[实用新型]一种探究电流热效应的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种探究电流热效应的实验装置，包括按照实验原理用导线依次连接的电源、开关和加热瓶，加热瓶的瓶口处设有密封塞，瓶内设有电热丝，加热瓶内还竖直设有一个两端均开口的液柱管，所述液柱管的底端贴近瓶底、顶端穿过密封塞伸出至加热瓶外。通过电热丝加热加热瓶内的空气，空气在受热膨胀后使得加热瓶内的压强变大，从而使得加热瓶瓶底的水在液柱管内形成一个液柱，实验结果更加直观，大大提高了实验的趣味性，可极大调动学生的积极性。

技术领域

本实用新型属于教学设备技术领域，具体涉及一种探究电流热效应的实验装置。

背景技术

在初中物理教材中，有一个探究电流的热效应与哪些因素有关的实验，实验利用电流的热效应加热质量相同的同种液体，通过液体温度的升高情况判断通电导体产生热量的多少，从而来探究电流的热效应，但是现有的实验还有以下问题和不足：

第一、上课时一般选用取材方便、成本小的水做实验，由于水的比热容较大，在吸收热量时温度升高十分缓慢，导致实验时间较长。如果上课用比热容较小的其它液体，如煤油、植物油、酒精等，不仅存在取材不方便、成本高，也同样存在温度升高较慢，实验耗时较长的问题。实验时间过长容易导致学生注意力分散，不利于组织课堂教学。

第二、为了探究电流的热效应与电阻以及电流的关系，实验中采用控制变量法进行探究，需要分两次进行实验。在探究完电流的热效应与电阻的关系后，如果不更换瓶中液体，要等待两只烧瓶内液体的温度降到相同温度，然后改变电流的大小才能继续进行探究电流的热效应与电流的关系。但是烧瓶中的液体降温过程相比升温过程要更加缓慢，需要经历较长时间两只烧瓶内液体的温度才能一致，不便于连续或重复进行实验，并且在实验过程中更换液体也比较麻烦。

实用新型内容

本实用新型提供了一种探究电流热效应的实验装置，目的在于解决现有实验装置导致实验过程较长，不利于课堂教学的问题。为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种探究电流热效应的实验装置，包括按照实验原理用导线依次连接的电源、开关和加热瓶，所述加热瓶的瓶口处设有密封塞，瓶内设有电热丝，所述电热丝的两个触点穿过密封塞伸出至加热瓶外，加热瓶内还竖直设有一个两端均开口的液柱管，所述液柱管的底端贴近瓶底、顶端穿过密封塞伸出至加热瓶外。

进一步地，所述加热瓶上还设有排气管，所述排气管的一端穿过密封塞伸入至加热瓶内、另一端置于加热瓶外且其上设有阻气装置。

进一步地，所述液柱管上设有刻度线。

进一步地，所述排气管为橡胶软管，所述阻气装置为夹子。

进一步地，所述密封塞为橡胶塞。

本实验中，液柱管可选用普通的细玻璃管，加热瓶可选用普通的烧瓶，实验时要用到多个加热瓶，因此实验必须选用同种规格的烧瓶作为加热瓶。实验时需要向各个加热瓶内注入等量的液体，优选染成红色的水，便于观察液柱的高度。加水时，可以使用量筒量取等量的水，保证实验的数据的精确度和可靠度。

根据理想状态方程：

PV=nRT

其中：P是指理想气体压强；

V为理想气体的体积；

n表示气体物质的量；

R为理想气体常数；

T为理想气体的热力学温度；

本装置在相同环境下进行试验，因此理想气体压强P、理想气体的热力学温度T初始值均一致；实验采用规格相同的烧瓶作为加热瓶，加热瓶内注入的液体等体积，因此加热瓶内的理想气体的体积V、气体物质的量n均为常值，气体物质的量n在实验过程中始终不变，气体的体积V在实验变化量很小可以忽略。