大学物理实验电热当量的测定课件

物理实验技术中的电热性能测量方法与技巧电热性能是物理学中一个重要的研究领域，它涉及到物质的热传导、电导率等关键性质。

在物理实验中，测量电热性能是一个必要的步骤，而测量方法和技巧的选择对实验结果的准确性起着关键作用。

首先，测量材料的热导率是衡量其电热性能的重要指标之一。

在进行热导率测量时，可以采用热扩散法。

该方法通过对待测材料施加一定的热源，测量材料表面的温度变化，从而确定热传导的速率。

在实际操作中，需要注意保持待测材料与热源之间的接触良好，以减小温度测量的误差。

同时，选择合适的热敏元件作为温度传感器也是保证测量准确性的关键。

其次，电导率也是电热性能中一个重要的参数，特别是对于导电材料的研究。

测量电导率可以采用四探针测量法。

该方法通过使用四根电极以一定的间距夹持待测材料，然后在两个相对的电极上施加电压，测量通过待测材料的电流强度，从而得到电导率。

在实验操作中，需要注意减小电极与待测材料之间的接触电阻，以确保测量结果的准确性。

此外，选取适当的电流强度和测量时间也是影响实验准确性的因素。

另外，对于一些特殊材料的电热性能研究，如半导体材料，热电效应的测量也是不可或缺的。

热电效应是指材料在温度梯度下产生的电势差现象。

测量热电效应可以采用热电偶法。

该方法利用两个不同材料的接触形成热电偶，在待测材料的一端施加温度梯度，测量热电偶引起的电势差可以得到材料的热电性能参数。

在实验中，需要确保热电偶与待测材料的接触稳定，避免温度测量的误差。

除了上述基本的测量方法，还有一些技巧可以用于提高测量的准确性。

首先，要注意实验环境的温度稳定，避免外界温度变化对实验结果的影响。

其次，合理选择测量仪器的灵敏度和量程，使其能够适应待测材料的特性。

此外，在进行实验前，必须对仪器进行校准，以确保测量的准确性。

总之，物理实验技术中的电热性能测量方法与技巧对于研究材料的电热性能具有重要意义。

通过选择合适的测量方法和技巧，可以获得准确可靠的实验数据，为电热性能的研究提供有力支持。

图1 THQRG-2型热功当量测量实验仪
三、实验原理
1.散热修正
由于量热装置温度与环境温度存在温差，那么在实验过程中系统就会向环境散热，因此温度计测量出的终止温度2T 会比真正的终止温度'
2T 低，实验过程中系统温度变化曲线如图2所示。

图2中AB 段表示通电以前系统与环境达到热平衡后的稳定阶段，其稳定温度为系统的初始T BC t
图2 温度随时间的变化曲线
图3 实验接线图
中的数据，通过公式（4）计算求出系统的真正终温
' 2 T。

）计算求出热功当量的数值，并与公认值进行比较，计算相对误差。

在实验前使用干燥毛巾擦净量热器，从而避免量热器表面由于水滴附着，。

电热当量的测定实验报告实验报告：电热当量的测定摘要：本实验通过将电热当量与热容的计算相结合，测量得到了铜、铁、铝三种金属的电热当量。

介绍：电热当量是指单位时间内，电能转化为热能的比值。

计算电热当量是热力学研究的一部分。

该实验采用热平衡的方法，通过测量电热器发热的时间以及加热水体温升的实验数据，利用热力学原理，求出各金属的电热当量。

实验步骤：1. 选用电热器，并加入一定量的水，将电热器置于室温下。

2. 开启电热器，记录电热器上升的温度T1，在T1 上不断搅动，等待至水体温升到0.5°C的温度T2。

记录下升温所需的时间，并将电热器关掉。

3. 将电热器置于同一温度下并加水，记录下升温的时间t3以及温度T3。

4. 分别用铜棒、铁棒、铝棒替换电热器中心。

重复步骤2和步骤3。

记录不同物质的温度升高时间t1、t2、t3，以及相应温度变化量ΔT1、ΔT2和ΔT3。

5. 分别使用以下两种方法计算各物质的电热当量：方法1：根据热能守恒原理可得：热量=电热器发生的电能-Q。

其中Q是水体吸收的热量。

方法2：根据热力学的一般原理可得：电热当量=Q/ΔT。

其中Q是水体吸收的热量，ΔT是水温的变化量。

6. 将实验数据计算得到各物质的电热当量。

结果分析：通过实验，我们得到了三种不同材质的电热当量：铜的电热当量为0.387 J/C，铁的电热当量为0.444 J/C，铝的电热当量为0.220 J/C。

可以看出，不同金属的电热当量差距很大。

铁的电热当量最大，铝的电热当量最小，其中铜的电热当量介于两者之间。

结论：本实验通过测量铜、铁、铝三种金属的电热当量，掌握了基本的电热当量计算方法，并通过比较得出不同金属电热当量的大小区别，并获得实验经验。

用电热法测定热功当量实验报告篇一：T.热功当量的测量.05实验名称热功当量的测量一、前言热量和功这两个物理量，实质上是以不同形式传递的能量，它们具有相同的单位，即能量的单位焦耳（J）。

然而，在没有认识热的本质以前，历史上曾经对热量的计量另有规定。

热量的单位用卡路里，简称卡，1克纯水在1大气压下温度升高10C所吸收的热量为1卡。

焦耳认为热量和功之间应当有一定的当量关系，即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。

从1840年到1879年近40年的时间内，焦耳利用电热量热法和机械量热法进行了大量的实验，最终精确地求得了功和热量互相转换的数值关系—热功当量。

如果用W表示电功或机械功，用Q表示这一切所对应的热量，则功和热量之间的关系可写成W=JQ，J即为热功当量。

目前国际上对卡和焦耳的关系有两种规定：1热工程卡＝4.1868焦耳；1热化学卡＝4.1840焦耳。

国际上把“卡”仅作为能量的一种辅助单位，并建议一般不使用“卡”。

国际单位制规定，功、能和热量一律使用焦耳为单位。

虽然热功当量的数值现已逐渐为人们所少用，但是，热功当量的实验及其在物理学发展史上所起的作用是不可磨灭的。

焦耳的热功当量实验为能量转化与守恒定律奠定了坚实的实验基础。

本实验采用焦耳曾经做过的电热法来测定热功当量。

二、教学目标1、了解电流作功与热量的关系,用电热法测定热功当量。

2、了解热量损失的修正方法。

三、教学重点1、了解电流作功与热量的关系。

四、教学难点1、正确读取温度的方法和时机。

五、实验原理1、用电热法来测定热功当量如果加在加热器两端的电压为U, 通过加热器的电流为I, 电流通过时间为t, 则电流作功为：W?IUt （1）如果这些功全部转化为热量，此热量用量热器测出，则可求出热功当量。

设m1表示量热器内圆筒质量，C1表示其比热。

m2表示铜电极和铜搅拌器的质量，C2表示其比热。

m3表示量热器内圆筒中水的质量，C3表示水的比热，T1和T2表示量热器内圆筒及圆筒中水的初始温度和终末温度，那么量热器内圆筒及圆筒中的水等所吸收的热量Q为Q??mC11?m2C2?m3C3??T2?T1? （2）如果过程中没有热量散失，电功W用焦耳(J)作单位，热量Q 的单位用卡(cal)时，则有W?JQ （3）式中，J为热功当量，由上式可得测量J的理论公式：J?WIUt?(J/cal) Q(m1c1?m2c2?m3c3)(T2?T1)（4）2、散热修正上述讨论是假定量热器与外界无热量交换时的结论，实际上只要有温度的差异就必然要有热交换存在。

用电热法测量热功当量教学目标：1. 用电热法测热功当量。

2. 学习用牛顿冷却定律，进行散热修正。

教学方法：采用研究式、答辩式教学方法。

实验内容1. 测量质量，填表12. 连接电路、选量程、电压。

3. 测外围温度θ14. 连接电源，记T 0 ，没隔1分钟，填表25. 断电，接着测降温温度，每隔1分钟，填表3，以求k6. 测环境温度θ2 取θ=21（θ1+θ2） 7. 求δν重点及难点：重点：自然冷却定律修正温度（终）及操作严谨 难点：牛顿自然冷却定律教学过程设计1. 电场力作功W = V I t (1)单位：焦耳、伏特、安培、秒系统吸收全部热量Q=（C 0M 0+C 1M 1+ C 2M 2+0.46δV ）(T f –T 0) (2) 由（1）、（2）式可得：QJ=W ，则J=QW 焦耳/卡 称为热功当量 2. 终温修正散热后实际终温为T f ” (测的温度)，不散热达到终温为T f (理想温度) 由散热导致温度下降δT测T f = T f ” +δT （4）3. 求δT 的方法：根据牛顿自然冷却定律 dtdT =K （T —θ） 自然冷却：''0fT T - t=0→t k=θθ--'0'ln 1T T t f (1/min)δT=k(θ-T )t 其中)(21"0f T T T += T f = T f ” +δT数据处理：计算法作图法，采用作图法较为直观。

例：1. C 0=1.000卡/克•度 C 1=0.092卡/克•度 C 2=0.094卡/克•度2. 电压U=8.2伏 电流I=0.975安3. 环境温度 θ环=20.0C 0 m 0=167.0克 m 1=203.0克 m 2=49.9克由图 =0.9℃ θf =θb +=28.0+0.9=28.9℃ 由计算机数据处理结果 J=4.30焦耳/卡 误差 E=%10018.430.418.4⨯-=2.9% J=4.18焦耳/卡为公认值。

电热法测热功当量摘要：热量以卡为单位时与功的单位之间的数量关系，相当于单位热量的功的数量，叫做热功当量。

本篇文章主要围绕电热法测量热功当量的方法及其误差分析和修正展开研究。

关键词：电热法、热功当量、散热修正、误差分析1前言热量以卡为单位时与功的单位之间的数量关系，相当于单位热量的功的数量，叫做热功当量。

由焦耳通过大量实验确定。

在人们尚未认清热的本质以前，热量和功分别用不同的单位表示。

焦耳是功的单位，卡路里是热能的单位。

值得注意的是，功和热之间的转换只有通过系统内能的变化才能完成，脱离系统而去谈论功与热量的直接转换是不恰当的。

热功当量的发现，使当时的人们更好地理解了热的本质，也说明了卡路里与焦耳为相当量而非相等。

自国际单位统一热量单位为焦耳后，热功当量也就不复存在。

但其实验测定及数据对于物理学的发展的意义永远存在。

测量热功当量的方法有很多，最传统的方法是热功当量提出者焦耳采用的利用液体摩擦生热，后世人们也逐渐发明出了各种测量方法，如利用固体摩擦等，而目前操作最简便、测量误差小的方法也是我们将要采用的电热法。

2实验方法本实验所要用到的实验器材有：直流电源，导线，电压表，电流表，金属内筒，温度计，开关，玻璃搅拌器等。

图1实验装置图如图即为电热法测量热功当量的实验装置图，该实验方法是通过量热桶中的电阻丝加热液体，使其升高一定温度后通过Q=cm(t-t0)得到液体获得的热能，再通过W=UIt得到以焦耳为单位的电阻丝加热的能量，二者相比得：（1）由（1）式可得测量的热功当量数值。

具体实验步骤如下：1.用托盘天平测量量热桶内壁质量。

2.装入一定量水。

③放入量热桶内盖上盖子，注意温度计不要碰到底部。

1.用环形玻璃搅拌器搅拌，使水温度均匀。

2.读出水的初温T0。

3.组装电路。

4.调节电源电压，读出此时电压表及电流表读数。

5.等待升温。

6.升温后，断开开关并再次搅拌使温度不再变化。

7.读出此时水的温度。

⑪用W=UIt得出总共获得的热量（单位J）。

实验名称热功当量的测量一、前言热量和功这两个物理量，实质上是以不同形式传递的能量，它们具有相同的单位，即能量的单位焦耳（J）。

然而，在没有认识热的本质以前，历史上曾经对热量的计量另有规定。

热量的单位用卡路里，简称卡，1克纯水在1大气压下温度升高10C所吸收的热量为1卡。

焦耳认为热量和功之间应当有一定的当量关系，即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。

从1840年到1879年近40年的时间内，焦耳利用电热量热法和机械量热法进行了大量的实验，最终精确地求得了功和热量互相转换的数值关系—热功当量。

如果用W表示电功或机械功，用Q表示这一切所对应的热量，则功和热量之间的关系可写成W=JQ，J即为热功当量。

目前国际上对卡和焦耳的关系有两种规定：1热工程卡＝4.1868焦耳；1热化学卡＝4.1840焦耳。

国际上把“卡”仅作为能量的一种辅助单位，并建议一般不使用“卡”。

国际单位制规定，功、能和热量一律使用焦耳为单位。

虽然热功当量的数值现已逐渐为人们所少用，但是，热功当量的实验及其在物理学发展史上所起的作用是不可磨灭的。

焦耳的热功当量实验为能量转化与守恒定律奠定了坚实的实验基础。

本实验采用焦耳曾经做过的电热法来测定热功当量。

二、教学目标1、了解电流作功与热量的关系,用电热法测定热功当量。

2、了解热量损失的修正方法。

三、教学重点1、了解电流作功与热量的关系。

四、教学难点1、正确读取温度的方法和时机。

五、 实验原理1、 用电热法来测定热功当量如果加在加热器两端的电压为U , 通过加热器的电流为I , 电流通过时间为t , 则电流作功为：W IUt =（1）如果这些功全部转化为热量，此热量用量热器测出，则可求出热功当量。

设m 1表示量热器内圆筒质量，C 1表示其比热。

m 2表示铜电极和铜搅拌器的质量，C 2表示其比热。

m 3表示量热器内圆筒中水的质量，C 3表示水的比热，T 1和T 2表示量热器内圆筒及圆筒中水的初始温度和终末温度，那么量热器内圆筒及圆筒中的水等所吸收的热量Q 为()()11223321Q mC m C m C T T =++-（2）如果过程中没有热量散失，电功W 用焦耳()J 作单位，热量Q 的单位用卡()cal 时，则有W JQ =（3）式中，J 为热功当量，由上式可得测量J 的理论公式：)/())((12332211cal J T T c m c m c m IUtQ W J -++==（4）2、 散热修正上述讨论是假定量热器与外界无热量交换时的结论，实际上只要有温度的差异就必然要有热交换存在。

实验2—16a 热功当量的测定(用电热法)【实验目的】 1．用电热法测量热功当量。

2．学会一种热量散失的修正方法—修正终止温度。

【实验仪器】量热器（附电热丝），温度计（0℃～50℃、0.1℃），电流表，电压表，直流稳压电源，秒表，物理天平，开关等。

【实验原理】仪器装置如图2－16a －1所示，M 与B 分别为量热器的内外两个圆筒，C 为绝缘垫圈，D 为绝缘盖，J 为两个铜金属棒，用以引入加热电流，F 是绕在绝缘材料上的加热电阻丝，G 是搅拌器，H 为温度计，E 为稳压电源。

1．电热法测热功当量强度为I 安培的电流在t 秒内通过电热丝，电热丝两端的电位差为U 伏特。

则电场力做功为W ＝IUt （2－16a －1） 这些功全部转化为热量，此热量可以用量热器来测量。

设m 1表示量热器内圆筒和搅拌器以及装有缠绕线的胶木支架（一般质料相同，否则应分别考虑）的质量，C 1表示其比热。

m 2表示缠绕线的胶木（或玻璃）的质量，C 2表示其比热。

m 3表示量热器内圆筒中水的质量，C 3表示水的比热，V 表示温度计沉入水中的体积，T 0和T f 表示量热器内圆筒及圆筒中水的初始温度和终止温度，那么量热器内圆筒及圆筒中的水等由导体发热所得的热量Q 为Q ＝（m 1C 1＋m 2C 2＋m 3C 3＋0.46V ）（T f －T 0） （2－16a －2） 所以，热功当量))(46.0(0332211T T V C m C m C m IUt Q W J f -+++==焦耳/卡 （2－16a －3） J 的标准值J 0＝4.1868焦耳/卡。

2．散热修正如果实验是在系统（量热器内筒及筒中的水等）的温度与环境的温度平衡时，对电阻通电，那么系统加热后的温度就高于室温θ。

实验过程中将同时伴随散热作用，这样，由温度计读出的终止温度的数值T 2必须比真正的终止温度的数值T f 低。

（即假设没有散热所应达到的终温为T f ）。

为了修正这个温度的误差，实验时在相等的时间间隔内，记下相对应的温度，然后以时间为横坐标，温度为纵坐标作图，如图2－16a －2所示。

目的目的：以電熱法測出熱功當量。

實驗方法實驗方法：：由於在實際環境下用電功加熱系統使溫度升高的過程中，系統會向外散熱（原因在於系統溫度高於環境溫度）。

因此系統實際上所達到的末溫必低於沒有散熱情況時的末溫，故以牛頓冷卻定律將散熱導致的溫差求出，以求得較精確的結果。

原理原理：：早在1798年，德國侖福特以研究摩擦作功所產生的熱量，得知此熱量與供給的功成正比。

由能量守恆定理，當外界對一系統作功 W （單位"焦耳"），若這些功完全由系統轉換成內能（即熱量△H ，單位"卡"），我們能夠找出它們的換算關係W=J ×△H (1)其中的J 即為熱功當量，單位為"焦耳/卡"。

本實驗是要測量J 值。

若一系統是由不同比熱c i 和質量m i 的成分所構成，欲使此系統溫度升高△T ，需要的熱量△H ，可寫為△H =Σm i c i △T =C ×△T (2)其中C 代表整個系統的熱容，可寫成各成分的比熱與質量乘積之和。

若外界對系統作功W ，使系統溫度由T o 升到某一特定溫度T H ，由(2)式代回(1)式中可得其關係如下： W=J ×C ×(T H -T o ) (3)實驗儀器實驗儀器：：方法說明：本實驗的設計主要分成兩部分：一是測量系統熱容C ；二是對散熱所造成的誤差做修正，再與供給的電功比較，求出得較準確之熱功當量值J 。

一、測量系統熱容C設水的比熱為S(1卡/o C)，卡計系統（包括溫度計、鎳鉻線圈及銅杯等）熱容為C ，此時在卡計內的銅杯中，注入溫度T o 、質量M 克的水（約至半滿），並加熱到接近50℃ 時的溫度T H ，再量取約m 克（約與M 克差不多重），而溫度為T o 的水注入，攪勻後測得混合後的溫度T ave ，求出系統熱容C 。

(C+S ×M)(T H -T ave )=S ×m(T ave -T o )所以M S -)T -T ()T -T (m S =C ••ave H o ave (4)二、電熱法與散熱修正對於卡計系統，我們在鎳鉻線圈（電阻為R 歐姆）的兩端加電壓V （伏特），則輸入此系統的電功率為)(RV =P 2瓦特 (5)實際上，在用電功加熱系統使溫度升高的過程中，系統會向外散熱（原因在於系統溫度高於環境溫度）。

1. 该实验所必须的实验条件与采用的实验基本方法各是什么?系统误差的来源可能有哪些? 答：实验条件是系统与外界没有较大的热交换，并且系统（即水）应尽可能处于准静态变化过程。

实验方法是电热法。

系统误差的最主要来源是系统的热量散失，而终温修正往往不能完全弥补热量散失对测量的影响。

其他来源可能有①水的温度不均匀，用局部温度代替整体温度。

②水的温度与环境温度差异较大，从而给终温的修正带来误差。

③温度，质量及电功率等物理量的测量误差。

2. 试定性说明实验中发生以下情况时，实验结果是偏大还是偏小?(1) 搅拌时水被溅出；答：实验结果将会偏小。

水被溅出，即水的质量减少，在计算热功当量时，还以称横水的质量计算，即认为水的质量不变，但是由于水的质量减少，对水加热时，以同样的电功加热，系统上升的温度要比水没有上升时的温度要高，即水没溅出在同样电功加热时，应上升T度，而水溅出后上升的温度应是T+ΔT度。

用J = A / Q，有Q =（c i m i T），J = A / [（T+△T）/ mc]，分母变大J变小。

(2) 搅拌不均匀；答：J 偏大、偏小由温度计插入的位置与电阻丝之间的距离而定。

离电阻丝较远时，系统温度示数比，匀均系统温度低，设T为均匀系统温度，温度计示值应为T-ΔT，用J=A/θ计算，分母变小，则J变大；离电阻丝较近时，温度计示值应为T+ΔT，分母变大，因而J变小。

为室温，若测得值偏高Δθ时，测量得到的温度值为(3) 室温测得偏高或偏低。

答：设θθ0+Δθ；偏低Δθ时，测量温度值为θ0-Δθ，在计算温度亏损时，dT i=k(T i-θ)，k是与是室温无关的量(k与室温有关)，只与降温初温和降温终温以及降温时间有关，测得室温偏高时，dT i=k[T i- (θ0+Δθ)]，每秒内的温度亏损dT i小于实际值，t秒末的温度亏损δT i=∑k[T i-(θ0+Δθ)]。

此值小于实际值，由于散热造成的温度亏损δT i =T f + T f ″，修正后的温度T f ″为：T f ″= T f -δT i ，δT i 为负值，当测量值低于实际室温时，δT i 的绝对值变小：T f ″=T f +｜δT i ｜，即T f ″变小，ΔT 变小（其中ΔT ＝T f ″- T f 初，T f 初：升温初始值）， ∑∆==Tm c AQ A J ii, J 变大，反之J 变小。

电热法测热功当量的原理电热法测热功当量的原理是通过电能和热能之间的转化来测量热量。

根据能量守恒定律，电能转化为热能的过程中，所转化的热能量与所消耗的电能量的比值就是热功当量。

电热法测热功当量的实验装置主要包括电源、电流表、电阻丝和水容器等。

首先，将电流表与电源连接，通过调节电流的大小来控制电能供应。

然后，将电流通过电阻丝，电阻丝会因为电流的通过而发热。

通过控制电流的大小和时间，可以控制电阻丝发热的大小和时间。

接下来，将电阻丝浸入水中，并测量水的初始温度。

随着电阻丝发热，热量会传递到水中。

测量热量传递后的水温变化，可以用来计算热功当量。

在实验中，我们需要测量电阻丝的电阻R、电流I、通过电阻丝发热的时间t，以及水的质量m、水的初始温度T1和最终温度T2。

根据热容量的定义，热功当量可以表示为：Q = m * C * ΔT其中，Q表示热量的数量，m表示水的质量，C表示水的比热容量，ΔT表示水的温度变化。

电阻丝发热的热量可以表示为：Q' = I^2 * R * t将上述两个公式联立，可以得到：Q = Q'根据这个等式，我们可以计算热功当量。

在实验中，首先通过电流表测量电流I，然后通过万用表测量电阻丝的电阻R。

在电流通过电阻丝发热的过程中，通过记录时间t和测量水的初始温度T1和最终温度T2，可以计算出水的温度变化ΔT。

将上述数据带入到公式中，即可计算出热功当量Q。

需要注意的是，实际实验过程中需要考虑到实验装置的热损失以及测量误差等因素。

为了尽量减小这些误差，可以采用保温措施，提高实验的精确性。

这就是电热法测热功当量的原理。

通过电能和热能之间的转化，可以测量热量的数量，从而得到热功当量的数值。

这种方法在实验室中广泛应用于热量和温度的测量。

课题电热当量教学目的了解电流作功与热量的关系重难点 1．电路连线2．温度的读取教学方法讲授、讨论、实验演示相结合学时 3个学时一、前言在没有认识热的本质以前，热量、功、能量的关系并不清楚，所以它们用不同的单位来表示。

热量的单位用卡路里，简称卡。

焦耳认为热量和功应当有一定的当量关系，即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。

他从1840年开始，到1878年近40年的时间内，利用电热量热法和机械量热法进行了大量的实验，最终找出了热和功之间的当量关系。

如果用W表示电功或机械功，用Q表示这一切所对应的热量，则功和热量之间的关系可写成W＝JQ，J即为热功当量。

在1843年，焦耳用电热法测得的J值大约为4．568焦／卡；用机械方法测得的J值大约为4．165焦／卡。

目前公认的热功当量值为：在物理学中J＝4．1868焦／卡（其中的“卡”叫国际蒸汽表卡）；在化学中J＝4．1840焦／米（其中的“卡”叫热化学卡）。

现在国际单位已统一规定功、热量、能量的单位都用焦耳，热功当量就不存在了。

但是，热功当量的实验及其具体数据在物理学发展史上所起的作用是永远存在的。

焦耳的实验为能量转化与守恒定律奠定了基础。

二、实验仪器DW-1电阻丝量热器、DM-A2数字电流表、TW-0.5物理天平、DM-T数字温度计、DM-V4数字电压表、WYT-20直流稳压电源、DM2-001秒表、BX7-12滑线变阻器、KH-1开关。

三、实验原理仪器装置如图所示，M与B分别为量热器的内外两个圆筒，C为绝缘程度，D 为绝缘盖，J为两个铜金属棒，用以引入加热电流，F是绕在绝缘材料上的加热电阻丝，G是搅拌器，H为温度计，E为稳压电源。

强度为I安培的电流在t秒内通过电热丝，电热丝两端的电位差为U伏特。

则电场力做功为 W＝IUt（1）这些功全部转化为热量，此热量可以用量热器来测量。

设m1表示量热器内圆筒质量，C1表示其比热。

m2表示铜电极和铜搅拌器的质量，C2表示其比热。

热功当量的测定实验目的：测定热功当量实验原理：如图所示，设量热器内筒和搅拌器的总质量为m筒（由同种材料制成），内盛质量m液的液体，初温为t1。

当对电阻丝通电一段时间t后，液体末温为t2.设通电时电流表、电压表示数分别为I和U，则通电时间内电流做功为W=UIt。

量热器内筒（含搅拌器）及液体的吸热为.I、U、t、m筒、m筒、t1、t2均可由实验测得，则热功当量J＝W/Q实验器材：量热器、温度计、学生电源、直流电流表、直流电压表、滑动变阻器、停表、学生天平、电阻丝（约6Ω）、液体（水或煤油）、单刀开关、导线若干。

实验过程：实验步骤：1.用天平衡量出量热器内筒及搅拌器的总质量m筒。

然后向量热器内筒注入水或煤油，水的体积占内筒容积3/4左右。

用天平移出筒和水质总m,则m水＝m-m筒。

记入表中。

2.将旺势器内筒放入外筒，电阻丝、搅拌器放入水中，盖上盖板，连好电路。

读出旺势器系统初温t1和室温t0,均记入表中。

3.把学生电源电压输出选择旋钮拨至10V挡或12V挡，闭合开关同时启动秒表计是，并迅速调节变阻器使电流在1.5~2A。

以后要随时观察电流表和调整变阻器，使电流值保持稳定。

通电过程中，不断轻微搅拌水，以加速热传导。

读出电流表和电压表的求数，并记入表中。

4.当温度计示数高于室温10~150C时，断开开关，并同时停止计时。

继续搅拌水并观察温度计示数，当其示数最高时，读出温度t2.把通电时间t、末温t2记入下表中。

5.利用表中的实验数据和公式求出势功当量（有关比热容查比热容表），与公认值比较，求出百分误差。

注意事项：1.若实验前能将盛有水的量热器内筒置于冰上几分钟，使水的初温低于室温5~100C，则可以减小因量热器与外界的热交换而产生的实验误差（但在放入外筒前要擦干内筒外侧的水）。

2.若用水做实验，水应清洁，不含酸、碱、盐，否则不晚保持电流稳定。

用煤油做则不存在这个问题。

且煤油比热较小，电流相应可小一些。

3.电阻丝未放入液体之前，不应通电，以免损坏电阻丝。

电热当量的测定实验报告电热当量的测定实验报告引言：电热当量是指单位时间内电器消耗的电能转化为热能的能力，是电器的一个重要参数。

本实验旨在通过测量电热当量的方法，了解电器的能量转化过程，并探究其与电流、电压等因素的关系。

实验目的：1. 掌握测量电热当量的方法和步骤。

2. 理解电热当量与电流、电压的关系。

3. 分析电热当量的影响因素。

实验仪器与材料：1. 电源2. 电流表3. 电压表4. 电热器（电阻丝）5. 温度计6. 实验箱7. 实验电线8. 计时器实验原理：电热当量的测定是通过测量电热器在单位时间内消耗的电能和产生的热量来实现的。

根据热学定律，热量的单位是焦耳（J），而电能的单位是焦耳/秒（J/s），即瓦特（W）。

因此，电热当量的单位是焦耳/瓦特秒（J/Ws）。

实验步骤：1. 将电热器放入实验箱中，并将电流表和电压表连接到电热器上。

2. 打开电源，调节电压，使电热器达到稳定状态。

3. 用计时器记录电热器达到稳定所需的时间。

4. 同时记录电流表和电压表的示数，计算电热器的电功率。

5. 在电热器上方放置温度计，记录电热器升温的时间和温度变化。

6. 根据实验数据，计算电热器的电热当量。

实验结果与分析：通过多次实验，我们得到了不同电流和电压下电热器的电热当量数据。

通过分析数据，我们发现电热当量与电流和电压呈线性关系。

即电热当量随电流和电压的增加而增加。

这是因为电热器的电功率与电流和电压的乘积成正比，而电热当量正是电功率在单位时间内的转化效率。

此外，我们还观察到电热器升温的时间与温度变化的关系。

随着电热器的电热当量增加，升温时间逐渐缩短，温度变化也更加明显。

这说明电热当量的大小直接影响了电热器的加热速度和温度升高程度。

实验误差与改进：在实验过程中，由于电热器的发热不均匀和实验环境的影响，可能会导致一定的误差。

为了减小误差，可以采取以下改进措施：1. 提高实验箱的绝缘性能，减少外界环境对电热器的影响。

2. 采用更精确的电流表和电压表，减小测量误差。

壱热功当量实验指导书一、实验目的：1.测量机械功转变为热能的能量守恒定律,并测量热功当量。

2.掌握热力学实验结果的曲线校正方法．二、仪器设备：J-FR3型热功当量实验仪、天平（50mg ）及附件、烧杯、温度计（0.1C 0）、秒表、砝码、钢卷尺．三、实验原理：J-FR3型热功当量实验仪的主要部分为两个黄铜制成密切相合的圆锥体。

外圆锥体直立于转轴上，可由摇轮通过皮带传动使其转动。

并有记转器与转轴相联。

内圆锥体系空心铜杯，可盛放水，上置大圆盘，沿圆盘外周用软线通过一小滑轮悬挂砝码，使产生一力矩，以阻止内圆锥体随同外圆锥体转动。

若此力矩与内圆锥体间的摩擦力矩相等且作用方向相反时，内锥体将停留不转动，砝码亦悬空。

此种情况下，相当于外锥体转动一样。

砝码下落所作的功则完全消耗在克服内外锥体间的摩擦，故若圆盘半径为R 外锥体转动n 转相当于砝码下落nR π2假定砝码质量为m 则砝码下落所作之功，亦即消耗在内外锥体间的摩擦功为：nRmg π2此项摩擦消耗的功全部转变为热能。

其热量可由内外锥体及杯内所盛水的温度变化量予以求算。

四、实验步骤：1.熟悉仪器：先将大圆盘及内外两锥体取下，可看到外锥体底座有一缺口，安装时可将锥体转动位置待缺口对准轴上的销子，锥体即座落在轴上，扶正锥体并稍微向下压紧即可。

装上大圆盘处于近水平位置。

悬挂砝码钩的线一端固定在圆盘边上将线在盘周槽内套一圈再跨过小滑轮，并使悬线与圆盘成正切。

摇动摇轮，并一手拉住砝码钩，阻止圆盘及内锥体随同外锥体转动。

试摇数转后可加约100－200克砝码，使在外锥体静止时，能拖动圆盘带动内锥体转动。

再徐徐摇动摇轮，控制摇转的速度，将能使砝码悬挂在空中不动。

适当调节砝码重量，至摇轮每分钟约60转较为适宜。

2.记录数据： 室温：由温度计读出；圆盘周长：用圆盘上的线绕圆盘一周，用钢卷尺测量细线的长度；搅拌棒的质量，内、外圆锥体的质量：由天平测出，记转器初始值：注意左边的计数盘每格为一转，而左边的计数盘每格为100转．用烧杯取大约100ｍｌ的水（注意：水的温度应低于室温大约10度为宜，可用温度计测量）. 放于天平上称出烧杯连同水的总质量，然后取下热功当量实验仪的大圆盘，将水加入到小圆锥体的小杯中，至杯口12～15ｍｍ为宜．然后称出剩余水及烧杯的总质量．并记录两次称量的结果，他们的差值即为我们实验中注入水的质量。