CN209118569U - 一种焦耳定律演示器 - Google Patents

Abstract

一种焦耳定律演示器，包括一号瓶、二号瓶、电池盒、细玻璃管、瓶塞、一号电阻丝、二号电阻丝，一号瓶和二号瓶形状规格相同，一号瓶内装有一号电阻丝，二号瓶内装有二号电阻丝，一号电阻丝、二号电阻丝、电池盒形成串联电路，电池盒包括第一电池、第二电池、第三电池，电池盒的侧壁上设有滑动片，通过滑动片在电池盒的侧壁上往复运动，能够使铜片交替接触第一电池、第二电池或第三电池负极位置的凸起触点，改变电路电流。本实用新型相比传统焦耳定律演示仪器减少了电流表、滑动变阻器等仪器仪表，结构在理论上减少了可能产生测量误差的点，在不可避免的误差上减小了误差的范围。

Description

一种焦耳定律演示器

技术领域

本实用新型涉及一种验证物理现象的器材，特别是一种焦耳定律演示器。

背景技术

焦耳定律揭示了一种电流的热效应现象，单位时间内电流产生的热量与电阻成正比，与电流的平方成正比，而在进行实验的过程中，电流是比较容易检测的，但是热量的测量是难以精确的。

申请号CN91221825.8的实用新型专利公开了一种焦耳定律演示仪，其技术方案是在T形木架上固定两只同容积玻璃瓶，将阻比为1比2的两根电阻丝分别密闭其中，两瓶胶塞上分别装有同规格玻璃管，管内装有等量色水，以指示瓶内空气受热后体积变化。但是，其玻璃瓶没有隔绝光照，也没有保温措施，理论上会受到较大的热传递影响，造成热量测量上的误差，并且实验用的仪器仪表数量也较多；还有一个难以控制的点在于其玻璃管内装有的色水，在实验开始时，如何保证两根玻璃管中的色水位于同一高度是一个难点，也是一个会产生误差的点。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种焦耳定律演示器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种焦耳定律演示器，包括一号瓶、二号瓶、电池盒、细玻璃管、瓶塞、一号电阻丝、二号电阻丝，一号瓶和二号瓶形状规格相同，一号瓶内装有一号电阻丝，二号瓶内装有二号电阻丝；一号瓶和二号瓶的瓶口下方均设有形状规格相同的盛液槽，瓶口塞有瓶塞，瓶塞上开有导线插口和玻璃管插口，细玻璃管穿过玻璃管插口竖直插入一号瓶和二号瓶内，细玻璃管的底端接触盛液槽的槽底；电池盒包括第一电池、第二电池、第三电池，第一电池的正极连接电池盒侧壁上的正极片，第一电池的负极通过连接片连接第二电池的正极，第二电池的负极通过连接片连接第三电池的正极，第三电池的负极连接固定在电池盒底面的负极片；连接片和负极片上均设有凸起触点，电池盒的侧壁上设有滑动片，滑动片上设有铜片，滑动片在电池盒的侧壁上往复运动，能够使铜片交替接触第一电池、第二电池或第三电池负极位置的凸起触点；一号电阻丝的一端通过导线连接二号电阻丝，导线从导线插口穿过，二号电阻丝再通过导线连接铜片，一号电阻丝的另一端通过导线连接正极片，一号电阻丝、二号电阻丝、电池盒形成串联电路。

进一步的，一号电阻丝、二号电阻丝、电池盒形成的串联电路中包括一个串联的小灯珠。

进一步的，一号瓶和二号瓶均套在保温套中。

进一步的，细玻璃管紧贴有刻度尺，瓶塞上设有紧靠玻璃管插口的刻度尺插口。

进一步的，刻度尺上起始刻度的高度等于盛液槽的深度。

进一步的，瓶塞上的导线插口、玻璃管插口、刻度尺插口相应插上导线、细玻璃管、刻度尺后保持气密性。

进一步的，保温套为深色。

进一步的，一号电阻丝与二号电阻丝的阻值比为1比2或1比3。

本实用新型的有益效果是：实验瓶隔绝光照，有保温措施，不容易造成热量测量上的误差，并且需要的实验工具少；在实验开始时，能够保证两根玻璃管中的色水位于同一高度，有效减小误差。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构立体图；

图2为本实用新型的一号瓶瓶口局部放大图；

图3为本实用新型的瓶塞结构俯视图；

图4为本实用新型的二号瓶瓶塞安装部件示意图；

图5为本实用新型的电池盒结构俯视图；

图6为本实用新型的电池盒局部放大立体图。

图中：一号瓶1；二号瓶2；电池盒3；第一电池31；第二电池32；第三电池33；正极片34；负极片35；滑动片36；铜片361；连接片371；细玻璃管4；刻度尺41；瓶塞5；导线插口51；玻璃管插口52；刻度尺插口53；盛液槽6；一号电阻丝7；二号电阻丝8；小灯珠9；保温套10。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案更加清楚明白，下面结合附图具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-6所示，一种焦耳定律演示器，包括一号瓶1、二号瓶2、电池盒3、细玻璃管4、瓶塞5、一号电阻丝7、二号电阻丝8，一号瓶1和二号瓶2形状规格相同，一号瓶1内装有一号电阻丝7，二号瓶2内装有二号电阻丝8；一号瓶1和二号瓶2的瓶口下方均设有形状规格相同的盛液槽6，瓶口塞有瓶塞5，瓶塞5上开有导线插口51和玻璃管插口52，细玻璃管4穿过玻璃管插口52竖直插入一号瓶1和二号瓶2内，细玻璃管4的底端接触盛液槽6的槽底；电池盒3包括第一电池31、第二电池32、第三电池33，第一电池31的正极连接电池盒3侧壁上的正极片34，第一电池31的负极通过连接片37连接第二电池32的正极，第二电池32的负极通过连接片37连接第三电池33的正极，第三电池33的负极连接固定在电池盒3底面的负极片35；连接片37和负极片35上均设有凸起触点371，电池盒3的侧壁上设有滑动片36，滑动片36上设有铜片361，滑动片36在电池盒3的侧壁上往复运动，能够使铜片361交替接触第一电池31、第二电池32或第三电池33负极位置的凸起触点371；一号电阻丝7的一端通过导线连接二号电阻丝8，导线从导线插口51穿过，二号电阻丝8再通过导线连接铜片361，一号电阻丝7的另一端通过导线连接正极片34，一号电阻丝7、二号电阻丝8、电池盒3形成串联电路。

进一步的，一号电阻丝7、二号电阻丝8、电池盒3形成的串联电路中包括一个串联的小灯珠9。能够通过亮度变化直观示意电流的大小。

进一步的，一号瓶1和二号瓶2均套在保温套10中。防止实验中电阻丝的热量外泄。

进一步的，细玻璃管4紧贴有刻度尺41，瓶塞5上设有紧靠玻璃管插口52的刻度尺插口53。

进一步的，刻度尺41上起始刻度的高度等于盛液槽6的深度。用于保证一号瓶和二号瓶中放入的细玻璃管中色水的起始高度完全相同。

进一步的，瓶塞5上的导线插口51、玻璃管插口52、刻度尺插口53相应插上导线、细玻璃管4、刻度尺41后保持气密性。防止漏气影响实验中气体体积的测量。

进一步的，保温套10为深色。防止外界光照带来的实验误差。

进一步的，一号电阻丝7与二号电阻丝8的阻值需要已知，优选的，一号电阻丝7与二号电阻丝8的阻值比为1比2或1比3。

进行实验时，首先往一号瓶1和二号瓶2的盛液槽6中加满色水直到略溢出，保证色水深度相等，然后如图4所示安装好二号瓶2瓶塞5的部件，一号瓶1按相同步骤安装导线、一号电阻丝7、细玻璃管4刻度尺41；在电池盒3中的第一电池31、第二电池32、第三电池33安装完成后，将滑动片36与凸起触点371错开不接触，保持电路开路。第一电池31、第二电池32、第三电池33为同电压的电池，通过滑动滑动片36与不同凸起触点371接触来改变接入电路的电池数，如图5和6所示，当滑动片36接触第一电池31负极位置的时候，电路中接入一节电池的电压，而滑动到第二电池32负极位置的时候，接入两节电池的电压，滑动到第三电池33负极位置的时候，接入三节电池的电压，因为电路的电阻没变（电池内阻忽略不计），所以电流可以视为依次变为1倍、2倍、3倍，而一号瓶1和二号瓶2获得的热量可以通过细玻璃管4中的色水升高的高度来判断（根据理想气体状态方程可以推断出气体体积膨胀变化和气体吸收的热量成正比），因此可以探究焦耳定律中Q和I的关系。而Q和R的关系可以通过比较一号瓶1和二号瓶2中一号电阻丝7与二号电阻丝8产生的热量差异来验证。

本实用新型相比传统焦耳定律演示仪器减少了电流表、滑动变阻器等仪器仪表，结构在理论上减少了可能产生测量误差的点，在不可避免的误差上减小了误差的范围，有显著进步。

以上实施例在相互不对立的情况下可以相互组合，达到进一步的技术方案。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种焦耳定律演示器，包括一号瓶（1）、二号瓶（2）、电池盒（3）、细玻璃管（4）、瓶塞（5）、一号电阻丝（7）、二号电阻丝（8），其特征在于：所述一号瓶（1）和所述二号瓶（2）形状规格相同，所述一号瓶（1）内装有所述一号电阻丝（7），所述二号瓶（2）内装有所述二号电阻丝（8）；所述一号瓶（1）和所述二号瓶（2）的瓶口下方均设有形状规格相同的盛液槽（6），瓶口塞有瓶塞（5），所述瓶塞（5）上开有导线插口（51）和玻璃管插口（52），所述细玻璃管（4）穿过所述玻璃管插口（52）竖直插入所述一号瓶（1）和所述二号瓶（2）内，所述细玻璃管（4）的底端接触所述盛液槽（6）的槽底；所述电池盒（3）包括第一电池（31）、第二电池（32）、第三电池（33），所述第一电池（31）的正极连接所述电池盒（3）侧壁上的正极片（34），所述第一电池（31）的负极通过连接片（37）连接所述第二电池（32）的正极，所述第二电池（32）的负极通过连接片（37）连接所述第三电池（33）的正极，所述第三电池（33）的负极连接固定在所述电池盒（3）底面的负极片（35）；所述连接片（37）和所述负极片（35）上均设有凸起触点（371），所述电池盒（3）的侧壁上设有滑动片（36），所述滑动片（36）上设有铜片（361），所述滑动片（36）在所述电池盒（3）的侧壁上往复运动，能够使所述铜片（361）交替接触所述第一电池（31）、所述第二电池（32）或第三电池（33）负极位置的所述凸起触点（371）；所述一号电阻丝（7）的一端通过导线连接所述二号电阻丝（8），导线从所述导线插口（51）穿过，所述二号电阻丝（8）再通过导线连接所述铜片（361），所述一号电阻丝（7）的另一端通过导线连接所述正极片（34），所述一号电阻丝（7）、所述二号电阻丝（8）、所述电池盒（3）形成串联电路。

2.根据权利要求1所述的一种焦耳定律演示器，其特征在于：所述一号电阻丝（7）、所述二号电阻丝（8）、所述电池盒（3）形成的串联电路中包括一个串联的小灯珠（9）。

3.根据权利要求1所述的一种焦耳定律演示器，其特征在于：所述一号瓶（1）和所述二号瓶（2）均套在保温套（10）中。

4.根据权利要求1所述的一种焦耳定律演示器，其特征在于：所述细玻璃管（4）紧贴有刻度尺（41），所述瓶塞（5）上设有紧靠所述玻璃管插口（52）的刻度尺插口（53）。

5.根据权利要求4所述的一种焦耳定律演示器，其特征在于：所述刻度尺（41）上起始刻度的高度等于所述盛液槽（6）的深度。

6.根据权利要求4所述的一种焦耳定律演示器，其特征在于：所述瓶塞（5）上的所述导线插口（51）、所述玻璃管插口（52）、所述刻度尺插口（53）相应插上导线、细玻璃管（4）、刻度尺（41）后保持气密性。

7.根据权利要求3所述的一种焦耳定律演示器，其特征在于：所述保温套（10）为深色。

8.根据权利要求1所述的一种焦耳定律演示器，其特征在于：所述一号电阻丝（7）与所述二号电阻丝（8）的阻值比为1比2或1比3。