器、声音传感器、湿度传感器、智能数字实验盘、数据线。
实验过程

1.根据自下而上的原则组装实验器材，依次是铁架台、酒精灯、试管，如图1所示。

2.调试三个传感器的位置：声音传感器尽量靠近试管并与水面相平，湿度传感器安装在管口，温度传感器插人试管中与水充分接触，并将三个传感器分别接入智能数字实验盘，再将智能数字实验盘与计算机连接。

3.在实验软件中调节合适的采集数据的时间间隔，进行实验，绘制图像并观察其变化，如图2所示。
实验结论
    1.沸腾是在液体内部和表面同时进行的一种剧烈的汽化现象。

2.沸腾的测度随时间均匀上升，接近沸腾时温度上升变缓慢，沸腾温度不变。

3.接近沸腾时，声音变大。沸腾时声音稍小。
4.沸腾前气泡上升，且由大变小。沸腾时，气泡由小变大。
5.刚一加热，管口湿度明显增大，说明温度越高汽化越快。沸腾时，湿度迅速上升至100%，

说明沸腾是一种剧烈的汽化现象。  

学习心得：

对比以往实验，本次实验进行了以下创新改进：
    1.本次实验，对器材进行了改进。以往用烧杯来做实验，实验过程中发现若烧杯不加盖，很难看到水沸腾的现象。而且受蒸发因素的影响，温度随时间变化是一条曲线，后期温度上升速度明显变慢。若加了盖，能看到水的沸腾，且温度随时间均匀增加，但声音的变化依然不明显。现在改用试管做实验，酒精灯直接加热，上述问题都解决了，而且用时很短，节约了时间。
    2.以往用煤油温度计来测温度，实验室很难找到较准确的煤油温度计。即使是稍准的水银温度计，由于人为因素，误差也很大。特别是沸腾前后的拐点是曲线还是折线，按以往的实验精度很难判别。本次实验中，温度传感器的使用就很好地解决了上述问题。

3.本次实验中增加了声音传感器的应用。通过数据得出图像，能更加形象地看出沸腾前声音大，沸腾时声音小，即“响水不开，开水不响”。事实上水烧开时不是不响，而是响度与之前相比略小。
4.本次实验中增加了湿度传感器的应用。通过数据可以看出两方面信息，一是前期的蒸发快慢受温度影响，二是沸腾前后极短的时间内，湿度急剧增加到100%，这体现沸腾是一种“剧烈”的汽化现象(以往的“剧烈”只是指看到水在翻滚，杯口的“白气”也只能说明水蒸气的液化或间接说明汽化)。

作者（或讲座人）

汤金波

学习时间

2020.7

学习者

李晓兰

学习摘要：

实验二十四 焦耳定律
实验报告
实验名称  焦耳定律
实验目的
    探究电流通过导体产生的热量与电阻大小、通过导体的电流大小及通电时间之间的关系。
实验原理
    焦耳定律是提示电流通过导体产生的热量与电流、电阻及通电时间之间关系的规律性结论，电流通过导体将电能转换为内能。定律的内容是：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。
实验器材
    计算机、数据线、探究焦耳定律的实验组件(包括两个保温杯内筒、电阻、电流传感器、固定套件等)、智能数字实验盘、2个温度传感器、学生电源、煤油。
实验过程
实验阶段
    1.在软件界面中点击“开始”按钮开始实验。

2.打开电源开关，电流通过电阻丝产生热量，保温杯内筒里的煤油(或空气)升温，温度传感器显示的温度升高，坐标轴中出现数据点。
    3.加热3分钟左右点击“停止”按钮结束实验(可自行选择实验时间)，同时切断电源。
    4.点击“绘图”按钮，对坐标轴中数据点进行连线，描绘出温度变化的曲线。

5.观察并分析实验数据，并用手感受2个保温杯内筒外壁温度高低；使用“选区”可以在页面表格中显示某一段时间内2个保温杯内筒中温度变化的情况。
实验结果
    探究电流产生的热量与电阻大小之间关系的实验结果如图4所示，在相同时间内，左筒中3Q电阻产生的热量约为右筒中15Q电阻产生热量的2倍。探究电流产生执量与通过导体的电流大小之间关系的实验结果如图5所示，在相同时间内，当左筒中电流为右筒中电流的2倍时，左筒中产生的热量约为右筒的4倍。

学习心得：

成功完成这次实验应注意很多方面1.注意安全，不要用手直接接触加热后的实验电阻，以防烫伤。2.温度传感器探头放人内筒的适当位置，不要过于靠近和接触电阻丝。3.一次实验完成后需将保温杯和保温垫的温度降到室温后或换一套实验器材方可再次进行实验。4.不使用仪器时应将其放人包装盒中，妥善保管。