初中 · 高中 · 电热与热容
电流的热账本
恒流加热水,环境20°C,可调线性散热。给同一杯水加热,把电流从1 A调到2 A。
焦耳量热:问题从哪里来?
焦耳用多种实验研究热与机械功的定量联系。热不是从账本中消失的能量;这里把电输入、水内能与环境散失放在一起比较。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
P=I²R,mc dT/dt=P−H(T−20)。对时间积分得输入电能=内能增加+散热;达到100°C即停止单相水模型。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
相同时间里,温升会变成几倍?
换个条件,再试一次
沸腾以后,温度还能按同一公式无限上升吗?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识电热与热容涉及的量与单位:电流(A)、电阻(Ω)、水质量(kg)、散热系数(W/K)、加热时间(s)。初中 · 高中为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:给同一杯水加热,把电流从1 A调到2 A。
再做定量:保持其他条件,比较电流与水温(°C),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
P=I²R,mc dT/dt=P−H(T−20)。对时间积分得输入电能=内能增加+散热;达到100°C即停止单相水模型。
对照核验提示:1安培:相同电阻与水量;2安培:只将电流加倍。按这些题设自己操作并比较水温,不把参考情景当个人完成。
适用范围:环境20°C,线性散热HΔT;输入电能=水内能增加+散热。 温度计与能量账同步;散热改变分配,电阻与电流改变输入。
Britannica · Joule(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。