一种用于物理教学的焦耳定律实验装置制造方法及图纸

一种用于物理教学的焦耳定律实验装置，包括两根电阻值不同的电阻丝、开关、电池以及电池盒；两根电阻丝呈直线状并且长度相等地悬空地固定在面板上，所述面板左右两侧分别固定有弹性金属片，以将火柴挤压到电阻丝上，其特征在于：所述面板的背面固定有数棵磁体，所述开关设置在“L”形开关架上，所述开关架的背面固定有磁体，所述电池盒固定在电池底板上，电池底板的背面固定有数棵磁体。所述电池为串联的四节18650可充电锂电池。有益效果是：将整套实验器材磁附在黑板上做实验，可见度及操作的便利性得到大幅度地提升，方便教师边进边实验。充电一次，可以多班做实验，易于制作，携带及操作都很方便。作都很方便。作都很方便。

【技术实现步骤摘要】
一种用于物理教学的焦耳定律实验装置


[0001]本技术属于中学物理教学仪器
，尤其涉及一种用于物理教学的焦耳定律实验装置。

技术介绍

[0002]焦耳定律是中学物理的重要内容及重要实验，现有实验方式是用电阻丝加热瓶内空气，然后用相连玻璃管中液面的高低来显示温度。比如，教育科学出版社九年级上册第94页的实验方案是：制作3个如图1所示的“灯泡”，其内金属丝分别选用电阻值相同的镍铬合金丝2条和电阻值不同的镍铬合金丝1条。瓶盖中间打一孔，插入带有红色液柱的细玻璃管，给金属丝通电，观察玻璃管中红色液柱的上升情况，就可以比较电流通过镍铬合金丝产生的热量。
[0003]取三个“灯泡”内电阻丝的电阻分别为R1、R2、R3，其中R1= R2 < R3，分两步进行实验：
[0004]1、如图1所示，取两个电阻值不相等的“灯泡”内电阻丝，如R1和R3，将其串联，观察电流相同时，产生的热量与电阻大小的关系；
[0005]2、如图1所示，取两个电阻值相等的“灯泡”内电阻丝，如R1和R2，将其分别连接在不同电压的电源上，观察电流不同时，产生的热量与电流大小的关系。
[0006]从上述两步实验中，引导学生得出结论：在相等的时间内，电流相同时，电阻大的导体比电阻小的导体产生的热量多；电阻相同时，电流较大的电阻比电流较小的电阻产生的热量多，从而帮助学生理解焦耳定律。
[0007]该实验是中学物理的难点实验,原因如下：
[0008]1、器材的干扰因素多、实验可靠性差、容易失败：
>[0009]三个“灯泡”内电阻丝螺旋状的稀疏密集程度、与玻璃管之间的距离位置稍有差异，经过空气的热传导，而空气又是热的不良导体，瓶内各处空气的温度不可能完全一致，导致玻璃管不能正确及时地显示出电阻丝上的温度高低。在用鳄鱼夹连接铁钉做实验时铁钉的晃动，以及在整理、携带、组装器材的过程中，不小心触碰到玻璃管或铁钉，均可能导致玻璃管与电阻丝的相对位置发生改变，干扰到玻璃管对电阻丝发热量的有效感知。
[0010]特别是整个装置的密封接触处较多，多次使用后，任意一处的轻微漏气会导致实验失败。
[0011]2、实验慢，占用课堂教学时间过多，导致完不成教学任务：经实际使用，该实验通常要十多分钟时间。
[0012]3、可见度小而无趣：大多数学生无法看见玻璃管中红色液柱的上升情况，学生们只好听说实验效果，没有直观感受。
[0013]专利号为201922276795.X的“焦耳定律实验研究装置”提出了一种效果非常明显的改进方案，将上述实验中“螺旋状电阻丝加热空气”改为“直线状电阻丝加热火柴”，由于改进后做对比实验的两根电阻丝均呈直线状且长度相等，散热快慢一致，实验成功率高并
且性能稳定；实验很快，数秒钟就可点燃火柴，节省了大量的课堂教学时间；支架板悬挂在铁架台上，火柴燃烧可见度大，全班可见。
[0014]但该改进方案仍存在下更缺陷：仍然需要携带较多的实验器材，如笨重的低压电源、及铁架台，实验操作要在讲台上进行。
[0015]接合一线教师的心声，为优化课堂教学，上述实验器材还需要轻型化设计，希望开发出可以“在黑板上做实验”的焦耳定律实验装置，以方便教师边讲边实验，提高课堂效率。
[0016]说明下，现在各学校的教室内黑板，基本上是磁性黑板。

技术实现思路

[0017]为了解决上述技术问题，本技术提供一种能在黑板上做实验的焦耳定律实验装置。
[0018]本技术为解决上述技术所采用的技术方案是：一种用于物理教学的焦耳定律实验装置，包括两根电阻值不同的电阻丝、开关、电池以及电池盒；两根电阻丝呈直线状并且长度相等，两根电阻丝通过螺杆螺帽夹持、串联悬空地固定在长条形面板上，所述螺杆向外伸出的金属杆体部分为电阻丝接线柱，所述面板左右两侧分别固定有弹性金属片，所述弹性金属片向外可以伸出到电阻丝以外，以将火柴涂有药粉的头部挤压到电阻丝上，其特征在于：所述面板的背面固定有数棵磁体，以将面板磁吸在磁性黑板上；所述开关设置在“L”形的开关架上，开关架竖立面的背面固定有磁体，以将开关磁吸在磁性黑板上；所述电池盒通过铜片向外与电池接线柱电连通，所述电池盒及对应接线柱均固定在电池底板上，所述电池底板的背面固定有数棵磁体，以将电池及电池盒磁吸在磁性黑板上。
[0019]所述电池为串联的四节18650可充电锂电池，所述电池盒为对应的四个。
[0020]与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
[0021]1、在面板、开关架、和电池底板的背面均安装有数棵磁铁，以将整套装置磁附在黑板上做实验，可见度及操作的便利性得到大幅度地提升，方便教师边进边实验、以及在黑板上对应位置板书或作标记，课堂教学更加方便高效。
[0022]2、选用常见的高容量锂电池，不仅充电一次，可以多班做实验，还具有成本低、方便携带的优点。
[0023]2、整体装置结构简单、易于制作、携带及操作均很方便、具有极高的推广价值
附图说明
[0024]图1是本现在实验方式的结构示意图；
[0025]图2是本技术的结构示意图；
[0026]图3是本技术在电池底板的背面固定磁体的结构示意图；
[0027]图中：1面板，2螺钉，3弹性金属片，4火柴，5第一电阻丝，6螺栓，7电阻丝接线柱，8螺帽，9第二电阻丝，10导线，11开关架，12立板，13电池底板，14电池盒，15电池，16电池接线柱，17铜片，18凹陷孔，19磁体。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本技术做进一步描述，
[0029]如图2所示，电阻丝由长度相同并且都是直线状的第一电阻丝5和第二电阻丝9两段构成，其中第一电阻丝5的横截面积较大，电阻值较小；第二电阻丝9的横截面积较小，电阻值较大，经实践测试，以第二电阻丝的电阻值是第一电阻丝的3
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4倍为宜。
[0030]长条形面板1上等距离地固定有螺杆和螺帽8，两根电阻丝通过螺杆和螺帽8夹持、串联、悬空地固定在长条形面板1上，该螺杆向外伸出的金属杆体部分为电阻丝接线柱7，面板1左右两侧分别通过螺钉2固定有弹性金属片3，弹性金属片3向外可以伸出到电阻丝以外，以将火柴4涂有药粉的头部挤压到电阻丝上。面板1的背面固定有数棵磁体，以将面板磁吸在磁性黑板上，磁体应选用中间开有通孔扁状的强磁体，以方便利用螺栓、螺钉等方式固定安装在面板1的背面。
[0031]如图2所示，开关设置在“L”形的开关架11上，开关架11竖立面的背部固定有磁体，以将开关磁吸在磁性黑板上。
[0032]如图2所示，串联的四节电池盒14均外接有电池接线柱16，方便选择性一节、或两节、或三节、或四节电池连入电路，以改变连入电路的电压、电流。因该实验的电流较大，电池盒14应通过导电性能良好的铜片17向外与电池接线柱16电连通，不能采用通常电池盒外接的细导线连接电池接线柱16。电池盒14固定在电池底板13上，铜片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于物理教学的焦耳定律实验装置，包括两根电阻值不同的电阻丝、开关、电池以及电池盒；两根电阻丝呈直线状并且长度相等，两根电阻丝通过螺杆螺帽夹持、串联悬空地固定在长条形面板上，所述螺杆向外伸出的金属杆体部分为电阻丝接线柱，所述面板左右两侧分别固定有弹性金属片，所述弹性金属片向外可以伸出到电阻丝以外，以将火柴涂有药粉的头部挤压到电阻丝上，其特征在于：所述面板的背面固定有数棵磁体，以将面板磁吸在磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClG零九B二三一八，
申请(专利权)人：张春智，
类型：新型
国别省市：