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焦耳定律及计算公式

更新时间:2016/8/30 11:24:00  手机版

  焦耳定律:

  1. 定义:电流通过导体时所产生的热量Q,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。

  2. 公式:Q=I2Rt,适用范围:任何电路。

  探究方法:

  控制变量法:

  (1)控制电流和电阻相同,研究电热与通电时间的关系

  (2)控制通电时间和电阻不变,改变电流的大小,研究电热与电流的关系

  (3)控制通电时间和电流不变,改变电阻大小,研究电热与电阻的关系

  串并联电路电热关系:

  “焦耳定律”中的控制变量法:

  焦耳定律的实验运用了控制变量法,当两段电阻串联时,控制电流和通电时间相同,得出电流产生的热量与电阻大小有关,当两电阻并联时,控制电阻和通电时问不变,得出电流产生的热量与电流大小有关。

  例:小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油,烧瓶A中浸泡着一段铜丝,电阻较小;烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝,电阻较大,温度计显示煤油的温度。

  (1)为保证实验科学合理,两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。

  (2)实验中,小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量______。

  解析:(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变,如煤油的质量,相同的烧瓶,相同的温度计等。

  (2)B瓶中温度计升高得快,说明相同时间内煤油吸收的热量多,由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻,所以在电流和通电时间相同时,导体电阻越大,产生的热量越多。

  答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)

  为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” :

  由于电炉丝和导线串联在电路中,通过它们的电流相等,而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多,根据 “在电流相等的条件下,电能转化成热时的功率跟电阻成正比”,Q=I2Rt可知,在通电时间相同时,电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多.所以电炉丝热得发红,而导线却不怎么热。

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