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[!--downpath--]焦耳定理[1]：它是定量解釋電能通過傳導電壓轉化為熱能的定理。 ①書面表達，電壓通過導體產生的熱量與電壓的平方成反比，與導體的電阻成反比，與通電時間成反比。 ②公式：焦耳定理物理表達式：Q=I2Rt，導入公式包括Q=UIt和Q=U2/R×t。 前面的公式是普遍適用的公式，導入的公式適用于純內阻電路。 ③注意問題：電壓所做的功全部形成熱，即電能全部轉化為內能，則Q=W。 電加熱器和白熾燈屬于上述類別。 ④串聯電路中，導體兩端的電壓相等。 通電時間也相等。 根據焦耳定理可知，導體產生的熱量與內阻成反比，即： ⑤并聯電路中，導體兩端電流相等，通電時間也是相等的。 根據依據，可知電壓通過導體產生的熱量與導體的內阻成反比，即： ⑥電加熱器：靠電壓的熱作用而發熱的裝置。 電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤箱都是常見的電加熱器。 電加熱器的主要部件是發熱體，它是由內阻高、熔點高的內阻絲纏繞在絕緣材料上制成的。 焦耳定理是定量描述通過傳導電壓將電能轉化為熱能的定理。 1841年，美國化學家焦耳發現，載流導體中形成的熱量Q（稱為焦耳熱）與電壓I、導體內阻R和通電時間t的平方成反比。 該定律稱為焦耳定理。 采用國際單位制，其表達式為Q=I2×Rt或熱功率P=I2×R，其中Q、I、R、t、P的單位為焦耳、安培、歐姆、秒、瓦。
焦耳定理是設計電照明、電加熱設備和估算各種電氣設備溫升的重要公式。 焦耳定理在串聯電路中的應用：串聯電路中，電壓相等，內阻越大，形成的熱量就越多。 焦耳定理在并聯電路中的應用：在并聯電路中，電流相等。 通過修改后的公式，W=Q=Pt=U2/R×t，當U一定時，R越大，Q越小。 需要注意的是，焦耳定理和電功率公式W=UIt適用于任何設備和發熱的估算，即只有在電加熱器（純內阻電路）這樣的電路中才能Q=W=UIt=Q =I2Rt= U^2/R×t。 另外，焦耳定理也可以轉化為Q=IRQ（前面的Q是電荷焦耳定律Q是什么，單位是庫侖（c））。 圖為焦耳定理的實驗圖。 一、正確理解和使用焦耳定理焦耳定理是一個實驗定理，有著廣泛的應用范圍。 當遇到電壓熱效應問題時，例如估算電壓通過某個電路時釋放的熱量； 比較某一電路或導體所釋放的熱量，即從電壓熱效應的角度考慮電路的要求時，可采用焦耳定理。 從焦耳定理的公式可以看出，電壓通過導體產生的熱量與電壓硬度的平方成反比，與導體內阻成反比，與通電時間成反比。 如果電壓所做的功全部用來形成熱量。 即，W=UIt。 根據歐姆定理，有W=I2Rt。 需要說明的是，W=U2/Rt和W=I2Rt不是焦耳定理，而是由歐姆定理推導出來的，只有在電壓所做的功全部轉化為熱能的情況下才能成立。
對于電爐、電烙鐵、電燈等家用電器來說，這兩個公式相當于焦耳定理。 當使用焦耳定理公式進行估算時，公式中的每個化學量應對應于同一導體或同一段電路，這與使用歐姆定理時的對應關系相同。 當標題中出現多個數學量時，應在其上添加鉸鏈以顯示差異。 注：W=UIt=Pt 適用于所有電路，而 W=I2Rt=U2/Rt 僅用于純內阻電路（均用于發熱）。 焦耳定理實驗采用的數學實驗方法是研究電壓通過導體時產生的熱量與導體電阻之間的關系。 由于我們無法直接觀察到電壓產生了多少熱量，所以我們可以間接觀察瓶中的液體。 觀察，這些技術稱為轉換方法。 在這個實驗中，一共涉及到三個化學量——電流、內阻和熱量焦耳定律Q是什么，而我們只需要研究熱量和內阻的關系，所以我們需要保持電壓恒定（所以我們將兩個內阻連接在系列）為了不影響結果，這些技術稱為控制變量方法。