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    焦耳定律 焦耳定律:①文字敘述,電流透過導體產生的熱量跟電流的平 方成 正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。

    ②公式:焦耳定律數學表示式:Q=I^2Rt,匯出公式有Q=UIt和Q=U^2/R×t。

    前式為普遍適用公式,匯出公式適用於 純電阻電路 。

    電熱器 和 白熾 電燈屬於上述情況。

    ④在串聯電路中,因為透過導體的電流相等。

    通電時間也相等,根據焦耳定律,可知導體產生的熱量跟電阻成正比,即 ⑤在並聯電路中,導體兩端的電壓相等,通電時間也相等,根據,可知電流透過導體產生的熱量跟導體的電阻成反比,即 ⑥電熱器:利用 電流的熱效應 來加熱的裝置, 電爐 、 電烙鐵 、 電熨斗 、 電飯鍋 、 電烤爐 等都是常見電熱器。

    電熱器的主要組成部分是發熱體,發熱體是由 電阻率 大, 熔點 高的電阻絲繞在 絕緣材料 上製成。

    焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。

    1841年,英國物理學家 焦耳 發現載流導體中產生的熱量Q(稱為焦耳熱)與電流 I 的平方、導體的電阻R、通電時間t成正比,這個規律叫焦耳定律。

    採用 國際單位制 ,其表示式為Q=I^2×Rt或熱功率P=I^2×R其中Q、I、R、t、P各量的單位依次為焦耳、 安培 、 歐姆 、秒和 瓦特 。

    焦耳定律是設計電照明,電熱裝置及計算各種電氣裝置 溫升 的重要公式。

    焦耳定律在串聯電路中的運用: 在串聯電路中,電流是相等的,則電阻越大時,產生的熱越多。

    焦耳定律在並聯電路中的運用: 在並聯電路中,電壓是相等的,透過變形公式,W=Q=Pt=U^2/R×t,當U定時,R越大則Q越小。

    需要註明的是,焦耳定律與 電功 公式W=UIt適任何元件及發熱的計算,即只有在像電熱器這樣的電路(純電阻電路)中才可用Q=W=UIt=I^2Rt=U^2/R×t。

    另外,焦耳定律還可變形為Q=IRQ(後面的Q是 電荷量 ,單位 庫侖 (c))。

    圖為焦耳定律的實驗圖。

    1.正確理解和使用焦耳定律 焦耳定律是一個實驗定律,它的適用範圍很廣。

    遇到 電流熱效應 的問題時,例如要計算電流透過某一電路時放出熱量;比較某段電路或導體放出熱量的多少,即從電流熱效應角度考慮對電路的要求時,都可以使用焦耳定律。

    從焦耳定律公式可知,電流透過導體產生的熱量跟 電流強度 的平方成正比、跟導體的電阻成正比、跟通電時間成正比。

    若電流做的功全部用來產生熱量。

    即W=UIt。

    根據 歐姆定律 ,有W=I^2Rt。

    需要說明的是W=U^2/R×t和W=I^2R×t不是焦耳定律,它們是從歐姆定律推匯出來的,只能在電流所做功將電能全部轉化為熱能的條件下才成立。

    對電爐、電烙鐵、電燈這類用電器,這兩公式和焦耳定律是等效的。

    使用焦耳定律公式進行計算時,公式中的各物理量要對應於同一導體或同一段電路,與歐姆定律使用時的對應關係相同。

    當題目中出現幾個物理量時,應將它們加上角碼,以示區別。

    注意:W=UIt=Pt適用於所有電路,而W=I^2Rt=U^2/R×t只用於純電阻電路(全部用於發熱)。

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