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[!--downpath--]“焦耳定理”是小學數學“穩恒電壓”一章的重點,也是教學難點。下邊是學習啦小編給你們帶來的中學數學焦耳定理知識點,希望對你有幫助。
1、高中數學焦耳定理定義
焦耳定理規定:電壓通過導體所形成的熱量和導體的阻值成反比,和通過導體的電壓的平方成反比,和通電時間成反比。該定理是美國科學家焦耳于1841年發覺的。焦耳定理是一個實驗定理,它可以對任何導體來適用,范圍很廣,所有的電路都能使用。遇見電壓熱效應的問題時,比如要估算電壓通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,即從電壓熱效應角度考慮對電路的要求時,都可以使用焦耳定理。公式如下:
其中Q指熱量,單位是焦耳(J),I指電壓,單位是安培(A),R指內阻什么是焦耳定律公式,單位是歐姆(Ω),t指時間,單位是秒(s),以上單位全部用的是國際單位制中的單位。
2、高中數學焦耳定理公式變型和推論
對于純內阻電路而言
當電壓所做的功全部形成熱量,即電能全部轉化為內能,該電路為純內阻電路,這時有:
按照電功的公式,我們有【U指電流,單位是伏特(V)】:
或則按照歐姆定理(歐姆定理本身只在純內阻電路中創立),我們有:
白熾電燈不屬于上述情況,由于它還將電能轉化為光能;而類似電熱水器這樣就屬于上述情況。
對于非純內阻電路而言
對于非純內阻電路而言,用得最多的還是焦耳定理的通常方式,不能用前面純內阻中的兩個公式(由于①歐姆定理只在純內阻電路中創立;②其電能不是全部做功轉化為內能,不能用電功的公式。
而對于其電功率和熱量比較而言,我們有:
對于任何電路而言
不僅焦耳定理的通常式外,我們還可以依照公式I=q/t【q表示電荷量,單位是庫侖(C)】對公式進行變型(適用于所有電路):
在串聯電路中,因為通過導體的電壓相等,通電時間也相等,按照焦耳定理可知電壓通過導體形成的熱量跟導體的內阻成反比。
在并聯電路中,因為導體兩端的電流相等,通電時間也相等,按照焦耳定理可知電壓通過導體形成的熱量跟導體的內阻成正比。
3、高中數學焦耳定理使用
從焦耳定理公式可知,電壓通過導體形成的熱量跟電壓硬度的平方成反比、跟導體的內阻成反比、跟通電時間成反比。若電壓做的功全部拿來形成熱量。即W=UIt。按照歐姆定理,有W=I^2Rt。
須要說明的是W=(U^2/R)t是從歐姆定理推論下來的,只能在電壓所做功將電能全部轉化為熱能的條件下才創立(純內阻電路)。諸如對電爐、電烙鐵這類用家電,這兩公式和焦耳定理才是等效的。
使用焦耳定理公式進行估算時什么是焦耳定律公式,公式中的各化學量要對應于同一導體或同一段電路,與歐姆定理使用時的對應關系相同。當題目中出現幾個數學量時,應將它們加上合頁,以示區別。
注意:W=I2RT=Pt適用于所有電路,而W=UIT=(U^2/R)t只用于純內阻電路(全部用于發熱)。
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