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物理焦耳定律素材

物理焦耳定律ppt

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焦耳定律的实验原理

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=I2Rt或热功率P=I2R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一定时,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=I2Rt=U2t/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））。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。

焦耳定律的定义

电流通过导体时会产生热量，这叫做电流的热效应，而电热器是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电流的热效应

电流的热效应

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。

焦耳定律的应用

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?Rt。

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=Pt=UIt适用于所有电路，而W=I?Rt=(U^2/R)t只用于纯电阻电路（全部用于发热）。

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2025/10/29 14:02更新

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