【初中物理】用数字化仪器做电流的热效应实验
今日实验:电流的热效应(来源:沪科版九年级第十六章)
(一)实验材料
电脑1台(Logger Pro软件),采集器LabQuest 2或LabQuest mini 1个,不锈钢温度传感器1个,大电流传感器1个;
1.5V电池若干,单刀双掷开关1个,带夹电线若干,电阻丝2根(一长一短),集气瓶(带开孔橡胶塞)2个。
(二)实验步骤
实验1:电流的热效应与通电时间
(1)将大电流传感器、不锈钢温度传感器通过采集器连接到电脑上;
(2)将长电阻连入电路,1.5V电池4节,按下图完整连好电路(要注意电流传感器的正负极,红色接正极,黑色接负极);
电路图:
(3)采集数据:设置采集时间1000秒,闭合开关,从室温开始采集,时间终了停止采集;
(4)对于同一电路采集时间设置为500秒重复步骤2和3,也从室温开始采集;
(5)比较以上两组实验
实验2:电流的热效应与电流
(1)将大电流传感器、不锈钢温度传感器通过采集器连接到电脑上;
(2)将长电阻连入电路,1.5V电池2节,按下图完整连好电路(要注意电流传感器的正负极,红色接正极,黑色接负极);
(3)采集数据:设置采集时间1000秒,闭合开关,从室温开始采集,时间终了停止采集;
(4)将此实验与实验1中采集时间1000秒的实验对比;
实验3:电流的热效应与电阻
(1)将大电流传感器、不锈钢温度传感器通过采集器连接到电脑上;
(2)将长、短电阻串联连入电路,1.5V电池4节,按下图完整连好电路(要注意电流传感器的正负极,红色接正极,黑色接负极);
(3)采集数据:设置采集时间1000秒,闭合开关,从室温开始采集,时间终了停止采集;
(4)比较此实验中两瓶内的温度;
收好器材,整理实验桌。
(三)实验分析
实验1:
实验2:
实验3:
由以上数据图表,可以知道,电流的热效应与通电时间、电流大小、电阻大小有关,随它们增大而增大。
(四)问题分析
因为每次实验电池消耗大,最好每组实验都换新电池来做。科学家焦耳做了大量实验,发现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。