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今天给各位分享焦耳定律实验的知识,其中也会对焦耳定律实验原理进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注佰雅经济,现在开始吧!
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。1841年,英国物理学家焦耳 发现载流导体中产生的热量Q(称为焦耳热)与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比,这个规律叫焦耳定律。采用国际单位制,其表达式为Q=I²Rt或热功率P=I²R其中Q、I、R、t、P各量的单位依次为焦耳(J)、安培(A)、欧姆(Ω)、秒(s)和瓦特(W)。焦耳定律在串联电路中的运用: 在串联电路中,电流是相等的,则电阻越大时,产生的热越多。焦耳定律在并联电路中的运用: 在并联电路中,电压是相等的,通过变形公式,W=Q=PT=U2/RT.当U一定时,R越大则Q越小。需要注明的是,焦耳定律与电功公式W=UIt只适用于纯电阻电路,即只有在像电热器这样的电路中才可用Q=W=UIt=I²Rt=U²t/R。 另外,焦耳定律还可变形为Q=IRQ(后面的Q是电荷量,单位库仑(C))。需要说明的是和不是焦耳定律,它们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。对电炉、电烙铁、电灯这类用电器,这两公式和焦耳定律是等效的。分析解决由电流通过用电器的放热问题时,应有,这样可以减少错误。

焦耳是19世纪一位自学成才的英国物理学家。在一次实验中,焦耳发现,把金属丝放在水里,水就会发热。他想:“电和热可不可以转化呢?”
为了搞清楚这个问题,他进行了多次实验,并通过精细的测量,1841年,年仅22岁的焦耳得出了后来举世闻名的焦耳定律,并在1年后被俄国物理学家楞次的大量实验结果进一步所证实。但一些权威对他不屑一顾。
自学成才的人有着坚强的意志,焦耳毫不气馁,继续进行着实验。
一次,焦耳参加了一个学术会议,他在会上宣读:“自然界的能量是不会毁灭的,哪里消耗了机械能,总能得到相当的热。”人们面对他的是冷嘲热讽。他相信真理总会被承认的。
焦耳锲而不舍,继续研究着,1847年,他设计了一个非常精巧的实验,测出了比较准确的热功当量的平均数值,该数值和现在所测的数值相差无几,这在当时是非常难得的。热功当量的测定,为最终建立能量转换和守恒定律作出了巨大的贡献。
如图是研究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系
因为我们不能直接地观察到电流到底产生了多少热量,所以我们通过观察瓶里的液体温度(温度计示数),间接的观察,这种方法叫做转换法。
在这个实验中,一共涉及到三个物理量——电流,电阻和热量,而我们只需要研究 ,热量和电阻的关系,所以,我们要保持电流一定(因此我们把两个电阻串联)为了不影响结果,这种方法叫做控制变量法。
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.
焦耳定律实验的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于焦耳定律实验原理、焦耳定律实验的信息别忘了在本站进行查找喔。
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