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焦耳定律

掌握焦耳定律及电热的计算

困难⏱️ 80分钟🎥 5 个视频✏️ 45 道练习题
📖

概念解读

定义

焦耳定律: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。

核心要点

1

焦耳定律的内容:Q = I²Rt

2

电热(Q):电流通过导体产生的热量,单位:焦耳(J)

3

电流(I):单位是安培(A)

4

电阻(R):单位是欧姆(Ω)

5

时间(t):单位是秒(s)

6

纯电阻电路:电能全部转化为内能,Q = W = UIt = I²Rt = U²t/R

7

非纯电阻电路:电能转化为内能和其他形式的能,Q = I²Rt < W = UIt

8

电热的利用:电热器、电饭锅、电热毯等

9

电热的防止:散热片、风扇等

重要公式

焦耳定律

纯电阻电路中电热的计算

注意事项

⚠️

焦耳定律适用于所有电路

⚠️

纯电阻电路中,电能全部转化为内能,Q = W

⚠️

非纯电阻电路中,只有一部分电能转化为内能,Q < W

⚠️

电热器是利用电流的热效应工作的

⚠️

串联电路中:Q总 = Q1 + Q2,产热与电阻成正比 Q1/Q2 = R1/R2

⚠️

并联电路中:Q总 = Q1 + Q2,产热与电阻成反比 Q1/Q2 = R2/R1

⚠️

电热的利用和防止是生活中的重要问题

💡

典型例题

📝 题目

一个电阻为10Ω的电热丝,通过的电流为5A,通电2分钟。求:(1)电热丝产生的热量;(2)消耗的电能。

🔍 解题步骤

1

明确已知条件

💬 电阻 R = 10 Ω,电流 I = 5 A,时间 t = 2 min = 120 s

2

计算产生的热量

💬 用焦耳定律 Q = I²Rt 计算

3

计算消耗的电能

💬 电热丝是纯电阻,电能全部转化为内能,所以 W = Q = 30000 J

✅ 答案

(1) 30000 J;(2) 30000 J

🎮

动画交互

焦耳定律演示

通过调节电流和电阻,观察电热的变化规律

✏️

课后练习

1

焦耳定律的数学表达式是( )

简单
2

下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )

简单
3

一个电阻为10Ω的电热丝,通过的电流为2A,通电1分钟产生的热量是( )

中等
4

关于纯电阻电路和非纯电阻电路,下列说法正确的是( )

中等
5

两个电阻R1=10Ω,R2=20Ω串联在电路中,它们在相同时间内产生的热量之比Q1:Q2为( )

中等
6

两个电阻R1=6Ω,R2=12Ω并联在电路中,它们在相同时间内产生的热量之比Q1:Q2为( )

中等
7

焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量,跟______成正比,跟______成正比,跟______成正比。数学表达式为______。

简单
8

纯电阻电路中,电能______转化为内能,此时Q______W。非纯电阻电路中,电能转化为内能和______,此时Q______W。计算热量都用公式______。

中等
9

一个电热水壶,额定电压220V,额定功率1500W。求:(1)正常工作时通过的电流;(2)正常工作时的电阻;(3)正常工作10分钟产生的热量。

中等
10

一台电动机,电压为220V,通过的电流为10A,线圈电阻为1Ω,工作30秒。求:(1)电动机消耗的电能;(2)线圈产生的热量;(3)电动机的效率。

困难