[实用新型]焦耳定律演示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学用具，尤其是通电导体放出的热量与哪些因素有关的演示实验用具。

背景技术

在中学物理课中，有通电导体放出的热量与哪些因素有关的演示实验，典型的演示实验是焦耳定律演示，在人教版教材中分两次完成这一实验，实验分散，浪费课时，不利于学生观察、比较和学习。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种画面清晰、效果显著和节约时间的焦耳定律演示器。

本实用新型的技术方案为：

一种焦耳定律演示器，它包括演示板、电源、电阻和电流表，其特征在于还包括：

间隔固定在演示板面上的三支试管，各试管中设有不同电阻值的所述电阻和装满液体酒精，各试管的上口都设有密封管塞，其中的电阻两端通过引线从管塞密封穿出；

在各试管的管塞上穿透管塞并与管塞密封固定联接，使其内腔与试管内腔相通的透明导管，该透明导管向上引伸与标示在演示板面上的水平刻度线垂直相交。

各试管中的所述电阻为电阻丝。

所述的试管管塞为橡皮塞或软木塞。

上述结构的焦耳定律演示器，将电源、开关、电阻和电流表连接构成回路。通电后，电流流经各试管中电阻产生热量，使试管中的液体酒精温度升高，体积膨胀，膨胀的液体酒精沿导管上升。酒精液上升的快慢、高度与流经电阻的电流、电阻的大小和通电的时间相关，并清晰地在演示板上显示出来，使学生们一看就懂。具有以下优点：

①布局合理，画面清晰，对比容易；

②设置科学，教学直观，直接验证；

③操作方便，效果明显，学习有趣。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1所示，是本实用新型的结构示意图。由图中可知，在演示板10上设有均等间隔的水平刻度线9一A、B、C、D；在刻度线9的下方固定有横向间隔竖置的三支装满酒精4的透明玻璃试管1、2、3，各试管的管口上都设有软木或橡胶制成的管塞5；各试管内的酒精4分别有不同阻值电阻——电阻丝R1、R2、R3。三支相同透明的玻璃导管6、7、8的下端分别透过管塞5，使其内腔与试管1、2、3的内腔相通，并向上引伸与演示板10的水平刻度线9相互垂直；玻璃导管6、7、8分别与其管塞5密封联接，与演示板10通过粘或箍的方式固定联接。从局剖的管塞5可知，试管1、2、3内电阻丝R1、R2、R3的两端，通过引出线密封穿出各自的管塞5与其它电阻、电源、电表和开关等构成回路；其中，试管2、3内的电阻R2、R3串接后，又与电表A2、开关S和24V电源串接，构成回路；试管1内的电阻R1与一试管外的限流电阻R0串接后，又与电表A1、开关S和24V电源串接，构成另一回路。为了使演示清晰和美观，可在各试管的酒精中加入一些鲜艳的颜料，并使三支导管6、7、8酒精液柱在同一水平线的零刻度线——即水平刻度线9的A刻度线上。

实施例

图1所示的电路中，R0＝2Ω，R1＝R2＝4Ω，R3＝8Ω。电源接24V交流电，合上开关S，电表A1、A2指示的电流分别为I1＝4A和I2＝2A，可在黑板上记录。此时，引导学生观察，三支导管6、7、8酒精液柱分别以不同的速度上升，差异非常明显。学生可以看到：

(1)时间越长，液柱越高。说明电热与时间有关，时间越长，电热越大。从单位时间内上升的酒精液柱高度，可以得出：电热与通电的时间成正比。

(2)若不看试管1，仅观察分析试管2和3的导管7、8。从图1中可看出试管2和3内的电阻R2和R3串联，电流相等，由于R3>R2，从液柱高度差可以看出导管8的液柱高于导管7的液柱。R3＝2R2，导管8的液柱高应是导管7的2倍。说明电流相等时，电阻越大电热越大，电热与电阻成正比。

(3)比较电热与电流时，遮盖住试管3及其导管8，仅观察试管1和2及其导管6和7；由于R1＝R2＝4Ω，I1＝2I2，导管6中的液柱应到刻度线9中的E线处，导管7中的液柱应到刻度线9中的B线处。从而得出：电阻相等，电流越大，电热越大。再经多次的实验可证明：电热与电流的平方成正比。