焦耳定律：电阻相同、电流不同时的产热

实验目的

探究电阻和通电时间相同时，电流产生的热量与电流大小的关系。

实验原理

电流通过电阻时电能转化为内能，产生的热量越多，容器内空气受热膨胀越明显，U 形管液面高度差越大，这是转换法。焦耳定律 Q=I²Rt：R 和 t 相同时，电流越大，产热越多，且与电流的平方成正比。

实验器材

• 装有电阻丝的密闭容器两个（电阻相同）
• U 形管液面计
• 电源
• 开关
• 导线
• 另加一个并联电阻（使两容器电流不同）

实验步骤

1. 观察装置，确认两个容器内电阻丝阻值相同。
2. 按图连接电路，使两容器内电阻丝的电流不同。
3. 确认两侧 U 形管液面相平。
4. 闭合开关通电一段时间，两侧时间相同。
5. 观察并比较两侧 U 形管的液面高度差。
6. 断开开关，分析结论。

实验现象与结论

电流较大一侧的 U 形管液面高度差更大，说明这一侧电阻丝产生的热量更多。结论：在电阻和通电时间相同的条件下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。

注意事项

• 通电时间不宜过长，电阻丝会发热
• 通电期间不要触摸电阻丝和容器
• 装置漏气会影响现象，实验前检查

常见问题

为什么用 U 形管液面高度差表示产热？

热量越多，容器内空气膨胀越明显，液面差越大，这是转换法。

实验中控制了哪些量不变？

控制电阻大小和通电时间相同，只改变电流大小。