專(zhuān)利名稱(chēng)：焦耳定律演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)用具，尤其是通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有 關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)用具。
背景技術(shù)：
在中學(xué)物理課中，有通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)，典 型的演示實(shí)驗(yàn)是焦耳定律演示，在人教版教材中分兩次完成這一實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分 散，浪費(fèi)課時(shí)，不利于學(xué)生觀(guān)察、比較和學(xué)習(xí)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種畫(huà)面清晰、效果顯著和節(jié)約時(shí)間的焦耳定律 演示器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為
一種焦耳定律演示器，它包括演示板、電源、電阻和電流表，其特征在于 還包括
間隔固定在演示板面上的三支試管，各試管中設(shè)有不同電阻值的所述電阻 和裝滿(mǎn)液體酒精，各試管的上口都設(shè)有密封管塞，其中的電阻兩端通過(guò)引線(xiàn)從 管塞密封穿出；
在各試管的管塞上穿透管塞并與管塞密封固定聯(lián)接，使其內(nèi)腔與試管內(nèi)腔 相通的透明導(dǎo)管，該透明導(dǎo)管向上引伸與標(biāo)示在演示板面上的水平刻度線(xiàn)垂直 相交。
各試管中的所述電阻為電阻絲。 所述的試管管塞為橡皮塞或軟木塞。
上述結(jié)構(gòu)的焦耳定律演示器，將電源、開(kāi)關(guān)、電阻和電流表連接構(gòu)成回路。 通電后，電流流經(jīng)各試管中電阻產(chǎn)生熱量，使試管中的液體酒精溫度升高，體 積膨脹，膨脹的液體酒精沿導(dǎo)管上升。酒精液上升的快慢、高度與流經(jīng)電阻的 電流、電阻的大小和通電的時(shí)間相關(guān)，并清晰地在演示板上顯示出來(lái)，使學(xué)生
3們一看就懂。具有以下優(yōu)點(diǎn) '
① 布局合理，畫(huà)面清晰，對(duì)比容易；
② 設(shè)置科學(xué)，教學(xué)直觀(guān)，直接驗(yàn)證；
③ 操作方便，效果明顯，學(xué)習(xí)有趣。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖l所示，是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖中可知，在演示板10上設(shè)有 均等間隔的水平刻度線(xiàn)9一A、 B、 C、 D;在刻度線(xiàn)9的下方固定有橫向間隔豎置 的三支裝滿(mǎn)酒精4的透明玻璃試管1、 2、 3，各試管的管口上都設(shè)有軟木或橡膠 制成的管塞5;各試管內(nèi)的酒精4分別有不同阻值電阻——電阻絲R1、R2、R3。 三支相同透明的玻璃導(dǎo)管6、 7、 8的下端分別透過(guò)管塞5，使其內(nèi)腔與試管l、 2、 3的內(nèi)腔相通，并向上引伸與演示板10的水平刻度線(xiàn)9相互垂直；玻璃導(dǎo)管 6、 7、 8分別與其管塞5密封聯(lián)接，與演示板10通過(guò)粘或箍的方式固定聯(lián)接。 從局剖的管塞5可知，試管l、 2、 3內(nèi)電阻絲R1、 R2、 R3的兩端，通過(guò)引出線(xiàn) 密封穿出各自的管塞5與其它電阻、電源、電表和開(kāi)關(guān)等構(gòu)成回路；其中，試 管2、 3內(nèi)的電阻R2、 R3串接后，又與電表A2、開(kāi)關(guān)S和24V電源串接，構(gòu)成 回路；試管1內(nèi)的電阻R1與一試管外的限流電阻RO串接后，又與電表A1、開(kāi) 關(guān)S和24V電源串接，構(gòu)成另一回路。為了使演示清晰和美觀(guān)，可在各試管的 酒精中加入一些鮮艷的顏料，并使三支導(dǎo)管6、 7、 8酒精液柱在同一水平線(xiàn)的 零刻度線(xiàn)——即水平刻度線(xiàn)9的A刻度線(xiàn)上。
實(shí)施例
圖l所示的電路中，R0=2Q, R1=R2=4Q, R3=8Q。電源接24V交流電，合 上開(kāi)關(guān)S，電表A1、 A2指示的電流分別為11-4A和I2=2A,可在黑板上記錄。 此時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察，三支導(dǎo)管6、 7、 8酒精液柱分別以不同的速度上升，差 異非常明顯。學(xué)生可以看到(1) 時(shí)間越長(zhǎng)，液柱越高。說(shuō)明電熱與時(shí)間有關(guān)，時(shí)間越長(zhǎng)，電熱越大。 從單位時(shí)間內(nèi)上升的酒精液柱高度，可以得出電熱與通電的時(shí)間成正比。
(2) 若不看試管1，僅觀(guān)察分析試管2和3的導(dǎo)管7、 8。從圖l中可看出 試管2和3內(nèi)的電阻R2和R3串聯(lián)，電流相等，由于R3〉R2，從液柱高度差可 以看出導(dǎo)管8的液柱高于導(dǎo)管7的液柱。R3=2R2,導(dǎo)管8的液柱高應(yīng)是導(dǎo)管7 的2倍。說(shuō)明電流相等時(shí)，電阻越大電熱越大，電熱與電阻成正比。
(3) 比較電熱與電流時(shí)，遮蓋住試管3及其導(dǎo)管8,僅觀(guān)察試管l和2及其 導(dǎo)管6和7;由于111=112=40, 11=212，導(dǎo)管6中的液柱應(yīng)到刻度線(xiàn)9中的E線(xiàn) 處，導(dǎo)管7中的液柱應(yīng)到刻度線(xiàn)9中的B線(xiàn)處。從而得出電阻相等，電流越 大，電熱越大。再經(jīng)多次的實(shí)驗(yàn)可證明電熱與電流的平方成正比。
權(quán)利要求1、一種焦耳定律演示器，它包括演示板、電源、電阻和電流表，其特征在于還包括間隔固定在演示板(10)面上的三支試管(1、2、3)，各試管(1、2、3)中設(shè)有不同電阻值的所述電阻(R1、R2、R3)和裝滿(mǎn)液體酒精(4)，各試管(1、2、3)的上口都設(shè)有密封管塞(5)，其中的電阻(R1、R2、R3)通過(guò)兩端引線(xiàn)從管塞(5)密封穿出；在各試管(1、2、3)的管塞(5)上穿透管塞并與管塞(5)密封固定聯(lián)接，使其內(nèi)腔與試管內(nèi)腔相通的透明導(dǎo)管(6、7、8)，該透明導(dǎo)管(6、7、8)向上引伸與標(biāo)示在演示板面上的水平刻度線(xiàn)(9)垂直相交。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焦耳定律演示器，其特征在于 各試管(1、 2、 3)中的所述電阻(Rl、 R2、 R3)為電阻絲。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦耳定律演示器，其特征在于試管(2、 3)內(nèi)的電阻(R2、 R3)串接后，又與電表(A2)、開(kāi)關(guān)(S)和 電源串接，構(gòu)成回路；試管(1)內(nèi)的電阻Ul)與一試管外的限流電阻(R0) 串接后，又與電表(Al)、開(kāi)關(guān)(S)和電源串接，構(gòu)成另一回路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種焦耳定律演示器，它包括演示板、電源、電阻和電流表，還包括間隔固定在演示板面上的三支試管，各試管中設(shè)有不同電阻值的電阻和裝滿(mǎn)液體酒精，各試管的上口都設(shè)有密封管塞，其中的電阻兩端通過(guò)引線(xiàn)密封從管塞密封穿出；在各試管的管塞上設(shè)有使其空與試管內(nèi)腔相通的透明導(dǎo)管，該導(dǎo)管向上引伸與演示板面上的水平刻度線(xiàn)垂直相交。該結(jié)構(gòu)的焦耳定律演示器，將電源、開(kāi)關(guān)、電阻和電流表連接構(gòu)成回路。電流流經(jīng)各試管中的電阻產(chǎn)生熱量，受熱膨脹的酒精液沿導(dǎo)管上升。酒精液上升的快慢、高度與流經(jīng)電阻的電流、阻值的大小和通電的時(shí)間相關(guān)，并清晰地在演示板上顯示出來(lái)。適用于通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
文檔編號(hào)G09B23/18GK201237849SQ20082010446
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者黃紹端 申請(qǐng)人:黃紹端