| 词条 | 焦耳定律 |
| 释义 | 焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式：Q=I^2;×Rt（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：Q=W=PT;Q=UIT;Q=(U^2/R)T 注意问题电流所做的功全部产生热量，即电能全部转化为内能，这时有Q=W（在纯电阻电路中）。电热器和白炽电灯属于上述情况。 在串联电路中，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。 在并联电路中，由于导体两端的电压相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成反比。 电热器：利用电流的热效应来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器。电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。 焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。 非纯电阻电路：Q=I^2Rt<W=Pt=U I t（电能转化为内能以及其他形式能） 纯电阻电路：Q=u^2/R t=I^2Rt=W=Pt=U I t（电能只转化为内能） 定义1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。 采用国际单位制，其表达式为Q=I^2×Rt或热功率P=I^2×R其中Q、I、R、t、P各量的单位依次为焦耳(J)、安培(A)、欧姆（Ω）、秒（s）和瓦特（W）。 焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。 焦耳定律在串联电路中的运用： 在串联电路中，电流是相等的，则电阻大的用电器产生的热越多。 焦耳定律在并联电路中的运用： 在并联电路中，电压是相等的，通过变形公式，W=Q=Pt=(U^2/R)×t，当U一定时，R大的用电器Q越小。 需要注明的是，焦耳定律与电功公式W=UIt适任何元件及发热的计算，即只有在像电热器这样的电路（纯电阻电路）中才可用Q=W=UItq=I^2×Rt =(U^2/R)×t。 另外，焦耳定律还可变形为Q=IRq（后面的q是电荷量，单位库仑（c））。 在热力学中指，气体的内能只是温度的函数，与体积无关。即内能对体积的偏导数为零。 正确理解和使用焦耳定律焦耳定律是一个实验定律它可以对任何导体来，它的适用范围很广。遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量；比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。 从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。 若电流做的功全部用来产生热量。即W=UIt。 根据欧姆定律，有W=I^2;Rt。 需要说明的是W=U^2;/Rt和W=I^2;Rt不是焦耳定律，它们是从欧姆定律推导出来的，只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立(纯电阻电路）。例如对电炉、电烙铁这类用电器，这两公式和焦耳定律才是等效的。 使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。 注意：W=UIt=Pt适用于所有电路，而W=I^2;Rt=U^2;/Rt只用于纯电阻电路（全部用于发热）。 焦耳定律实验所用到的物理实验方法如图是研究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系 因为我们不能直接地观察到电流到底产生了多少热量，所以我们通过观察瓶里的液体温度（温度计示数），间接的观察，这种方法叫做转换法。 在这个实验中，一共涉及到三个物理量——电流，电阻和热量，而我们只需要研究 ，热量和电阻的关系，所以，我们要保持电流一定（因此我们把两个电阻串联）为了不影响结果，这种方法叫做控制变量法。 实验原理焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。采用国际单位制，其表达式为Q=I^2*Rt或热功率P=I^2*R其中Q、I、R、t、P各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。焦耳定律在串联电路中的运用： 在串联电路中，电流是相等的，则电阻越大时,产生的热越多。焦耳定律在并联电路中的运用： 在并联电路中，电压是相等的，通过变形公式，W=Q=PT=U2/RT.当U定时,R越大则Q越小。需要注明的是，焦耳定律与电功公式W=UIt只适用于纯电阻电路，即只有在像电热器这样的电路中才可用Q=W=UIt=I^2Rt=U^2t/R。 另外，焦耳定律还可变形为Q=IRQ（后面的Q是电荷量，单位库仑（c））。1．正确理解和使用焦耳定律 焦耳定律是一个实验定律，它的适用范围很广。遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量；比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。 需要说明的是和不是焦耳定律，它们是从欧姆定律推导出来的，只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立。对电炉、电烙铁、电灯这类用电器，这两公式和焦耳定律是等效的。分析解决由电流通过用电器的放热问题时，应有，这样可以减少错误。使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。 电功和电热的关系(1)纯电阻电路，电功等于电热即UIt=I^2Rt (2)非纯电阻电路中，电功大于电热即UIt>I^2Rt |
| 随便看 |
百科全书收录4421916条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。