专利名称：一种电流热效应演示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中学物理实验仪器，尤其涉及一种电流热效应演示装置。
背景技术：
现有的中学物理实验中，所用的演示电流热效应的方法，是用阻值不同的电阻丝在平底烧瓶中加热煤油，并通过观察温度计上的示数大小来判断各金属丝上产生的热量多少。但是，煤油现在市场上不容易购买，实验成本高，操作麻烦，可操作性差，用时过长，且容易造成污染，因此，用煤油吸热升温膨胀来探究电阻丝通电放出热量的多少的，来探究影响电流热效应的方法，即使作为教师演示实验也多不采用，作为学生探究实验就更谈不上啦，不利于学生分组实验时使用，适合作为实验室研究用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是现有的演示装置操作过程复杂、实验成本过高、可操作性差，用时过长，且容易造成污染。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种电流热效应演示装置，包括箱体以及放置在箱体内的演示配件，所述箱体上还设有电流表、变阻器、开关、电源、两个灯座以及四个插孔；所述演示配件包括熔丝、电阻丝、导线、两个灯泡、两块蜡块以及四个金属接线柱；所述金属接线柱可一一对应的插入箱体上的插孔内。作为本实用新型的一种改进方案，所述电流表的刻度盘为双面结构的活动插板，一面为电流表刻度盘，另一面张贴电流热效应实验电路图。本实用新型的优点是既可作为教师在课堂上演示实验用，又可用于学生分组实验用，巧妙集多种电路元件于一体。作为教师演示实验用具有取材方便，能循环使用，实验用时短，可见度大，实验效果好的优点。这样既节约了实验器材，又节省了教师宝贵的课堂时间，演示时还便于教师及时指导学生观察实验现象，利用多种计时方法(如脉搏跳动次数计时等)比较电阻丝放出热量的多少，易于师生互动，也很容易通过定性分析得出电流热效应与哪些因素有关，从而导出焦耳定律的概念。作为学生分组实验使用由于实验操作简单，安全可靠、现象明显、卫生环保，学生完全可以根据电路图自主完成实验探究，利于培养学生动手良好的能力。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是电流热效应演示连接电路图。图3是熔丝作用演示电路图。
具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型做进一步说明。如图I所示，本实用新型包括箱体以及演示配件，所述箱体内设空腔结构的材料盒，演示配件均放置在材料盒内，所述箱体上还设有电流表、变阻器R、开关、电源，两个灯座(演示熔丝作用时装上灯泡)，以及A、B、C、D四个插孔；所述演示配件包括熔丝、灯泡L1和灯泡L2、电阻丝R1和R2、导线、两块蜡块I以及四个金属接线柱；所述金属接线柱可一一对应的插入箱体上的插孔内。所述电流表的刻度盘为双面结构的活动插板，一面为电流表刻度盘，另一面张贴电流热效应实验电路图。实验过程如下I、电流热效应演示实验实验原理Q=I2Rt 从材料盒中取出金属接线柱、蜡块I、两根不同规格的电阻丝Rp R2、导线，电阻丝R1^ R2的材料是镍铬合金丝，长度I1=L2=O. 2m，横载面积S2=2Si，阻值1^=21 2。步骤一将金属接线柱旋转插入A、B、C、D插孔中，按照活动插板上的电流热效应实验电路图，将电阻丝凡、R2 (电阻丝材料相同，横截面不同、长度相等)分别从蜡块I中间小孔穿过，(为增加实验效果，可在电阻丝上涂一层蜡，蜡块I在电阻丝上滑动即可)，再分别连接在A、B与C、D间，前述电路为电源、开关、变阻器、电流表以及电阻丝R1和R2组成的串联电路。电路连接完毕后，将活动插板从电流热效应实验电路图的一面换成电流表刻度盘的一面，闭合开关，调节滑动变阻器，当电流达I. 5A时，大约I分钟，电阻丝R1中间的蜡块1，会因电阻丝R1发热导致石蜡熔化而掉下来；而电阻丝R2中间的蜡块I掉下来的时间大约需要3分钟(提供数据是环境温度10°C左右，影响蜡块I掉下来时间长短有环境温度、蜡块I横截面积的大小，但这些因素都不影响实验效果与实验数据分析得出的结论)。这充分说明在电流、通电时间相等的情况下，电阻大的电阻丝产生的热量多。步骤二 减去前述电路中的一根电阻丝，使电路变成电源、开关、变阻器、电流表以及电阻丝R1或者电阻丝R2组成的串联电路。例如，选用电阻丝R2,并在其上穿好新的蜡块I，连接好后重复实验，当电流达2A时，可以看到电阻丝R2上冒白烟，大约10秒钟，蜡块I因电阻丝R2发热熔化而很快掉下来，时间较上次明显缩短了，实验现象更加明显，电流越大，实验用时越短，这说明电阻一定时，电流越大，相同时间内电阻丝产生的热量越多，且电流大小对通电导体产生的热量多少影响因素大。实验也很容易说明，在电阻和电流的大小不变时，通电时间越长，蜡块I越容易因电阻丝发热熔化而掉下来，产生的热量就越多。实验结论通电导体产生的热量与导体本身的电阻、通电导体的电流以及通电时间有关，导体的电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热
量就越多。蜡块I制作方法如下将蜡烛点燃片刻后吹灭，用小刀截取约0. 5厘米宽一段蜡烛，趁热时截取后很容易把蜡烛芯抽出，这样在蜡烛头中间形成小孔，制作出蜡块I。与现在教材上使用的电流热效应实验装置相比，本实用新型有如下优点演示时用的蜡烛头，因为在实验过程中当电阻丝发热熔化蜡烛后，随着蜡与电阻丝分离又凝固了，致使电阻丝发热熔化了的蜡被切开的口又封闭了，所以蜡块I可以循环使用，这样既节省了时间又节约了实验器材。本实用新型取材方便、操作简单、安全可靠、现象明显、演示时便于教师及时指导学生观察，也很容易通过定性分析导出焦耳定律。本实用新型工作电压是6V，因演示器安全可靠，利于学生分组自主探究实验时使用，学生完全可以根据插板所示的电路图自主安装，完成实验探究，得出结论，从而培养学生动手能力。2、熔丝作用的演示实验步骤一将金属接线柱旋转插入A、B插孔中，用IA的熔丝熔接A、B,灯座L1和L2装上灯泡并联后与熔丝、电流表、变阻器、电源组成串联电路；变阻器与电源之间设有总开关S，L1所在的支路上设有分开关S1 ； 步骤二 闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，当电流达2A时。L2E常发光，观察熔丝正常，电路正常工作。步骤三再闭合开关S1，使通过熔丝的电流增大，熔丝短时间立即熔断切断电路，从而达到保护电路的作用。教材上演示熔丝的作用，使用照明电路，安全性差，不利于学生操作，本实用新型克服这一缺点，具有一器多能的作用。本实用新型壳体采用木质材料,加工生产成本低,对环境无污染。本实用新型方便教师随堂实验，携带方便；也便于学生分组实验用，分装简单方便，既能培养学生动手能力，又能养成学生实验时的良好行为习惯。
权利要求1.一种电流热效应演示装置，其特征是包括箱体以及放置在箱体内的演示配件，所述箱体上还设有电流表、变阻器、开关、电源，两个灯座以及四个插孔；所述演示配件包括熔丝、电阻丝、导线、两个灯泡、两块蜡块以及四个金属接线柱；所述金属接线柱可一一对应的插入箱体上的插孔内。
2.根据权利要求I所述的一种电流热效应演示装置，其特征是所述电流表的刻度盘为双面结构的活动插板,一面为电流表刻度盘，另一面张贴电流热效应实验电路图。
专利摘要本实用新型公开了一种电流热效应演示装置，包括箱体以及放置在箱体内的演示配件，所述箱体上还设有电流表、变阻器、开关、电源，两个灯座以及四个插孔；所述演示配件包括熔丝、电阻丝、导线、两个灯泡、两块蜡块以及四个金属接线柱；所述金属接线柱可一一对应的插入箱体上的插孔内。本实用新型取材方便、操作简单、安全可靠、现象明显、演示时便于教师及时指导学生观察。
文档编号G09B23/18GK202632606SQ20122029148
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者伏开功, 伏周 申请人:伏开功