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物理焦耳定律素材

物理焦耳定律ppt

焦耳定律的定義

電流通過導體時會產(chǎn)生熱量，這叫做電流的熱效應，而電熱器是利用電流的熱效應來加熱的設(shè)備，電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等都是常見電熱器。電熱器的主要組成部分是電流的熱效應

電流的熱效應

發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大，熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上制成。

焦耳定律規(guī)定：電流通過導體所產(chǎn)生的熱量和導體的電阻成正比，和通過導體的電流的平方成正比，和通電時間成正比。該定律是英國科學家焦耳于1841年發(fā)現(xiàn)的。焦耳定律是一個實驗定律，它可以對任何導體來適用，范圍很廣，所有的電路都能使用。遇到電流熱效應的問題時，例如要計算電流通過某一電路時放出熱量；比較某段電路或?qū)w放出熱量的多少，即從電流熱效應角度考慮對電路的要求時，都可以使用焦耳定律。

焦耳定律的應用

從焦耳定律公式可知，電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流強度的平方成正比、跟導體的電阻成正比、跟通電時間成正比。若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量。即W=UIt。根據(jù)歐姆定律，有W=I?Rt。

需要說明的是W=(U^2/R)t是從歐姆定律推導出來的，只能在電流所做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的條件下才成立(純電阻電路）。例如對電爐、電烙鐵這類用電器，這兩公式和焦耳定律才是等效的。

使用焦耳定律公式進行計算時，公式中的各物理量要對應于同一導體或同一段電路，與歐姆定律使用時的對應關(guān)系相同。當題目中出現(xiàn)幾個物理量時，應將它們加上角碼，以示區(qū)別。

注意：W=Pt=UIt適用于所有電路，而W=I?Rt=(U^2/R)t只用于純電阻電路（全部用于發(fā)熱）。

焦耳定律的實驗原理

焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。1841年，英國物理學家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導體中產(chǎn)生的熱量Q（稱為焦耳熱）與電流I 的平方、導體的電阻R、通電時間t成正比，這個規(guī)律叫焦耳定律。采用國際單位制，其表達式為Q=I2Rt或熱功率P=I2R其中Q、I、R、t、P各量的單位依次為焦耳(J)、安培(A)、歐姆(Ω)、秒(s)和瓦特(W)。焦耳定律在串聯(lián)電路中的運用：在串聯(lián)電路中，電流是相等的，則電阻越大時,產(chǎn)生的熱越多。焦耳定律在并聯(lián)電路中的運用：在并聯(lián)電路中，電壓是相等的，通過變形公式，W=Q=PT=U2/RT.當U一定時,R越大則Q越小。需要注明的是，焦耳定律與電功公式W=UIt只適用于純電阻電路，即只有在像電熱器這樣的電路中才可用Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R 。另外，焦耳定律還可變形為Q=IRQ（后面的Q是電荷量，單位庫侖（C））。需要說明的是和不是焦耳定律，它們是從歐姆定律推導出來的，只能在電流所做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的條件下才成立。對電爐、電烙鐵、電燈這類用電器，這兩公式和焦耳定律是等效的。分析解決由電流通過用電器的放熱問題時，應有，這樣可以減少錯誤。