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焦耳定律及計(jì)算公式

更新時(shí)間:2016/8/30 11:24:00  手機(jī)版

  焦耳定律:

  1. 定義:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量Q,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電的時(shí)間成正比。

  2. 公式:Q=I2Rt,適用范圍:任何電路。

  探究方法:

  控制變量法:

  (1)控制電流和電阻相同,研究電熱與通電時(shí)間的關(guān)系

  (2)控制通電時(shí)間和電阻不變,改變電流的大小,研究電熱與電流的關(guān)系

  (3)控制通電時(shí)間和電流不變,改變電阻大小,研究電熱與電阻的關(guān)系

  串并聯(lián)電路電熱關(guān)系:

  “焦耳定律”中的控制變量法:

  焦耳定律的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了控制變量法,當(dāng)兩段電阻串聯(lián)時(shí),控制電流和通電時(shí)間相同,得出電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),當(dāng)兩電阻并聯(lián)時(shí),控制電阻和通電時(shí)問不變,得出電流產(chǎn)生的熱量與電流大小有關(guān)。

  例:小宇和小剛想利用如圖所示的裝置來(lái)探究 “導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與其電阻大小的關(guān)系”。兩只相同的燒瓶中裝有適量的煤油,燒瓶A中浸泡著一段銅絲,電阻較;燒瓶B中浸泡著一段鎳鉻合金絲,電阻較大,溫度計(jì)顯示煤油的溫度。

  (1)為保證實(shí)驗(yàn)科學(xué)合理,兩個(gè)燒瓶中所裝煤油的質(zhì)量應(yīng)該____。

  (2)實(shí)驗(yàn)中,小字和小剛發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快。這表明:在電流和通電時(shí)間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量______。

  解析:(1)利用控制變量法在探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與其電阻大小的關(guān)系”時(shí)應(yīng)控制其他因素不變,如煤油的質(zhì)量,相同的燒瓶,相同的溫度計(jì)等。

  (2)B瓶中溫度計(jì)升高得快,說(shuō)明相同時(shí)間內(nèi)煤油吸收的熱量多,由于鎳鉻合金絲電阻大于銅絲電阻,所以在電流和通電時(shí)間相同時(shí),導(dǎo)體電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。

  答案(1)相同(或相等或一樣)(2)越大(或越多)

  為什么電爐工作時(shí)“電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線卻不怎么熱” :

  由于電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)在電路中,通過(guò)它們的電流相等,而電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大得多,根據(jù) “在電流相等的條件下,電能轉(zhuǎn)化成熱時(shí)的功率跟電阻成正比”,Q=I2Rt可知,在通電時(shí)間相同時(shí),電流通過(guò)電爐產(chǎn)生的熱量比電流通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量要多得多.所以電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻不怎么熱。

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