电与热(焦耳定律)

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中考物理知识点焦耳定律

中考物理知识点焦耳定律焦耳定律是描述电流通过导体时导体发热的规律，也称为电流热效应。

该定律表明，通过电流i的导体上的热量P和导体电阻R、电流i以及导体的时间t有关。

它的数学表达式为：P=i^2*R*t其中，P表示导体上产生的热量，单位为焦耳(J)；i表示电流的大小，单位为安培(A)；R表示导体的电阻，单位为欧姆(Ω)；t表示电流流过导体的时间，单位为秒(s)。

焦耳定律的应用非常广泛，不仅在物理学中有重要意义，而且在日常生活和工程技术中也有很多实际应用。

以下是几个常见的应用：1.电热水壶：电热水壶通过将电流通过导体丝圈加热水。

根据焦耳定律，导体丝圈的电阻和电流大小决定了加热水的功率，从而决定了烧水的速度。

2.电烤箱：电烤箱的工作原理也是利用焦耳定律。

通过将电流通过导体丝加热空气，然后把热量传递给食物。

3.电吹风：电吹风利用焦耳定律产生热风。

通过将电流通过导体丝，导体丝会产生热量。

然后这个热量会传递给空气，使得空气加热，形成热风。

4.电热毯：电热毯中的发热体实际上就是一根电阻丝，通过把电流通过电阻丝，使得电流产生热量。

热量会传导到被加热物体，使其保持温暖。

5.电灯泡：电灯泡通过将电流通过灯丝加热，使其发出可见光。

根据焦耳定律，电灯泡的功率与电阻和电流的平方成正比。

总之，焦耳定律是描述电流通过导体时导体发热的基本定律。

它在生活中有很多实际应用，如电热水壶、电烤箱、电吹风、电热毯和电灯泡等。

理解和掌握焦耳定律对于理解电热设备的工作原理和使用方法非常重要。

电功和电热、焦耳定律、电阻定律(知识梳理)

电功和电热、焦耳定律、电阻定律(知识梳理)功．(2)表达式：设加在一段电路两端的电压为U，流过电路的电流强度为I，则t时间内流过电路的电量q It=.电场力移动电荷做的功t时间内电流做功表明：电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比．注意：电功W UIt=适用于任何电路．在纯电阻电路中，由于U=，所以在纯电阻电路中的电功可表示为IR(3)单位：在国际单位中功的单位是焦耳，符号为J，常见的电功单位还有：千瓦时（kW h⋅），也称“度”，6⋅=⨯度.1=1kW h 3.610J(4)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就表明有多少电能转化为其他形式的能，即电功反映了电能转化为其他形式能的多少．2．电功率(1)定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值，叫做电功率．(2)公式：计算电功率的普适公式为W=和P UI=，Pt对于纯电阻电路，计算电功率还可以用公式2P I R =和2U P R =.(3)单位：在国际单位制中的单位是瓦，符号为W ，常用的还有千瓦（kW ），1kW=1000W .(4)意义：电功率表示电流做功的快慢．用电器的额定功率和实际功率：①额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压（或通以额定电流）时消耗的电功率。

②实际功率：用电器的实际工作时消耗的电功率。

要点诠释：为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。

知识点二、焦耳定律1．焦耳定律： (1)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。

焦耳定律是一个实验定律。

它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。

(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R 的乘积．(3)电功率与热功率对纯电阻电路，电功率等于热功率即：此时，可得U IR=,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．即：此时，可得U IR>,所以，对非纯电阻电路欧姆定律不成立.2．电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。

焦耳定律三个公式

焦耳定律三个公式焦耳定律是研究热学中的基本定律之一，描述了能量转换的原理。

它建立在能量守恒定律的基础上，指出了能量转化的过程中所涉及的物理量之间的关系。

焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。

下面将详细介绍这三个公式。

1.功率公式：焦耳定律的功率公式描述了功率与电力和电流之间的关系。

它表示为P=IV，其中P为功率，单位为瓦特(W)；I为电流，单位为安培(A)；V为电压，单位为伏特(V)。

这个公式表明，功率等于电流与电压的乘积。

功率可以理解为单位时间内能量的转移速度，或者说单位时间内对外界做功的速率。

根据焦耳定律，电流是电荷通过导体的速率，而电压则是电荷在导体上受到的驱动力。

因此，功率公式可以理解为电流通过导体时所受到的驱动力乘以电流的速率。

换句话说，功率等于电流通过导体时所产生的能量转移速度。

2.电功率公式：焦耳定律的电功率公式描述了电功率与电阻、电流和电压之间的关系。

它表示为P=I^2R，其中P为电功率，单位为瓦特(W)；I为电流，单位为安培(A)；R为电阻，单位为欧姆(Ω)。

电功率可以理解为单位时间内克服电阻所消耗的能量。

由于电流通过电阻时会产生电阻的热量，所以电功率可以看作是电阻产生热量的速率。

根据焦耳定律，电阻的热量与电流的平方成正比。

因此，电功率公式中的电流平方表明了电功率与电流的关系，而电阻则是电功率的比例因子。

3.电阻功率公式：焦耳定律的电阻功率公式描述了电阻功率与电阻和电压之间的关系。

它表示为P=V^2/R，其中P为电阻功率，单位为瓦特(W)；V为电压，单位为伏特(V)；R为电阻，单位为欧姆(Ω)。

电阻功率可以理解为单位时间内通过电阻消耗的能量。

根据焦耳定律，电阻消耗的能量与电流通过电阻时所产生的热量成正比，而产生热量的大小与电压的平方成正比。

因此，电阻功率公式中的电压平方表明了电阻功率与电压的关系，而电阻则是电阻功率的比例因子。

综上所述，焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。

八年级物理下册电与热——焦耳定律

学科：物理教学内容：焦耳定律【学习目标】1．阐述“验证焦耳定律”实验的思想方法；确认电流产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流及通电时间的关系．2．复述焦耳定律的内容，写出焦耳定律的公式及热量的国际单位． 3．解释Q ＝W 成立的条件．4．应用Q ＝I 2Rt 和I ＝R U等公式进行有关计算．【主体知识归纳】1．焦耳定律的内容是：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比．2．焦耳定律公式：Q ＝I 2Rt ．3．电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功W 全部用来产生热量Q ，那么，电流产生的热量就等于电流所做的功，即Q ＝W ．【基础知识精讲】1．“验证焦耳定律”实验的思想方法在这个实验中，再次运用了控制变量的方法，请阅读实验内容，思考下列问题：（1）通过观察比较什么现象来说明电流通过导体产生热量的多少?（2）在第一次实验中，为了定性研究电流产生的热量与电阻的关系，应控制哪些条件？怎样控制？（3）在第二次实验中，为了定性研究电流产生的热量与电流强度的关系，应控制哪些条件？怎样控制？（4）在第三次实验中，为了定性研究电流产生的热量与时间的关系，应控制哪些条件？怎样控制？（5）通过实验，可以得出什么结论？ 2．怎样理解和应用焦耳定律?焦耳定律Q ＝I 2Rt 是一个实验定律，是焦耳在大量实验的基础上总结得出的，定量地表示了电能转化为内能的规律．焦耳定律中“电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比”，这句话你是怎样理解的?应用焦耳定律解决问题时，公式中的各物理量必须对应于同一段电路或同一个导体．如果电路中存在多段电路或多个导体，必须注意它们各自的对应关系，不可“错位”．例1 电炉丝坏了，去掉四分之一后接在原来的电源上使用时，在相等时间内产生的热量与原来产生的热量之比为A．3∶4 B．4∶3 C．4∶1 D．1∶4解析：本题中，由于电阻变化而使电路发生了变化，应认清哪些物理量变化，哪些物理量不变，全面进行分析．例2例2某电热水器内有R１、Ｒ２两根电热丝，在电压不变的情况下，单独接通Ｒ１或Ｒ２，热水器中的水需要15 min或20 min将沸腾．问：（1）若将Ｒ１、Ｒ２串联使用，这些水多少时间才能沸腾?（2）若将Ｒ１、Ｒ２并联使用，这些水多少时间才能沸腾?解析：由于电源电压U不变，两根电热丝单独使用放出的热量分别为：即Ｒ２＝２Ｒ１当Ｒ１与Ｒ２串联时Ｒ串＝Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒ１＋２Ｒ１＝３Ｒ１且Q 串＝Q １即串R U 2ｔ串＝12R U ｔ１ｔ串＝1R R 串·ｔ１＝113R R ×１５ min ＝45 minｔ并＝1R R 并ｔ１＝1132R R ｔ１＝32×１５ min ＝１０ min ．方法指导：不论是一根电热丝通电，还是两根电热丝（串联或并联）通电，它们对电热水器中的水供给的热量是相同的．这是解答本题的关键．而且，由于电源电压不变，选择Q ＝RU 2ｔ分析问题较为方便．【同步达纲练习】1．公式Q ＝W 成立的条件是__________________．2．在研究焦耳定律的实验中，观察比较图9－19中的实验现象（R 甲＞R 乙），可知电流产生的热量跟________有关；观察比较图9－20中的实验现象（I 2＞I 1），可知电流产生的热量跟________有关．图9－19 图9－203．在研究焦耳定律的实验中，为什么将甲、乙两电阻串联在电路中？滑动变阻器在该实验中起什么作用？4．通过某电阻的电流为I 时，在时间t 内放出的热量为Q ；如果要在2t的时间内放出2Q的热量，通过该电阻的电流应为__________．5．在“验证焦耳定律”的实验中，为了比较电流通过两根不同电阻丝放出热量的多少，必须同时保持A．通电时间相等和电流相等B．电阻相等和电流相等C．电阻相等和通电时间相等D．电阻相等、电流相等、通电时间相等6．用两根电热丝（R甲＞R乙）烧水，若电源电压不变，在其他条件相同的情况下，下面哪种方法可使水温升高得最快A．只使用甲B．只使用乙C．两根串联D．两根并联7．将一段电阻丝通电后，10 min可将一壶水烧开，现将这段电阻丝对折后将两端接在同一个电源上，将同样一壶水烧开的时间A．仍为10 min B．小于10 min C．大于10 min D．无法判断8．如图9－21所示，a、b、c、d是四个装有温度相同、质量相同的水的相同容器，每个容器中放入由相同材料、相同粗细的电阻丝烧成的发热线圈，每个线圈的长度如图所示，如果同时通电，经过一段时间后，则水温最高的是图9－21A．容器a B．容器b C．容器c D．容器d9．两条电阻丝的电阻之比R1∶R2＝3∶2，通过它们的电流强度之比为I1∶I2＝2∶1，在相同时间内它们产生的热量之比是A．3∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．６∶110．有一种叫“热得快”的电加热器，用来烧开水．当把它接在220 V的电源上时，要求在20 min内能产生4.84×105 J的热量，那么它的电阻应设计成多少欧？11．在图9－22电路中，R1＝2 Ω，R2＝４Ω，电压表示数为3 V．求：图9－22（1）电阻R2上每分钟放出的热量．（2）电路每分钟消耗的电能．【思路拓展题】做一做想一想1．A、B、C是三段“4B”铅笔芯，A、C等长，（8～10 cm），B为A长的一半．按图9－23连接电路，并固定于竖直木板上，用蜡（或凡士林）将火柴粘在铅笔芯上．接通电源（12～24 V）一段时间后，便可看到C、A、B上的火柴依次因蜡受热熔化而掉落．图9－23（1）比较A、B，通过二者的电流是否相同，电阻是否相同?通电时间是否相同?为什么A上的火柴先落下?（2）比较A、C，通过二者的电流是否相同?电阻是否相同?通电时间是否相同?为什么C上的火柴先掉下?2．近几年，我国城乡许多地区在进行电网改造，改造的内容之一就是把输电线换成更粗的．结合焦耳定律谈一谈这样做的目的．参考答案【同步达纲练习】1．电流所做的功全部用来产生热量 2．电阻的大小电流的大小3．在研究热量跟电阻的关系时，必须保持电流和通电时间相同，将甲、乙两电阻串联在电路中，使流过电阻丝的电流相等．在研究热量跟电流的关系时，用滑动变阻器改变电路中的电流，观察比较电流不同时，同一根电阻丝在相同时间内产生的热量是否相同．4．2 I5．A 6．D 7．B 8．D 9．D 10．120 Ω11．（1）I 2＝I 1＝11R U ＝ 2V3＝1.5 AQ 2＝I 22R 2t 2＝（1.5 A ）2×4 Ω×60 s ＝540 J（2）Q 1＝I 12R 1t 1＝（1.5 A ）2×2 Ω×60 s ＝270 J Q ＝Q 1＋Q 2＝540 J ＋270 J ＝810 J 【思路拓展题】做一做·想一想1．（1）通过A 、B 的电流相同，A 和B 的电阻不同，R A ＞R B ，通电时间相同．根据Q ＝I 2Rt 在I 、t 一定时，电阻R 越大，产生的热量Q 越多，所以A 上的火柴因蜡受热熔化先落下．（2）通过A 、C 的电流不同，I A ＜I C ，A 、C 的电阻相同，即R A ＝R C ，通电时间相同．根据Q ＝I 2Rt ，在R 、t 一定时，电流I 越大，产生的热量越多，所以C 上的火柴因蜡受热熔化先落下．2．减小输电线的电阻，从而减小电流产生的热量，以免输电线被烧坏．。

焦耳定律电流的热效应

电热器主要用于家庭、工业和科学实验等领域。例如，电烤箱用于烘焙食品，电饭煲用于煮饭，电热水器用于提供热水等。
电热器的安全使用注意事项
01
注意使用电压和电流
在使用电热器时，要确保使用的电压和电流符合产品说明书的要求，不
要超负荷使用，以免发生火灾或电击危险。
02 03
定期检查和维护
定期检查电热器的电线、插头和元件是否完好无损，如有损坏应及时更换。同时，要保持电热器的清洁，避免灰尘和杂物影响加热效果和安全性。
电流的热效应的应用
总结词
电流的热效应在许多领域都有广泛的应用。
详细描述
在工业领域，电流的热效应被用于加热、熔炼、焊接和热处理等工艺过程。在日常生活中，电热器、电烤箱、电熨斗等电器也是利用电流的热效应来提供便利。此外，电流的热效应还应用于医疗领域，如电热疗法和电烙术等治疗方法。同时，电流的热效应也是电磁炉和微波炉等现代厨房电器的工作原理
之一。
04
实验演示焦耳定律
实验目的和原理
目的
通过实验演示，探究电流的热效应，验证焦耳定律。
原理
焦耳定律指出，在封闭电路中，电阻器中产生的热量与电流、电阻和时间成正比。即Q=I²Rt，其中Q表示电阻器中产生的热量，I表示通过电阻器的电流，R表示电阻器的电阻，t表示时间。
实验设备和材料
实验设备
电源、电流表、电压表、可调电阻、焦耳计（热水容器）以及导线。
电流的热效应
焦耳定律揭示了电流通过导体时产生热量的规律，即电流通过导体时，由于电子与导体原子的相互作用，电子的动能转化为热能。
能量守恒
根据焦耳定律，电流通过导体产生的热量最终以热能的形式散失到周围环境中，实现了能量从电能向热能的转换，符合能量守恒定律。

九年级丨焦耳定律的计算公式及应用

九年级丨焦耳定律的计算公式及应用1、公式：Q=I2Rt．Q表示电热，单位是焦耳J；I表示电流，单位是安培A；R表示电阻，单位是欧姆Ω；t表示时间，单位是秒s．2、推导式：Q=U2Rt和Q=UIt．（仅适用于纯电阻电路）3、电热与电能的关系：纯电阻电路时Q=W；非纯电阻电路时Q＜W．4、方法与点拨（1）电热与电功的关系：应用公式电功电功率焦耳定律适用范围基本公式 W=UIt P=UI Q=I2Rt 普遍适用导出公式 W=U2Rt=I2Rt P=U2R=I2R Q=U2Rt=UIt 纯电阻电路Q=W（2）公式Q=I2Rt是电流产生热效应的公式，与W=UIt不能通用．W=UIt是电流做功的计算公式，如果电流做功时，只有热效应，则两公式是等效的；如果电流做功时，同时有其他能量转化，像电动机工作时，电能既转化为热能，也转化为动能，则Q=I2Rt只是转化为电热的部分，W=UIt则是总的电功．只有对纯电阻电路才有W=Q，对非纯电阻电路Q＜W．练习：1、李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻，将这个电热驱蚊器接在电源的两端，当电源两端电压为220V时，100s内产生的热量为484J．解：Q=I2Rt=U2/Rt=(220V)2/1.0×104Ω×100s=484J．答案：4842、熔丝在电路中起保护作用，电流过大时，能自动切断电路．下表是一段熔丝的数据长度L= 5cm横截面积S= 2mm2电阻R= 0.2Ω密度ρ=11×103kg/m3比热容C= 1.3×103J/（kg·℃）熔点t=327℃（1）请计算当电路中电流达20A时，在0.5s内该熔丝温度将升高多少度？（设电阻的变化和散热不计）（2）铜的熔点为1083℃，试说明为什么不能用铜丝代替熔丝．答：（1）当电路中电流达20A时，在0.5s内该熔丝温度将升高28℃．（2）保险丝的作用是当电路中的电流过大时，能自动切断电路，它是利用了电流的热效应来工作的，故要用电阻率大、熔点低的合金制成．保险丝千万不能用铜丝代替，因为电流过大时，铜丝的熔点高，不易熔断，起不到保护电路的作用．因为电流过大时，铜丝的熔点高，不易熔断，起不到保护电路的作用，所以不能用铜丝代替熔丝．。

电与热(焦耳定律)计算

电与热（焦耳定律）计算一、基础知识考点1：焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟________成正比，跟________成正比，跟________成正比．2．定义式：________ ．(1)意义：公式反映的是电流通过导体时产生热效应的规律，定量地揭示了电能转化为热能的规律．(2)适用范围：公式是由实验总结出来的，只要是电流所产生的热量，都可以利用这一公式进行计算．(3)单位：当公式中电流的单位用____，电阻的单位用____，时间的单位用____时，电热的单位才是_________.3．推导公式：Q =______ =______ =______。

4．电功和电热的关系：(1)概括地说，电功和电热是整体与局部、全体与部分的关系．①当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能____（填“全部”或“一部分”）转化为热能，即W ____ Q.此时，电功和电热没有区别．②当电路中接入的是电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有____（填“全部”或“一部分”）电能转化为热能，即W____Q．此时，只能利用公式Q= I2Rt 计算电热．【方法归纳】电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应．电流的热效应是电流的普遍现象．考点2：焦耳定律的探究1．实验方法：________法、________法.23．转换法的运用：(1)通过观察玻璃管中煤油________来判断电热的多少(2)通过观察温度计的_______来判断电热的多少．(3)通过观察玻璃管口气球_______来判断电热的多少．(4)通过观察电热丝点燃火柴________来判断电热的多少．【提示】(1)实验中往往选择煤油作为加热物质的原因：①煤油比热容小，吸热升温快；②煤油热膨胀效果明显．(2)实验中将电阻丝绕成螺旋形是为了减小热量散失，使实验效果更明显，考点3：电热的利用1．电热器的原理：电流的______效应．2．电热器的主要结构：发热体．发热体是由电阻率____、熔点____的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的．其中，绝缘体材料可将电阻丝与电热器的外壳隔开，防止触电和漏电．3．电热器示例：电饭煲、电烙铁、电烤箱．4．电热器的优点，(1)清洁卫生，没有环境污染；(2)效率；(3)可以方便地控制和调节温度．考点4：电热的危害1．危害：(1)由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器．(2)电能输送过程中的电能损失．2．电热器防止电热危害的方法：(1)安装__________；(2)安装__________．【提示】(1)保险丝利用电热将自身烧断，从而保证电路中的导线不被烧坏．这里利用了“逆向思维”．(2)家用电器长时间不用时，应当隔一段时间开机一段时间，这样可以利用电热驱潮，避免家用电器受潮，导致电路短路．二：典例选讲【例1】电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为( )A．导线的绝缘皮隔热B．导线散热比电熨斗快C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻【例2】在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R1 >R2.则：(1)开关接在干路，是为了控制________相同．(2)烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较（填“大”或“小”）．(3)闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快．则B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量．由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越____（填“多”或“少”）．(4)电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的，由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要____（填“长”或“短”）一些．三、随堂检测1．下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是( )A.电饭锅B．电风扇C．电视机D．洗衣机2．某阻值为4Ω的定值电阻，通过的电流为0.5A，则1min产生的热量是( )A. 2J B．30J C.60J D.120J3．两定值电阻丝R1 = 440Ω，R2 = 220Ω，若将R1和R2串联后接到220V的电源上，在相同时间内，R1和R2上产生的热量之比是。

高二人教版英语上册第二单元知识点：电热与焦耳定律

高二人教版英语上册第二单元知识点：电热与焦耳定律
高二人教版英语上册第二单元知识点：电热与焦
耳定律
“物理”二字出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。

查字典物理网为大家推荐了高二人教版英语上册第二单元知识点，请大家仔细阅读，希望你喜欢。

电热：
(1)电流的效应：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应.
(2)电流热效应的实质：是电流通过导体时，由电能转化为内能.
(3)电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器.其优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节电流.
(4)有时人们利用电热，如电饭锅、电熨斗等;有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等.
焦耳定律：
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律.
(2)公式：Q=I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培(A)，电阻R的单位要用欧姆(Ω)，通过的时间t的单位要用秒(s)。

焦耳定律电能与热能的转换

焦耳定律电能与热能的转换能量是物体存在的一种形式，它可以转换为不同的形式，并在不同的过程中进行转移。

在能量转换的过程中，焦耳定律起着重要的作用，特别是在电能与热能之间的转换中。

本文将探讨焦耳定律在电能与热能转换中的应用和原理。

一、焦耳定律的概述焦耳定律是描述电能与热能转换的基本原理，它由英国物理学家詹姆斯·焦耳于19世纪提出。

焦耳定律表明，通过电阻发生电流时，被电阻加热的能量与电流强度、电阻和电流通过电阻的时间之积成正比。

其数学表达式为：Q = I^2 × R × t其中，Q表示转换的能量（单位为焦耳），I表示电流强度（单位为安培），R表示电阻（单位为欧姆），t表示电流通过电阻的时间（单位为秒）。

二、电能转换为热能在实际应用中，我们常常将电能转换为热能，这是因为热能在很多领域有着广泛的应用。

例如，在电热水壶中，通过通电产生的热量可以将冷水加热至沸腾状态。

这种转换过程符合焦耳定律。

以电热水壶为例，当我们将水注入水壶中并接通电源时，电流通过加热元件（电阻丝）产生热量，进而将水加热。

根据焦耳定律，热量的产生与电流强度、电阻和时间之间的关系密切。

电流强度越大，电阻越大，时间越长，产生的热量就越多。

三、热能转换为电能除了将电能转换为热能，我们还可以将热能转换为电能。

这种转换的实现依赖于热电效应，也是焦耳定律的应用之一。

热电效应指的是当两个不同温度的导体连接时，由于温差产生电势差，从而产生电流。

在热电转换器（如热电偶）中，两种不同的金属导体连接在一起，一端热端受热，另一端冷端保持恒温。

当热对电极产生温差时，根据焦耳定律，热端会产生电流。

通过这种方式，我们可以将热能转化为电能，实现能量的有效利用。

四、应用示例：电力发电焦耳定律电能与热能的转换在电力发电中有着重要的应用。

在传统的火力发电厂中，通过燃烧化石燃料产生高温，并将水转化为蒸汽。

该蒸汽驱动涡轮发电机旋转，进而产生电能。

转而以焦耳定律电能与热能转换的角度看，这个过程可以解释为热能转化为机械能，再通过涡轮转动产生电能。

焦耳定律物理学名词

焦耳定律物理学名词
焦耳定律名词解释：导体在通过电流时会有热量发出。

英国物理学家焦耳通过实验总结出如下的规律：电流通过导体时放出的热量Q 与电流I 的平方、导体的电阻R 以及通电时间t 成正比，即Q=KI 2 Rt ，这就是焦耳定律。

电流通过导体时按这一规律所放出的热量叫做焦耳热。

若分别以焦耳、安培、欧姆及秒等为国际制单位测量热量、电流、电阻及时间，实验测得K=1 焦耳/ 欧姆·安培2 ·秒。

故上式变为Q=I 2 Rt 。

焦耳定律除了用Q ＝KRI 2 t Q = K t n 表示外，还可用·表示。

当个导体串联时，由于通过所有U R 2 导体的电流都相等，用前式来比较个别导体所放出的热量较为方便。

当n 个导体并联时，在各个导体上的电流各不相同，但它们两端的电压都相等，在这种情况下用后式较为方便。

必须再次强调说明的是，当电路上有电流通过时，不但产生热的效应，而且还可以产生其他不同的效应。

例如，在一般的电路中，除有纯电阻外还有电动机，电解槽等用电器，那么电能除部分转化为热（内能）外，还要转化为机械能、化学能等。

因此，只有当电路为纯电阻，而且整个电路不能运动时，电流所做的功才全部变为热，否则W=UIt 总要大于电流在纯电阻上产生的热量Q=I 2 Rt 。

焦耳定律原始公式

焦耳定律原始公式
焦耳定律是关于电能转化为热能的物理定律，它描述了通过
电流通过电阻时所产生的热量的大小。

焦耳定律的原始公式可
以表示为：
\[Q=I^2Rt\]
其中，Q表示通过电流I在电阻R上流过时间t所产生的热量。

根据焦耳定律，当电流通过一个电阻时，电流在电阻中产生
的能量将被转化为热能。

该公式表明，电流的大小（I的平方）和电阻的大小（R）是影响产生的热量（Q）的因素，时间（t）是电流通过电阻的时间。

这个公式可以从几个方面解释。

首先，电功率（P）定义为单位时间内的能量转化，可以表示为：
\[P=\frac{W}{t}\]
其中，W表示能量，t表示时间。

根据电功率和电流的关系，我们知道：
\[P=IV\]
这里，I表示电流，V表示电压。

然后，根据欧姆定律，电流可以通过电压和电阻表示：
\[I=\frac{V}{R}\]
将这个表达式代入电功率公式中，得到：
\[P=\frac{V^2}{R}\]
最后，将电功率乘以时间，可得到能量转化的大小：
\[W=Pt=\frac{V^2}{R}\cdott=\frac{V^2t}{R}\]
我们知道，能量可以用热量来表示，因此将W表示为Q，即可得到焦耳定律的原始公式：
\[Q=I^2Rt\]
这个公式告诉我们，通过电流I在电阻R上流过时间t所产生的热量Q与电流的平方成正比，与电阻和时间成正比。

可以看出，增大电流、电阻或时间都会增加产生的热量。

10.电功、电热及焦耳定律

2017/11/9
2017/11/9
11．如图所示，用直流电动机提升重物，重物的质量m=50 kg，电源供电电压为110 V，不计各处摩擦．当电动机v=0.9 m／s的恒定速度向上匀速提升重物时，电路中的电流为5 A，则电动机线圈中的电阻为多大？（g取10 m／s2）
2017/11/9
12．锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是( ) A．电能转化为化学能的功率为UI－I2r B．充电器输出的电功率为UI＋I2r C．电池产生的热功率为I2r D．充电器的充电效率为
计算电功时用公式W＝IUt，计算电热时用公式Q＝I2Rt. 2．从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W≥Q、即UIt≥I2Rt.
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(3)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此
2 U 时有 W＝Q.计算时可任选一公式：W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝ t. R
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3．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．
I2Rt ． (2)公式：Q＝_____
4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量．
Q I2R ． (2)表达式：P＝ t ＝_____
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1．电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度．
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8.某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的小灯泡L1、L2、L3连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0 Ω。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0 V，则( )

专题：焦耳定律

例4(和其它知识组合)
（2015重庆）如图15所示，电源电压不变。
电阻R1的阻值为20Ω，R2的阻值为30Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，求：（1）电源电压U；（2）通电100s电流通过电阻R2产生的热量
。
解：R1和R2并联 R1=20Ω I1=0.3A R2=30Ω t2=100s U2=U1=R1×I1=20Ω×0.3A=6v I2=U2/R2=6v/30Ω=0.2A Q2=I22×R2×t =(0.2A)2×30Ω×100s=120J
答案：（1）I=P/U
（2）

=1100W/220V =5A R=U/I =220V/5A =44Ω Q=W=Pt =1100W×300s =3.3×105J
课堂总结

一、基本知识复习 1、电流的热效应

2、焦耳定律的内容，公式及理解应用
3、电流热效应的利用和防止
二、应用电热和焦耳定律解决问题 1、电热在生活中的应用 2、实验探究焦耳定律 3、利用焦耳定律分析变化和比值问题 4、利用焦耳定律进行有关计算
例3(和其它知识组合) （2015黑龙江齐齐哈尔）如图是电饭锅内部简化电路图，已R0=55Ω ，R1=1045Ω ，当S接 “1”时，电饭锅处于保温状态，此时通电1min
电饭煲产生的热量是 J。
当S接“2”时处于加热状态，通电1min电饭煲产生的热量是 J。
例3 (纯电阻电路）
解 S接1时，R0和R1串联，串联电流I=U/(R0+R1)=220v/(55Ω+1045Ω)=0.2A 产生的热量Q=UIt=220v×0.2A×1×60s ==2.64 ×103J S接2时，R1短路，电路中只有R0 此时产生的热量 Q==U2t/R0==(220v)2×1×60s/55Ω==5.28×104J

【高中物理】高中物理知识点：焦耳定律,电热

【高中物理】高中物理知识点：焦耳定律，电热电热（焦耳定律）：1、定义：电流通过电阻为R的导体时，t时间内导体上产生的热量，即电热2、公式：Q=I2Rt3、单位：J，4、物理意义：电流通过导体时所产生的电热5、适用条件：任何电路6、能量转化情况：有多少电能转化为热能电功和电热的关系：①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能，电功和电热是相等的，所以有W=Q，UIt=I 2Rt，U=IR（欧姆定律成立），；②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能。

所以有W>Q，UIt>I2Rt，U>IR（欧姆定律不成立）。

电功、电热的计算方法:对任何电路，电流做功均为电流产生的热量均为。

在纯电阻电路中，电功全部转化为电热，能量转化示意图表示为：。

则有，故在计算电功或电热时，可根据题目中的条件，灵活选用以上公式分析计算。

若电流通过非纯电阻电路(如电动机、电解槽等) 时，能量转化的示意图表示为：1)在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路中电能转化为内能和机械能，即；在含有电解槽的电路中电能转化为内能和化学能，即。

在这种情况下，电功只能用计算，电热只能用计算。

(2)含有直流电动机的电路不能简单地理解成它一定是一个非纯电阻电路，要从纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化上加以区分。

直流电动机两端加上电压以后，若电动机转动，则有电能转化为机械能，此时的电路为非纯电阻电路，部分电路的欧姆定律不再适用。

若电动机不转，则没有电能转化为机械能，此时损失的电能全部转化为内能，这时的电路是纯电阻电路。

因此，分析电路问题时，要重视从能量的角度出发，这样会使思路清晰，解题变顺利。

(3)纯电阻电路中，即；非纯电阻电路中，即。

纯电阻电路与非纯电阻电路：相关高中物理知识点：电功电功：1、定义：所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功，简称电功。

2、公式： W=Ult3、单位：焦(J)，；千瓦时，，4、物理意义：电流所做的功，即电场力推动自由电荷定向移动所做的功。