电解槽工作状态能量分配演示装置的制作方法

本发明涉及一种实验教具，具体涉及一种电解槽工作状态能量分配演示装置。

背景技术：

目前，在高中物理或化学实验教学过程中，讲到电功与电热的关系时，就要讲到电动机和电解槽，在讲解电功W、化学能E、热能Q三者之间的关系时，就要讲到电解槽工作过程的能量分配，传统的方法就是直接理论描述，缺少一种电解槽功能关系能量分配演示仪，使这部分知识的传授缺乏生动性和趣味性。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种电解槽工作状态能量分配演示装置，用于讲解电解槽中电功W、化学能E、热能Q的关系，可使这部分知识的传授充满趣味性和讲解的生动性。

一种电解槽工作状态能量分配演示装置，包括底座、电源、正负接线柱、电解槽、电阻器、电压表A、电压表B、电压表C、电流表A、电压传感器A、电压传感器B、LED灯带A、LED灯带B、LED灯带C、LED灯带D、LED灯带E、开关K、电控板；所述底座上安装了电源和正负接线柱，它们通过导线相连接，所述底座上还安装了电解槽、电阻器，它们相互串联；所述电压表A并联于正负接线柱之间，所述电流表A串联在整个电路中，所述电压表B与电解槽并联，所述电压表C与电阻器并联，所述电解槽还通过导线连接电压传感器A，所述电阻器通过导线连接电压传感器B，所述电压传感器A和电压传感器B通过导线连接电控板，所述电控板通过导线连接底座下方的LED灯带及方向指示灯。

进一步地，所述底座上还安装了两条LED灯带A，其中一条连接LED灯带B及 LED灯带C，另一条连接LED灯带D及LED灯带E。

进一步地，所述底座的下方还安装了能量转换方向指示灯A、方向指示灯B、方向指示灯C。

进一步地，附图的虚线框中所描述的是一个模拟电解槽，它将一台内阻较小的电解槽与一电阻器串联，且电源电压采用6-12V的直流电源，电阻器采用5-50Ω的，以便达到更好的演示效果。

进一步地，接通开关K，电源开始工作，从电压表A、电压表B、电压表C的读数，可得出电压分配关系满足U=U₁+U₂，而从电流表A的读数I可求得电功W=UIt，化学能E=U₁It，电热Q=U₂It，且满足W=E+Q；此时底座下方的能量分配演示装置显示如下现象，所有LED灯带均被点亮，同时，所有能量方向指示灯也被点亮，便于讲解电功W的一部分转化为化学能E，另外一部分转化为热能Q。

进一步地，所述电阻器5为可调电阻，当改变其阻值时，可观察到电压表A6、电压表B7、电压表C8、电流表A9示数的动态变化，可验证电压分配关系仍然满足U=U₁+U₂，能量关系仍然满足W=E+Q。

进一步地，底座下方的LED灯带连接电控板，可实现LED灯带中的指示灯向右侧循环流水的演示效果。

本发明的有益效果在于，在讲解电解槽工作过程及能量分配关系时，可演示电功W、化学能E、热能Q三者之间的关系，且可同步通过下方的能量分配关系图显示出来；使得这部分知识的学习充满趣味性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为本发明的电路原理方框图，

图中：1-底座，2-电源，3-正负接线柱，4-电解槽，5-电阻器，6-电压表A，7-电压表B，8-电压表C，9-电流表A，10-电压传感器A，11-电压传感器B，12- LED灯带A，13-方向指示灯A，14- LED灯带B，15- LED灯带C，16-方向指示灯B，17- LED灯带D，18-LED灯带E，19-方向指示灯C，20- 开关K，21-电控板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，一种电解槽工作状态能量分配演示装置，包括底座1、电源2、正负接线柱3、电解槽4、电阻器5、电压表A6、电压表B7、电压表C8、电流表A9、电压传感器A10、电压传感器B11、LED灯带A12、方向指示灯A13、LED灯带B14、LED灯带C15、方向指示灯B16、LED灯带D17、LED灯带E18、方向指示灯C19、开关K20、电控板21；所述底座1上安装了电源2和正负接线柱3，它们通过导线相连接，所述底座1上还安装了电解槽4、电阻器5，它们相互串联；所述电压表A6并联于正负接线柱3之间，所述电流表A9串联在整个电路中，所述电压表B7与电解槽4并联，所述电压表C8与电阻器5并联，所述电解槽4还通过导线连接电压传感器A10，所述电阻器5通过导线连接电压传感器B11，电压传感器A10和电压传感器B11通过导线连接电控板21，所述电控板21通过导线连接底座1下方的LED灯带及方向指示灯。

所述底座1上还安装了两条LED灯带A12，其中一条连接LED灯带B14及 LED灯带C15，另一条连接LED灯带D17及LED灯带E18。

所述底座1的下方还安装了能量转换方向指示灯A13、方向指示灯B16、方向指示灯C19。

附图的虚线框中所描述的是一个模拟电解槽，它将一台内阻较小的电解槽4与一电阻器5串联，且电源2电压采用6-12V的直流电源，电阻器5采用5-50Ω的，以便达到更好的演示效果。

接通开关K20，电源2开始工作，从电压表A6、电压表B7、电压表C8的读数，可得出电压分配关系满足U=U₁+U₂，而从电流表A9的读数I可求得电功W=UIt，化学能E=U₁It，电热Q=U₂It，且满足W=E+Q；此时底座下方显示如下现象，所有LED灯带均被点亮，同时，所有能量方向指示灯也被点亮，便于讲解电功W的一部分转化为化学能E，另外一部分转化为热能Q。

所述电阻器5为可调电阻，当改变其阻值时，可观察到电压表A6、电压表B7、电压表C8、电流表A9示数的动态变化，可验证电压分配关系仍然满足U=U₁+U₂，能量关系仍然满足W=E+Q。

底座1上一部分的电路通过电压传感器与下方的LED灯带相连，通过电控板21控制LED灯带亮灭情况。

底座1下方的LED灯带连接电控板21，可实现LED灯带中的指示灯向右侧循环流水的演示效果。

本发明的有益效果在于，在讲解电解槽工作过程及能量分配关系时，可演示电功W、化学能E、热能Q三者之间的关系，且可同步通过下方的能量分配关系图显示出来；使得这部分知识的传授充满趣味性，使讲解更生动性，学生更易接受新的知识。