焦耳定律实验探究
实验5-12验证焦耳定律
return
实验5-12验证焦耳定律
• 一.实验根本要求 • 二.主要实验内容 • 三.实验仪器简介 • 四.实验本卷须知 • 五.思考题
1.实验根本要求 • 1、学会正确使用量热器。 • 2、稳固电流做功及焦耳热方面的知识。 • 3、验证焦耳定律。
return
二.主要实验内容
1、将油品和内筒送到冰箱内冷却至温度比室温低 6—80C。 2、照图连接线路,翻开电源预热,调节电压旋钮稳压 为U=3v。 3、闭合K立即计时,并记录下油品初始温度T1,加热过程
中要不断搅拌,使油品和内筒温度均匀。 4、加热过程中,每隔2min记一次电流和电压值,最后取平
均值带入公式(5-54)进展计算,并计算其不确定度.。 5、当油品温度快要到达预期的温度值时,切断电源并同
时停顿计时,再搅拌1—2min, 注意观察温度计,当升至 最高温度时,记下温度T2。 6、将内筒和油品放到药物天平上进展称量,记下读数m须知
1、将装有油品的内筒送到冰箱内降温(内筒质量标 在筒或底部)
2、接线调节电流加温油品 3、测量过程中如果发生故障必须从头重新测定 4、油品质量在加热过程完毕以后称量 5、注意不要把油品弄到实验盘的外面
return
五、思考题
1、请写出Q放和Q吸的不确定度的计算公式。 2、在本实验中，系统的初始温度，终了温度以及室
return
三.实验仪器简介
本实验主要实验仪器:1、量热器2、直流稳压电源3、伏特表4、电流表5、导线
6、开关7、托盘天平8、秒表9、油品10、冰箱等
d
c
2
1
7
焦耳定律实验
焦耳定律在新能源技术中的探讨
• 分析新能源技术中的电热转换过程 • 为新能源技术的发展提供理论支持
焦耳定律在未来科学研究中的展望
未来科学研究
• 探索新型电热转换技术和方法 • 研究焦耳定律在更多领域的应用
展望
• 焦耳定律将在未来科学研究中发挥重要作用 • 为科学发展和技术进步提供理论支持
改进措施
• 优化实验方法和步骤 • 提高实验精度和可靠性
05
焦耳定律实验的拓展与探究
焦耳定律在热能转换中的应用
热能转换原理
• 利用电热转换产生的热量进行热能转换 • 如：电热炉、热水器等
焦耳定律在热能转换中的应用
• 优化热能转换设备的设计 • 提高热能转换效率
焦耳定律在新能源技术中的探讨
新能源技术
CREATE TOGETHER
DOCS
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
01 检查实验器材和设备
• 确保电流表、电阻丝、温度计等设备正常工作
02 安装电阻丝和温度计
• 将电阻丝固定在支架上 • 将温度计放置在电阻丝附近
03 连接电源
• 将电源的正负极分别连接到电阻丝的两端
实验操作步骤与流程
开启电源
01
• 逐渐增加电流，记录电流值 和电阻丝的温度
数据记录 -每 隔一段时间记 录一次温度值
02
• 同时记录电流值和电阻值
实验结束
03
• 当电阻丝达到预定温度时， 关闭电源
实验数据记录与分析方法
数据记录
• 记录实验过程中的电流值、电阻值和温度值
数据分析
• 利用焦耳定律公式计算产生的热量 • 分析电流、电阻和温度之间的关系
焦耳定律实验
《焦耳定律实验》是初中物理教材中非常重要的验证性演示实验，其常规实验装置及实验操作如下：（一）探究电流产生的热量与通电时间是否有关图1和图2分别是实验电路和实物图。
进行试验时，按图1连接电路，检查无误后接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。
保持电流的大小不变，每隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
实验结果显示：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。
（二）探究电流产生的热量与电流大小是否有关取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，仍按上图方式连接电路。
闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。
将此次测量的温度与上次温度相比，可知：对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明电流越大，电流产生的热量越多。
（三）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有初始温度相同（记为t0）、等质量（记为m0）煤油的玻璃瓶，按如图所示的电路将实验器材连接起来检查无误后接通电源，通电一定时间后，记录两个玻璃瓶内煤油的温度。
实验结果显示：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻越大，电流产生的热量越多。
我根据上述步骤，利用课余时间做过多次实验，发现实验中温度计上升很慢，在课堂上要完成上述步骤（一），（二）还勉强能完成，但要完成步骤（三），让升上的温度计示数降下来再上升进行观察比较，一节课难以完成任务。
所以很多教师为了完成教学任务，常常是变做实验为讲实验，或利用多媒体课件演示，实验配置成为摆设。
综上所述，该实验装置比较复杂，密闭要求高，显示速度慢，可见度小，耗时长。
主要存在以下三点不足：第一，不能同时演示热量跟电流、热量跟电阻的关系；在说明电流越大，产生的热量越多的原理时，要分两次实验进行，不同的电流值所产生的液体高度不能直接比较；另外要待两只烧瓶内的温度计降到原来的示数并改变电流后才能做第二次，事实上烧瓶中的煤油加热容易，降温难，需很长时间温度计才能回到原来的示数。
专题：焦耳定律及实验
专题：焦耳定律及其实验焦耳定律：一电流的热效应电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。
二、常见的各种电热器（电流的热效应）三通电导体产生的热量跟哪些因素有关？关系怎样？方案1在通电电流和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电阻的关系：电路图：结论：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，导体产生的热量越多。
方案2在电阻和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电流的关系。
电路图：方案3在电流和电阻相同的条件下研究通电导体产生的热量跟通电时间的关系。
电路图：四焦耳定律焦耳简介：焦耳（1818～1889），英国物理学家。
他极力想从实验上去证明能量的不灭。
对发现和确立能量守定律作出了主要贡献。
1840年，焦耳经过了多次通电导体产生热量的实验发现电能可以转化为热能，并且得出了一条定律，导体在一定时间内放出的热量同电路的电阻以及电流强度二次方的乘积成正比，即焦耳定律。
焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍继续探讨各种运动形式之间的能量守恒和转化的关系。
1843年，发现了热功当量，并测出其数值。
1850年，他又写了《论热功当量》的论文，总结和分析了以往工作的结果。
以后，焦耳继续改进实验方法，不断提高实验的精确度，最后得到热功当量的值比现在的公认的值只小0.7%，从当时的条件来看，这样的精确度是惊人的。
焦耳在科学道路中勇于攀登，不怕困难，精益求精的精神，很值得大家学习。
焦耳定律内容：学习目标1、能系统掌握电学、热学各计算式及规律；2、会通过分析题意，正确构建解题思路；3、形成严谨的审题、解题习惯。
电学、热学有关公式及规律1、热学公式Q吸=cm△t升Q放=cm△t降Q放=mq规律：液体沸点与气压的关系及沸腾特点2、电学公式P=UI=U2/R-----R=U2/PQ=I2Rt= U2t/RQ=W=UIt=Pt规律：用电器的实际功率随实际电压的改变而改变3、热学电学综合不计热损失: Q吸=Q放（W）计热损失:η=Q吸/W英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。
探索焦耳定律的实验
温度测量
在温度测量中，常用热电偶或热电阻作为温度传感器。焦耳定 律可用于计算传感器在测量过程中产生的热量，从而实现对温 度的精确测量。
电动汽车
电动汽车中的电池组在充电和放电过程中会产生热量。利用焦 耳定律可以计算电池组的发热功率，从而指导电动汽车的电池 管理和热设计。
数据一致性
多次实验的结果表现出良好的一致性，进一步证实了焦耳定律的可靠性。
对焦耳定律的理解加深
热量与电能转换关系
通过实验，深入理解了电能转换为热量的过程，以及影响热量产生的因素。
焦耳定律适用范围
认识到焦耳定律适用于纯电阻电路，对于非纯电阻电路需要考虑其他因素。
实验在物理教学中的意义
1 2
理论与实践结合
焦耳定律的应用
实验中通过测量不同电流、电阻和通 电时间下产生的热量，来验证焦耳定 律的公式Q = I²Rt。
02
实验器材与步骤
实验器材
电源
提供稳定的电压和电流。
电阻丝
作为发热元件，将电能转化为热 能。
温度计
测量电阻丝的温度变化。
绝热容器
减少热量散失，使实验结果更准 确。
电压表
测量电阻丝两端的电压。
注意事项
01
电源电压和电流应保持 稳定，以确保实验结果 的准确性。
02
电阻丝的选择应适当， 其阻值不宜过大或过小 ，以免影响实验效果。
03
温度计的放置位置应准 确，以确保能够准确测 量电阻丝的温度变化。
04
在实验过程中，应注意 安全，避免触电或烫伤 等危险情况的发生。
焦耳定律
解： P =UI =
U2 R
（220v）2 = 1210Ω = 40w
Q = W = Pt = 40w × 10× 60s=2.4 ×104J
4、某校师生自制一台电烘箱，当通过的电流是5A时， 每分钟产生6.6 × 104J的热量，求电烘箱的功率和工作 时的电阻。
A
R=5Ω I1
I = 2I1 R=5Ω
结论：
•在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个 电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。
反馈训练
1、某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生 的多少焦耳的热量？
解：Q = I2Rt = (2A)2× 2Ω×60s=480J
2、一只额定功率是450w的电饭锅，在额定电压下使用， 每分钟产生多少热量？
解：Q = W = Pt = 450w ×60s=2.7 ×104J
3、一只电烙铁额定电压220v，在额定电压下工作时
焦耳
自学交流一
内容：阅读100页焦耳定律，建议C、D回答下列问题 时间：4分钟 方法：先自学，后组内交流
1、焦耳定律内容： 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，跟通电时间成正比。
2、公式：Q = I2Rt
3、热量的单位：焦耳（J）
想想议议
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热 得发红，而导线却几乎不发热?
《焦耳定律》优秀教案(精选9篇)精选全文
可编辑修改精选全文完整版《焦耳定律》优秀教案《焦耳定律》优秀教案（精选9篇）作为一名无私奉献的老师，很有必要精心设计一份教案，教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。
那么你有了解过教案吗？下面是小编收集整理的《焦耳定律》优秀教案，仅供参考，希望能够帮助到大家。
《焦耳定律》优秀教案篇1一、教学目标：1、知识和技能目标：知道电流的热效应，理解焦耳定律的内容、公式及其运用，知道电热器的原理及构造。
2、过程与方法目标：要求学生能从感知事物→提出问题→自己设计→动手动脑探究科学规律中体会科学研究的方法，学会科学探究、知识迁移的方法，培养学生的科学研究的能力。
3、情感态度与价值观目标：激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，培养学生的辩证唯物主义精神，渗透实事求是和科学献身教育，激励学生努力学习。
二、教学重点与难点如何引导学生进行科学探究；如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法，培养科学研究的能力。
三、教法与学法将学生分组，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强组内同学间的合作、讨论和交流，加强师生间相互反馈，以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题。
开学时就将学生4人一组分组，分组时男女生分开后，自由组合，便于讨论与交流，随着学习的深入，可适当调整小组成员，每个组至少有一个好的同学能起到小老师的作用，带领小组同学开展自主式学习。
四、教具与学具学生用：铁架台、学生电源、大号试管和温度计各三支、导线若干、量筒、煤油、电阻丝（5、10、10欧各一根，教师课前用电炉丝截取并焊好导线）。
每小组一套。
教师用：与学生的基本相同，温度计改用数字的，另加各种电热器（电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等）、多媒体课件及教学平台。
五、探究实验：研究通电导体产生的热量跟电流、电阻和时间的关系。
六、教学活动实录（部分）：（一）导入新课师：（教师出示电饭锅，白炽灯、电风扇）这几种电器各有什么功能？生：煮饭、照明、吹风。
通过焦耳定律验证能量守恒的实验方法
通过焦耳定律验证能量守恒的实验方法能量是物理学中一个非常重要的概念，能量守恒原理是指在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。
为了验证能量守恒原理，科学家们进行了许多实验。
其中，通过焦耳定律验证能量守恒是一种常见的实验方法。
本文将介绍这个实验方法以及其步骤与原理。
焦耳定律是指当电流通过一段电阻时，电阻内部会产生热量。
热量的产生与电流的大小和电阻的阻值有关。
焦耳定律可以表示为Q=I^2Rt，其中Q表示热量的大小，I表示电流的强度，R表示电阻的阻值，t表示电流通过电阻的时间。
根据焦耳定律，可以通过测量热量的方式验证能量守恒原理。
为了进行这个实验，我们需要准备以下材料和设备：1. 一个电阻丝2. 一个直流电源3. 一个电压表4. 一个电流表5. 一个计时器6. 一些导线7. 一个温度计8. 一个容器（用于接收产生的热量）下面是该实验的步骤：1. 将电阻丝连接到直流电源，并将电压表和电流表分别连接到电阻丝两端，用导线连接。
2. 打开电源，设置合适的电压和电流值，记下电流的强度和电阻的阻值。
3. 启动计时器开始计时，记录电流通过电阻的时间。
4. 将温度计放入容器中，测量容器内的初始温度。
5. 当电流通过电阻丝时，观察容器内温度的变化，并记录最终的温度。
6. 根据温度的变化计算热量的大小，使用焦耳定律公式Q=I^2Rt进行计算。
7. 比较计算得到的热量与实际观察到的热量是否相符。
如果相符，说明能量得到了守恒。
实验原理：通过实验中测量的电流强度、电阻阻值和时间，结合焦耳定律公式Q=I^2Rt，可以计算出通过电阻丝所产生的热量。
这个热量可以作为能量的一种表现形式。
根据能量守恒原理，系统中的能量在转化过程中不会损失，因此，在这个实验中，通过比较计算得到的热量和实际观察到的热量，可以验证能量守恒的原理是否成立。
总结：通过焦耳定律验证能量守恒的实验方法是一种简单而有效的方法。
它通过测量电流、电阻和时间，并计算出产生的热量来验证能量守恒原理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
@
1、如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端．
（1）实验中通过观察U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少．这种实验方法叫．下面实验也用这种实验方法的是．
A．认识电压时，我们用水压来类比 B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
（2）装置中的U形管（选填“是”或“不是”）连通器．
（3）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系，通电一段时间，（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多．
|
（4）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关
系，通电一段时间，（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多．
2、如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝，
瓶中插入温度计a、b。
(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油。
闭合开关一段时间，可以通过情况，判断电阻丝产生热量的多少，在此采用的方法是。
（2）此方案是探究和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与大小的关系。
(3)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻
值时，可以比较不同物质的吸热能力。
若温度计a比温度计b
温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是C甲 C乙(填“大于”
“小于”或“等于”)。
[
3、小明要用图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系．其
中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同．
（1）请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整．
（2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此，在这个实验中是通过显示电流产生热量的多少的．象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫法．（填“转换法”，“控制变量法”，或“等效替代法”）
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有．
（4）在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则瓶内温度计的示数升高的多．
4、为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如下图所示的家甲、乙两种装置，他将两端阻值不同的电阻丝（R1<R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。
$
（1）在这个实验中，电流产生的热量多少是通
过体现出来的，像这种用能直接观测
的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学
研究中经常用到，请举一例：
（2）甲装置可探究电流产生的热量与的关
系。
（3）在装置甲、乙的来两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的
变化情况可探究电流产生的热量与的关系。
（4）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气
球（填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多。
（5）教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与图中的相同）。
比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是，理由是：
】
5、用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。
（1）实验中通过观察来比较电流产生的热量的多少。
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不是用水，主要是由于_____。
（3）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装
入、的同种液体。
（4）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能。
（5）实验结论是。
（6）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与的关系。
你还需要的操作是____________________
~
6、小刘同学在探究“电流与电阻的关系”时，用到如下器材：电源电压6V、电流表、电压表各一只、定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个，滑动变阻器标有
“20Ω 1A”字样、开关一只。
设计实验电路图如图18所示，实验数据如下表：
（1）根据表中数据可知电阻R两端电压U=____________V。
电阻
5101520
R /Ω
（2）测量了5Ω的定值电阻两端的电压和电流后, 换上10Ω的定
值电阻后，闭合开关，为了保证 不变, 此时应将滑片P 向_____ （选填“左”或“右”）移（3）小刘把30Ω的定值电阻接入电路, 不论怎样调节滑动变阻器都不能满足设定的电压值， 其原因
是 。
7、现有下列器材：学生电源（6V ），电流表（0﹣，0﹣3A ）、电压表（0﹣3V ，0﹣15V ）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系” ~
（1）请根据图19甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路．（要求连线不得交叉）
（2）连接电路时，开关应该 ．
（3）闭合开关前，滑动变阻器滑片P 应该位于 端（选填“A ”或“B ”）．
（4）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I 随电阻R 变化的图象．由图象可以得出结
论
（5）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R 换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向 （选填“A ”或“B ”）端移动滑片，使电压表示数为 V 时，读出电流表的示数．
（6）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 ．
Ω Ω Ω ．
？ 电流I /A
0 .15。