焦耳定律适用于任何电路吗
在中学阶段,尤其是在初中阶段,学生们学习物理知识时,总是出现死记硬背的现象,对一些公式和概念根本就没有理解透彻,这就导致在做题时总是利用错公式,以至于题目解答不出来。所以,今天我们就来探究一下电学中的焦耳定律,掌握其原理和应用,为提高物理成绩贡献一份力量。
焦耳定律适用于任何电路吗
焦耳定律是一个实验定律,是英国科学家焦耳于1841发现的。焦耳定律:电流通过的导体所产生的热量和导体的电阻成正比,与通过导体的电流的平方成正比,与导体的通电时间成正比。这条实验定律对任何导体来说都适用,范围挺广,而且所有的电路也都适用。
重要知识:电学公式
1、 欧姆定律:R=U/I
2、 电功:W=UIt=Pt
3、 电功率: P=UI (适用于所有电路)
纯电阻电路中:P=I²R、P=U²/R
4、 焦耳定律:Q=I²Rt(适用于所有电路)
纯电阻电路中:Q=UIt、Q=I²Rt=U²t/R。
焦耳定律电路中的能量转化
(1)电动机:P电=P机+P损,P电=UI,若只考虑线圈发热产生的能量损失,则P损=P热=I²R。
(2)对于正在充电的电池,P电=P化+P内。
值得注意的是:①无论是纯电阻还是非纯电阻,电功均为W=UIt,电功率均P损=P热=I²R。
②处理非纯电阻的计算问题时,要善于从能量转化与守恒的角度出发,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。
③非纯电阻在一定条件下可当作纯电阻处理。如电动机卡住不转或电压不足不转时即为纯电阻。
焦耳定律电热大小比较
(1)串联电路中I、t相等,R越大,Q越大;
(2)并联电路中U、t相等,R越小,Q越大。
相关例题
在电源电压不变时,为了使电炉在相等的时间内发热多些,可采取的措施是( )
A、增大电热丝的电阻
B、减小电热丝的电阻
C、在电热丝上并联电阻
D、在电热丝上串联电阻
解析:根据焦耳定律 Q=I²Rt,导体上放出的热量与电阻成正比,所以要增加热量,可增大电阻。这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。焦耳定律所阐述的导体上放出的热量和某一个量的比例关系是在其他一些量不变的条件下才成立的,如放出的热量和电阻成正比,是指电流强度和通电时间都不变的条件下热量与电阻成正比,按题意,通电时间是相同的,但由于电源电压是不变的,通过电热丝的电流强度将随着电阻的增大而减小,若再根据Q=I²Rt,将不易得出正确的结论。事实上,在电压一定的条件下,根据可知,减小电热丝的电热丝的电阻就可增大电功率,即在相同时间内发热多些。
故答案:B。