以下是一些焦耳定律的計(jì)算題及其答案:
1. 電阻R1和R2串聯(lián)在電路中,已知R1=4歐,通過(guò)R1的電流強(qiáng)度為0.5A,求R2兩端的電壓和電路中的總電阻。
答:串聯(lián)電路中的電流相等,所以I2=I1=0.5A。
由焦耳定律得:Q=I^2Rt
對(duì)于R1:Q1=I^2R1t=40×4×60=14400J
對(duì)于整個(gè)電路:Q總=Q1+Q2=I^2(R1+R2)t
解得:R2=6歐
U2=IR2=0.5×6=3V
答:R2兩端的電壓為3V,電路中的總電阻為10歐。
2. 一個(gè)電熱器接在10V的電源上,通過(guò)它的電流強(qiáng)度為2A,通電時(shí)間為1分鐘,產(chǎn)生的熱量是多少?
答:根據(jù)焦耳定律,電熱器產(chǎn)生的熱量為:Q = I^2Rt = 2^2 × 30 × 10^(-6) = 4 × 10^(-3)J。
3. 一個(gè)電熱器接在恒定電壓的電源上,其電阻為484歐,通電時(shí)間為一分鐘,產(chǎn)生的熱量是多少?
答:根據(jù)焦耳定律,電熱器產(chǎn)生的熱量為:Q = U^2/R × t = (220^2)/(484 × 60) = 367J。
4. 一段導(dǎo)線電阻為5歐,把它對(duì)折起來(lái),長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一,但電阻變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍?
答:導(dǎo)線對(duì)折起來(lái)后,長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一,橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍。根據(jù)電阻定律,電阻與長(zhǎng)度成正比,與橫截面積成反比,所以電阻變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍。
5. 一段導(dǎo)線對(duì)折起來(lái)后,長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,如果接在電源上產(chǎn)生的熱量為原來(lái)的一半,求這段導(dǎo)線的電阻值。
答:根據(jù)焦耳定律和電阻定律,有Q = I^2Rt和R = ρ(l/S),其中Q、I、t、ρ、l、S分別為熱量、電流強(qiáng)度、時(shí)間、電阻率、導(dǎo)線長(zhǎng)度和橫截面積。由于熱量減半,說(shuō)明電流強(qiáng)度加倍,而長(zhǎng)度減半,橫截面積不變,所以電阻值減半。
以上只是焦耳定律的一些簡(jiǎn)單計(jì)算題及其答案,實(shí)際應(yīng)用中可能需要根據(jù)具體情況進(jìn)行更復(fù)雜的計(jì)算。
焦耳定律計(jì)算題:
已知某電熱器接在220V的電源上,通過(guò)它的電流強(qiáng)度是0.5A,通電10min,電流做功是多少?產(chǎn)生的熱量是多少?
答案:
已知:$U = 220V$,$I = 0.5A$,$t = 10 \times 60s = 600s$
根據(jù)焦耳定律:$Q = I^{2}Rt$,其中電阻R未知,需要求出R
由歐姆定律可得:$R = \frac{U}{I}$
代入數(shù)據(jù)可得:$R = \frac{220}{0.5} = 440\Omega$
所以,電熱器產(chǎn)生的熱量為:$Q = I^{2}Rt = (0.5)^{2} \times 440 \times 600 = 6.6 \times 10^{4}J$
答:略。