Question

高中物理焦耳定律

Answer 1

焦耳定律规定：电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比，和通过导体的电流的平方成正比，和通电时间成正比。该定律是英国科学家焦耳于1841年发现的。焦耳定律是一个实验定律，它可以对任何导体来适用，范围很广，所有的电路都能使用。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。公式如下：


　　其中Q指热量，单位是焦耳(J)，I指电流，单位是安培(A)，R指电阻，单位是欧姆(Ω)，t指时间，单位是秒(s)，以上单位全部用的是国际单位制中的单位。

　　2、高中物理焦耳定律公式变形和推导

　　对于纯电阻电路而言

　　当电流所做的功全部产生热量，即电能全部转化为内能，该电路为纯电阻电路，这时有：

　　根据电功的公式，我们有【U指电压，单位是伏特(V)】：


　　或者根据欧姆定律(欧姆定律本身只在纯电阻电路中成立)，我们有：


　　白炽电灯不属于上述情况，因为它还将电能转化为光能;而类似电热水器这样就属于上述情况。

　　对于非纯电阻电路而言

　　对于非纯电阻电路而言，用得最多的还是焦耳定律的一般形式，不能用上面纯电阻中的两个公式(因为①欧姆定律只在纯电阻电路中成立;②其电能不是全部做功转化为内能，不能用电功的公式。

　　而对于其电功率和热量比较而言，我们有：
　　对于任何电路而言

　　除了焦耳定律的一般式外，我们还可以根据公式I=q/t【q表示电荷量，单位是库仑(C)】对公式进行变形(适用于所有电路)：

　　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。

　　3、高中物理焦耳定律使用

　　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^2Rt。

　　需要说明的是W=(U^2/R)t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=I²RT=Pt适用于所有电路，而W=UIT=(U^2/R)t只用于纯电阻电路(全部用于发热)。

Answer 2

高中的物理他的焦耳定律的应该就是那种内力做功，然后等于那个损失的热量量。