怎樣推導(dǎo)焦耳定律中熱量的關(guān)系
焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,它的適用范圍很廣。遇到電流熱效應(yīng)的問(wèn)題時(shí),例如要計(jì)算電流通過(guò)某一電路時(shí)放出熱量;比較某段電路或?qū)w放出熱量的多少,即從電流熱效應(yīng)角度考慮對(duì)電路的要求時(shí),都可以使用焦耳定律。
從焦耳定律公式可知,電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流強(qiáng)度的平方成正比、跟導(dǎo)體的電阻成正比、跟通電時(shí)間成正比。
若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量。即W=UIt。
根據(jù)歐姆定律,有W=I^2Rt。
需要說(shuō)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導(dǎo)出來(lái)的,只能在電流所做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的條件下才成立。對(duì)電爐、電烙鐵、電燈這類(lèi)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(jìn)行計(jì)算時(shí),公式中的各物理量要對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體或同一段電路,與歐姆定律使用時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系相同。當(dāng)題目中出現(xiàn)幾個(gè)物理量時(shí),應(yīng)將它們加上角碼,以示區(qū)別。
注意:W=UIt=Pt適用于所有電路,而W=I^2Rt=U^2/R×t只用于純電阻電路(全部用于發(fā)熱
焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中單位Q→焦;I→安(A);R→歐(Ω);t→秒。)