焦耳定律：电流相同、电阻不同时的产热

实验目的

探究电流和通电时间相同时，电流产生的热量与电阻大小的关系。

实验原理

串联电路中电流处处相等，通电时间也相同。电阻丝产生的热量使容器内空气膨胀，U 形管液面高度差反映热量多少。由焦耳定律 Q=I²Rt 可知，I 和 t 相同时，电阻越大，产生的热量越多。

实验器材

• 装有不同阻值电阻丝的密闭容器两个
• U 形管液面计
• 电源
• 开关
• 导线

实验步骤

1. 观察两个容器内电阻丝的阻值，记录大小关系。
2. 将两个电阻丝串联接入电路。
3. 确认两侧 U 形管液面相平。
4. 闭合开关，通电一段时间。
5. 比较两侧 U 形管液面高度差。
6. 断开开关，归纳结论。

实验现象与结论

电阻较大一侧的 U 形管液面高度差更大，说明该电阻丝产生的热量更多。结论：在电流和通电时间相同的条件下，导体的电阻越大，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
• 实验前检查装置是否漏气

常见问题

为什么两个电阻丝要串联？

串联时电流相同、通电时间相同，才能只比较电阻的影响。

电阻大产热多，和“电阻大发热少”矛盾吗？

不矛盾。串联电流相同时看 Q=I²Rt；并联电压相同时，电阻小反而产热多。