焦耳定律实验是什么?

大连二十高中2023-02-14  24

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。

焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。是英国科学家焦耳于1841年发现的。焦耳定律是一个实验定律,它可以对任何导体来适用,范围很广,所有的电路都能使用。

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。

应用:

从焦耳定律公式可知,电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。若电流做的功全部用来产生热量。即W=UIt。根据欧姆定律,有W=I²Rt。

需要说明的是W=(U^2/R)t是从欧姆定律推导出来的,只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立。例如对电炉、电烙铁这类用电器,这两公式和焦耳定律才是等效的。

使用焦耳定律公式进行计算时,公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路,与欧姆定律使用时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时,应将它们加上角码,以示区别。

注意:W=Pt=UIt适用于所有电路,而W=I²Rt=(U^2/R)t只用于纯电阻电路。

1.实验器材:干电池四节,玻璃棒,若干电阻丝,蜡烛,火柴棒.

2.

制作方法

把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端,绕线匝数比例为1∶8,两线圈相距5cm左右,然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡,使线圈被蜡均匀地包住.点着火柴立即吹灭,靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上,如图1所示.

3.实验步骤

(1)用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电,可看到匝数多的线圈(电阻大)上的火柴杆比匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆先掉.这就表明:在电流强度和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量就越多.

(2)经过较长时间后,匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆也会掉下来.这就说明:通电时间越长,电流产生的热量越多.

(3)用四节电池(增大电源电压)重做上述实验,可看到两根火柴杆都先后很快掉下来.在线圈的温度不太高时,可认为总电阻不变,电压增大时,通过它们的电流增大.这就表明:电流越大,电流产生的热量越多.

焦耳定律实验,煤油吸热多少与其加热时间的长短有关。加热时间越长,吸热越多。焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是: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。

相关信息

1、焦耳定律实验中,电流通过电阻丝产生热量,被煤油吸收,煤油的温度升高、体积膨胀,是通过煤油膨胀程度的大小(管内煤油面的高低)反应电流产生热量的多少。电流产生的热量越多,煤油吸收的热量越多,管内煤油面上升的越高。

2、焦耳定律规定:电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比,通过导体的电流的平方成正比,和通电时间成正比。该定律是英国科学家焦耳于1841年发现的。焦耳定律是一个实验定律,它可以对任何导体来适用,范围很广,所有的电路都能使用。

3、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。

4、焦耳定律实验中吸收相同的热量短时间内温度升高快的液体比热容较小,要想在短时间内达到明显的实验效果,所选液体的比热容应较小。为了在短时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于水的比热容大于煤油的比热容。吸收相同的热量,温度变化不明显。


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