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焦耳定律的内容是什么

焦耳定律的内容是什么

2024-02-24 16:48:36 468浏览

伟大的物理学家焦耳先生曾经用实验的方法直接观察到了一个热功的规律,就是焦耳定律,即热功Q等于通过导体的电流I的平方乘以导体的电阻R后再乘以通电的时间。焦耳定律是中学物理学科的一个重要知识点和考察点,所以接下来就对焦耳定律相关知识做一个总结,供大家学习和参考。

焦耳定律的内容是什么

内容:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比

焦耳定律的数学表达式为

Q=I²Rt。

各物理量的单位:

Q→J,I→A,R→Ω,t→s。

电热的其他计算公式:

根据欧姆定律,可推导出:

Q=W=UIt=U²t/R

注意:这两个公式只适用于纯电阻用电器。

焦耳定律顺口溜

焦耳定律说热量,三个因素有关联。

电流平方是关键,乘上电阻和时间。

热量单位是焦耳,损耗能量常用此。

焦耳定律实验

1、实验目的:探究电流通过导体产生的热量与电流的关系;探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。

2、实验方法:控制变量法(控制其他量一定,只研究一个量),转换法(将抽象的现象具体化)。

3、注意事项:要检查装置的密闭性,容器中被加热液体的初始温度和质量要相等,通过观察液面高度差来间接观察导体产生的热量大小。

4、实验过程:(1)探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,控制电流和通电时间一定。闭合开关,通电一段时间后观察U形管中液面差,发现右边电阻大的U形管中液面差大。

(2)探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,控制电阻与通电时间一定。闭合开关,通电一段时间后观察左右两边U形管中的液面差,发现左边电流大的管中液面差大。

5、实验结论:(1)通电时间和电流相同时,电阻越大,电流通过导体产生热量越多;

(2)通电时间和电阻相同时,电流越大,电流通过导体产生热量越大;

(3)通电电流和电阻值相同时,通电时间越长,电流通过导体产生热量越大。

相关例题

1、一个额定电压为12V的小型电动机正常工作时,测得通过电动机的电流是0.5A,工作10min,电流做功为___J,在这10min内该电动机线圈产生的热量是360J,则电动机线圈的电阻是___Ω。

答案:3600 2.4

解析:W=UIt=12V*0.5A*10*60s=3600J;由Q=I²Rt得R=Q/(I²t)=360J/[(0.5A)²*10*60s]=2.4Ω。

2、一根电阻丝,通过2 C的电荷量所消耗的电能是8J,若在相同的时间内通过4C的电荷量,该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )

A.4 V,16 J

B.8 V,16 J

C.4 V,32 J

D.8 V,32 J

解析:选D。

设电阻丝电阻为R,开始所加电压为U1,则W1=q1U1,即8=2U1,所以U1=4 V。设后来所加电压为U2,产生的热量为W2,则I2=q2/t=U2/R,又I1=q1/t=U1/R,解得U2=8V,W2=q2U2=4×8 J=32 J。