焦耳的实验：电流加热水

实验目的

观察电流做功使水温升高的过程，理解不同做功方式都能改变内能。

实验原理

在绝热条件下，电流通过电阻丝做功，电能转化为水的内能，ΔU = W，其中电功 W = UIt（纯电阻）。与重物搅拌实验对比：使水升高相同温度，所需的功在误差范围内相同，与做功方式无关。

实验器材

• 绝热容器
• 水
• 电阻丝
• 电源和开关
• 电压表和电流表
• 温度计
• 秒表

实验步骤

1. 观察装置：电阻丝浸在绝热容器的水中，并接入电源。
2. 记录水的初始温度。
3. 闭合开关，记录电压、电流和通电时间。
4. 断开开关，搅动水使温度均匀，读取末温。
5. 计算电流做的功，与重物搅拌实验升高相同温度时的功比较。

实验现象与结论

通电后水温逐渐升高，通电时间越长、电功越大，温度升得越高。在绝热条件下，使水升高相同温度所需的功基本相同，说明内能的变化只由做功的多少决定，与做功方式无关。

注意事项

• 电阻丝要完全浸入水中后再通电
• 注意用电安全，不要用湿手接触电路

常见问题

两个焦耳实验的共同结论是什么？

绝热条件下，使系统升高相同温度所需的功相同，与做功方式无关。

电功如何计算？

对纯电阻电路，W = UIt，由电压、电流和通电时间得到。