專利名稱:焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)裝置,尤其涉及一種焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù):
初中物理教學(xué)中的焦耳定律實(shí)驗(yàn),是用兩只相同的燒瓶裝滿煤油,通過兩個(gè)不同阻值的電阻絲加熱后溫度升高、體積膨脹,使煤油在玻璃管中上升。電阻、電流越大、通電時(shí)間越長(zhǎng),煤油上升得越高,以此證明了 Q = I2Rt這個(gè)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中存在兩個(gè)問題一是在說明電流越大、產(chǎn)生的熱量越多時(shí),是兩次實(shí)驗(yàn),不同的電流值所產(chǎn)生的液柱高度不能直接比較,演示效果差。二是燒瓶較大(小燒瓶的口徑小,接電阻絲、插玻璃管不便),加熱時(shí)間長(zhǎng),另外在說明電流越大、產(chǎn)生的熱量越多時(shí),要等兩玻璃管中的液柱降回原高度后,改變電流再作一次,事實(shí)是燒瓶中的煤油加熱容易降溫難,要等很長(zhǎng)時(shí)間液柱才能降回原高度,使實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長(zhǎng)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種方法直觀、效果好的焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置,包括第一量熱器、第二量熱器、第三量熱器、第四量熱器,所述第三量熱器與第四量熱器并聯(lián)后與所述第一量熱器和第二量熱器串聯(lián),之后與開關(guān)、滑線變阻器和電源依次連接。由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出,本實(shí)用新型所述的焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置,由于采用4只量熱器并聯(lián)、串聯(lián)連接,可以利用現(xiàn)有技術(shù)中的量熱器,一次性定量驗(yàn)證焦耳定律,方法直觀、效果好,物理意義清晰明確。
圖1為本實(shí)用新型焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置的電路示意圖。圖中1、第一量熱器,2、第二量熱器,3、第三量熱器,4、第四量熱器,5、滑線變阻器,6、電池,7、開關(guān)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置,其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1所示,包括第一量熱器、第二量熱器、第三量熱器、第四量熱器,所述第三量熱器與第四量熱器并聯(lián)后與所述第一量熱器和第二量熱器串聯(lián),之后與開關(guān)、滑線變阻器和電源依次連接。所述第一量熱器的阻值為1R,所述第二量熱器、第三量熱器和第四量熱器的阻值分別為2R。所述第一量熱器、第二量熱器、第三量熱器和第四量熱器分別為透明量熱器,透明量熱器內(nèi)裝有質(zhì)量相同的煤油或水,并設(shè)有電阻絲。[0013]本實(shí)用新型可以利用現(xiàn)有技術(shù)中的量熱器,一次性定性或定量驗(yàn)證焦耳定律,方法直觀、效果好,物理意義清晰明確。本實(shí)用新型中,四只量熱器內(nèi)裝相同質(zhì)量的煤油或水,通以電阻絲加熱,按一定的電流通電一定的時(shí)間后,測(cè)出各量熱器中液體的溫升。由于比熱和質(zhì)量相同,因此液體所吸收(也是電阻所放出)的熱量和溫升成正比。兩只阻值為2R的量熱器并聯(lián)起來,并和阻值各為1R、2R的量熱器串聯(lián),則第一量熱器1、第二量熱器2的電阻通過電流相同,但第二量熱器2的阻值是第一量熱器1的阻值的2倍;第二量熱器2的電阻與第三量熱器3 (或第四量熱器4)的電阻值相同,但通過第二量熱器2的電流是通過第三量熱器3 (或第四量熱器4)的2倍;則比較第一量熱器1和第二量熱器2中液體的溫升可知電流相同、通電時(shí)間相同時(shí),電阻越大、產(chǎn)生的熱量越多;比較第二量熱器2和第三量熱器3中液體的溫升,可以看出,電阻值相同、通電時(shí)間相同,但通過的電流不同,電流越大,溫升越高;觀察任意量熱器中液體的溫生,可以看出,通電時(shí)間越長(zhǎng),溫升越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)電路簡(jiǎn)單;各電阻可從同一電爐絲中截取。例如從500瓦的電爐絲中截取一段為R,記下圈數(shù),將圈數(shù)增加一倍再截取2R,這樣電阻R的數(shù)值可以自選,而和2R的倍數(shù)關(guān)系相當(dāng)準(zhǔn)確, 提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。如果R取的大些更準(zhǔn)確,且在相同電流下加熱更快;采用透明量熱器,學(xué)生能清楚看到電阻絲之間的倍數(shù)關(guān)系,明確電流之間的倍數(shù)關(guān)系,使實(shí)驗(yàn)透明度高,學(xué)生信服,增強(qiáng)了演示實(shí)驗(yàn)的效果;合上開關(guān)后即可做測(cè)溫實(shí)驗(yàn),不必在接通電路情況下調(diào)整電流及其他參數(shù),使測(cè)量數(shù)據(jù)相當(dāng)準(zhǔn)確;該實(shí)驗(yàn)裝置可以作為驗(yàn)證焦耳定律的定量實(shí)驗(yàn),如把不同阻值、通過電流的倍數(shù)關(guān)系及通電時(shí)間列表后,可較準(zhǔn)確得到Q = I2Rt關(guān)系。初中物理教學(xué)中,焦耳定律要求的是演示實(shí)驗(yàn)。但學(xué)生經(jīng)常會(huì)提出“同樣的實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,為什么導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量單是和電流的平方成正比?”這一問題,采用本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)電路,合理選擇各實(shí)驗(yàn)參數(shù),則可定量的做出實(shí)驗(yàn),使學(xué)生更好的掌握焦耳定律所揭示的規(guī)律,明確得出“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比”這一規(guī)律。以上所述,僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,包括第一量熱器、第二量熱器、第三量熱器、第四量熱器,所述第三量熱器與第四量熱器并聯(lián)后與所述第一量熱器和第二量熱器串聯(lián),之后與開關(guān)、滑線變阻器和電源依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,所述第二量熱器、第三量熱器和第四量熱器的阻值分別為所述第一量熱器的阻值的兩倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,所述第一量熱器、第二量熱器、第三量熱器和第四量熱器分別為透明量熱器,透明量熱器內(nèi)裝有質(zhì)量相通的煤油或水,并設(shè)有電阻絲。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置,包括4只量熱器,兩只阻值為2R的量熱器并聯(lián)起來,并和阻值各為1R、2R的量熱器串聯(lián),之后與開關(guān)、滑線變阻器和電源依次連接。四只量熱器內(nèi)裝相同質(zhì)量的煤油或水,通以電阻絲加熱,按一定的電流通電一定的時(shí)間后,測(cè)出各量熱器中液體的溫升??梢砸淮涡远框?yàn)證焦耳定律,方法直觀、效果好,物理意義清晰明確。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202126784SQ201120001949
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者張曉英, 徐燕 申請(qǐng)人:湖州師范學(xué)院