初中焦耳定律实验和相关例题如下:
实验:
1. 实验目的:通过实验验证焦耳定律,掌握焦耳定律的内容以及公式的适用范围。
2. 实验器材:电源、电热丝、电流表、电压表、滑动变阻器、烧杯和水。
3. 实验步骤:
a. 连接电路,确保连接无误。
b. 调整滑动变阻器,使电路中的电阻最大。
c. 闭合开关,调节滑片,使电压表的示数为定值电压,同时记录电流表和电压表的示数。
d. 断开开关,取下烧杯中的液体,用温度计测量液体温度。
e. 重复实验三次,求出三组数据。
例题:
1. 有一个电热器,它的电阻是220欧姆,接在照明电路中,通电1分钟,电流做了多少焦耳的功?
2. 一个电热器接在220伏的电源上,电流是5安培,通电1分钟产生的热量是多少焦耳?
解答:
1. 根据焦耳定律Q=I²Rt可知,电流做的功为W=I²Rt=(220A)² × 220Ω × 60s=7.99999999999998×10^6J。
2. 根据焦耳定律Q=W=UIt可知,产生的热量为Q=UIt=220V × 5A × 60s=6.6×10^4J。
以上就是初中焦耳定律实验和相关例题的解答。焦耳定律是描述电流通过导体时产生热效应的规律,同学们在做实验时要注意控制变量法的应用,同时要理解好公式中各个量的含义和单位。
焦耳定律实验
焦耳定律实验中,电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间有关。可以通过烧红的电阻丝与白炽灯的对比,来证明焦耳定律。例题:
小明设计了如下图的电路图,电源电压不变,R为一定值电阻,当开关S闭合时,在相同时间内A1示数与A2示数之比为______。
【分析】
本题考查了焦耳定律的应用,关键是知道电流表测通过R的电流。
【解答】
当开关S闭合时,电路为R的简单电路,电流表A1测通过R的电流,电流表A2测干路电流;由于串联电路中各处的电流相等,所以通过R的电流与通过灯泡L的电流相等,根据焦耳定律可知,在相同时间内A1示数与A2示数之比为$1$∶$2$。
故答案为:$1$∶$2$。
相关例题
例题:某同学在做“用滑动变阻器改变电路中的电流”的实验中,连接了如图所示的电路。电源电压为6V且保持不变,他首先将滑动变阻器的滑片移到最右端,此时滑动变阻器连入电路的阻值为最大值。当他将滑片向左移动时,电流表的示数将( )
A.变大 B.变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
【分析】
本题考查了滑动变阻器的使用和欧姆定律的应用。根据滑动变阻器的使用方法分析答题;移动滑动变阻器的滑片可以改变连入电路电阻丝的长度,从而改变连入电路电阻的大小;根据欧姆定律分析电流的变化情况。
【解答】
由图可知,滑动变阻器接左下接线柱,滑片移到最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大值;当滑片向左移动时,接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小;由欧姆定律可知,电路中的电流变大;故选A。
初中焦耳定律实验是电学中的一个重要实验,主要探究电流通过电阻产生的热量与电流、电阻和时间的关系。这个实验涉及到一些关键点,例如实验装置的正确连接、温度计的选择和使用、以及数据的分析和解释等。以下是一些常见问题和例题:
问题1:实验中为什么用水浴法控制温度?
答:用水浴法控制温度是因为热传导需要时间,而热量传递需要一个温度梯度,通过水的传导作用,可以减小温度梯度,使温度变化更均匀,从而更准确地测量热量。
例题:一个10欧的电阻在5A的电流下通电1小时,求产生的热量。
问题2:实验中为什么要保持电阻R一定?
答:在焦耳定律实验中,电流通过电阻产生的热量与电阻成正比。保持电阻R一定是为了排除其他因素对实验结果的干扰,确保热量只与电流和时间有关。
例题:一个10欧的电阻在5A的电流下通电1小时,如果换成一个20欧的电阻,求产生的热量。
问题3:实验中如何正确使用温度计?
答:在使用温度计时,应确保其玻璃泡完全浸入被测液体中,并保持一段时间后再取出。同时,要避免温度计与容器壁接触,以免影响测量结果。
例题:一个电热丝在5A的电流下通电1小时,求产生的热量。需要使用什么工具测量温度?如何使用?
这些问题和例题涵盖了焦耳定律实验的关键点和操作方法,有助于学生更好地理解和掌握这个实验。同时,通过解答这些问题和完成例题,学生可以加深对实验原理、操作步骤和数据分析的理解,为电学的学习打下坚实的基础。