[实用新型]焦耳定律实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理教学实验装置，具体涉及一种焦耳定律实验装置。

背景技术

焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热的定律，具体是电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。焦耳定律是一个实验定律，它的适用范围很广，可以应用于任何导体，当遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量；比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。

现有的教学实验装置，如图1所示，调节标尺11，使液面略低于零刻度线，用管口盖盖住三通12接头的另一口；接9伏电源，断开S2，将S1与接点2接通，此时R2与R3串联，通过的电流相等。但因R3=2R2，所以A管液柱（即指A管靠标尺11一边的液柱）升高h（约1厘米）时，B管液柱（即指B管靠标尺11一边的液柱）升高2h，这就说明了电流产生的热量与电阻成正比。断开电路，揭开三通12接头的盖，使液柱恢复原高度，稍停一分钟，待两瓶13温度相等时，再盖住三通接头口；两个开关同使用方法2，同时计时，观察B管液柱的升高，5秒钟时升高h，到10秒钟时升高2h。这说明电流产生的热量与通电时间成正比。以后同使用方法2一样断开电路使A、B两管液柱复原，井盖住三通12接头口；接6伏电源，接通S2，再将S1与接点1接通，此时A、B两瓶内的电阻相等，但因R2与R4串联后与R1＋R2并联，所以通过R1和R2的电流为通过R3的电流的二倍，此时B管液柱升高h时，A管液柱升高4h。这就说明了电流产生的热量，与电流的平方成正比；实验完毕，断开电路，揭开三通盖。

 上述焦耳定律的演示实验装置在使用的时候存在两个问题：一是在说明电流越大、产生的热量越多时，要进行两次实验，不同的电流值所产生的液柱高度不能直接比较，演示效果差；二是烧瓶较大( 小烧瓶的口径小，接电阻丝、插玻璃管不便)，加热时间长，另外在说明电流越大、产生的热量越多时，要等两玻璃管中的液柱降回原高度后，改变电流再作一次，事实是烧瓶中的煤油加热容易降温难，要等很长时间液柱才能降回原高度，使实验时间过长。

中国实用新型专利CN202662202公开了一种“温度数显型焦耳定律演示器的密闭容器装置”，包括由透明材料制成的容器体、设在容器体顶部并与容器体密封连接的盖体以及设在容器体内的电阻，盖体上设有与电阻连接的两个电阻接线柱。所述容器体内还设有温度传感器，盖体上设有与温度传感器连接的两个传感器接线柱。具有可见度大，灵敏度高、直观性强，不仅可以用于教学演示，也可以用于学生进行分组实验，探究观察电流通过导体产生的热量与电阻的关系、探究观察电流通过导体产生的热量与电流强度的关系、探究观察电流通过导体产生的热量与通电时间的关系；由于采用了传感器技术测量温度，节省了实验时间，提高了精确度，增强了实验效果。

中国实用新型专利CN202126784公开了一种“焦耳定律实验装置”，包括4 只量热器，两只阻值为2R 的量热器并联起来，并和阻值各为1R、2R 的量热器串联，之后与开关、滑线变阻器和电源依次连接。四只量热器内装相同质量的煤油或水，通以电阻丝加热，按一定的电流通电一定的时间后，测出各量热器中液体的温升。可以一次性定量验证焦耳定律，方法直观、效果好，物理意义清晰明确。

但是，上述两个专利不适用于新课标下的分组实验，原料需要特殊定制，不能由学生自制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，是提供一种焦耳定律实验装置，结构简单，易于使用操作，不受外界环境的影响，能够更加直观的演示与探究出焦耳定律。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种焦耳定律实验装置，包括具有中空结构的用于盛装液体的透明壳体、分别与壳体固连的且位于壳体内部的正负极接线柱和连接于正负极接线柱之间的电阻丝，所述的装置还包括穿过壳体一侧且与其固连的测量管，所述的测量管为带有刻度的上下贯通的管状结构，其上端面位于壳体外部且与大气联通，下端面位于壳体内；

所述测量管与电阻丝之间有距离；

所述的接线柱和电阻丝均位于测量管下端面的上方。

作为本实用新型的一种限定，所述的壳体包括上表面缺省的长方盒体和位于长方盒体顶口的顶盖，长方盒体与顶盖转动连接配合，接线柱和测量管均与顶盖固连。

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于：