【制作方法】
如图18.2-1所示,取内径约2厘米长约12厘米的透明塑料管三段A、B、C(电工材料商店有售),上下均用钻有3毫米孔的胶塞塞紧,上塞孔内各插入一个输液管直通接头,外端连接一段输液管,长约15厘米(此管内径2.5毫米);下塞孔内,A管也插入输液管直通接头,B、C二管各插入一个三通接头。B管三通接头的下端,用输液管与A管的输液管直通接头相连。C管三通接头的下端,用输液管与滴瓶相连。未用管夹时,手捏滴瓶可以控制输液管中液柱的高度。
截取约300瓦的电炉丝,取12欧一段,6欧三段,如图18.2-1所示进行焊接安装。各焊接点,应先把引线与电阻丝绕紧再点焊才能焊牢。
由滴瓶口向A、B、C三管内装满由红墨水染红的酒精(酒精比煤油易于清洗和染色)。
整个装置安装在一面板上,面板尺寸为40×30厘米2,用三合板漆成白底蓝边,竖立在底板上。在三根输液管的中间画上若干条水平刻度线,以便观察液柱上升情况。
电源电压约24伏,交直流均可。
【实验原理】
这类教具利用了液体(或气体)吸收电阻丝加热后放出的热量,体积膨胀,使细管中液柱升高,由细管中液柱的升高来显示电阻丝加热后放出的热量。这就要研究一下液柱上升高度与吸收的热量、电阻和通电时间之间的关系。
液体吸收的热量
Q=cm(Δt)(1)式中c为液体的比热,m为液体的质量,Δt为液体加热的时间。
液体在加热过程中体积膨胀
V=V0(1+aΔt)(2)式中V0为液体加热前的体积,a为液体的体积膨胀系数,Δt为液体的加热时间。
由(2)式得
V-V0=V0·aΔt
∴V-V0∝Δt∝Q(3)
(3)式表明,液体体积的变化与液体的加热时间Δt成正比,又由(1)式,对于一定质量的液体,m和c是一定的,所以液体体积的变化正比于液体所吸收的热量。
另一方面,液体所吸收的热量正是电流通过电阻丝所产生的热量,忽略热量损失后,可认为它们是相等的。因此,可根据液柱上升高度的变化(反映的是液体体积的变化),来研究电流通过电阻丝所产生的热量与电阻丝的电阻、电路的电流、通电时间有什么关系,通过实验总结出焦耳定律。
【使用方法】
1.轻捏滴瓶,使三液柱面同在最下一条刻线处,用管夹夹紧A、B、C三管下端。
2.闭合开关,通过A、B二管内电阻丝的电流相等,但因A管内电阻为B管内电阻的二倍,结果A管液柱升高为B管液柱升高的二倍。这说明电流产生的热量,与电阻成正比。B、C二管内电阻相等,但通过B管内电阻丝的电流为通过C管内电阻丝的电流的二倍,结果B管液柱的升高为C管液柱升高的四倍。这说明电流产生的热量,与电流的平方成正比。
3.观察任一管液柱的升高,可看到在相等的时间内,升高的高度相等。这说明电流产生的热量,与通电时间成正比。
4.断开电源后,松开管夹,则液柱下降,恢复等高。
编者提示:本自制教具可辅以“电功、电功率”部分的物理实验教学。
2014年高中高二物理下册期末考试题练习
2014高二物理下学期期末试卷答案
2014年高中高二物理下学期期末考试试题
人教版2014年高二第二学期物理期末考试卷
高二下学期物理期末考试试题分析练习
高中高二下学期物理期末测试卷答案精解
2014年高中高二物理下册期末考试卷分析
高中2014年高二第二学期物理期末测试卷
2014年高二物理下学期期末测试题
高中2014年高二物理下学期期末测试题答案
高中2014年高二下册物理期末试题分析答案解析
2014高二下册物理期末试卷
2014年高二第二学期物理期末考试试题答案解析
2014年人教版高二物理第二学期期末考试试题
雅安中学高二第二学期物理期末试卷
人教版高中2014年高二下册物理期末测试题
高二物理第二学期期末试卷答案人教版
人教版高中高二下册物理期末考试试卷分析
2014年高中第四册物理期末测试卷试题分析
高中高二物理下学期期末考试题答案解析
2014年高中高二物理下学期期末考试试题答案
高中2014年高二下册物理期末考试题练习
高中第四册物理期末测试卷答案解析
高中2014年高二下学期物理期末考试试卷答案
2014年高中高二物理第二学期期末考试题分析
高中2014年高二下学期物理期末考试卷分析
人教版2014年高中第四册物理期末考试卷答案
人教版高二下学期物理期末考试试卷分析
2014年人教版高二下册物理期末考试题答案
2014高二第二学期物理期末试卷分析
不限 |
物理教案 |
物理课件 |
物理试题 |
不限 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |
发布时间 |
下载量 |