焦耳定律及应用
中考物理知识点焦耳定律
中考物理知识点焦耳定律焦耳定律是描述电流通过导体时导体发热的规律，也称为电流热效应。
该定律表明，通过电流i的导体上的热量P和导体电阻R、电流i以及导体的时间t有关。
它的数学表达式为：P=i^2*R*t其中，P表示导体上产生的热量，单位为焦耳(J)；i表示电流的大小，单位为安培(A)；R表示导体的电阻，单位为欧姆(Ω)；t表示电流流过导体的时间，单位为秒(s)。
焦耳定律的应用非常广泛，不仅在物理学中有重要意义，而且在日常生活和工程技术中也有很多实际应用。
以下是几个常见的应用：1.电热水壶：电热水壶通过将电流通过导体丝圈加热水。
根据焦耳定律，导体丝圈的电阻和电流大小决定了加热水的功率，从而决定了烧水的速度。
2.电烤箱：电烤箱的工作原理也是利用焦耳定律。
通过将电流通过导体丝加热空气，然后把热量传递给食物。
3.电吹风：电吹风利用焦耳定律产生热风。
通过将电流通过导体丝，导体丝会产生热量。
然后这个热量会传递给空气，使得空气加热，形成热风。
4.电热毯：电热毯中的发热体实际上就是一根电阻丝，通过把电流通过电阻丝，使得电流产生热量。
热量会传导到被加热物体，使其保持温暖。
5.电灯泡：电灯泡通过将电流通过灯丝加热，使其发出可见光。
根据焦耳定律，电灯泡的功率与电阻和电流的平方成正比。
总之，焦耳定律是描述电流通过导体时导体发热的基本定律。
它在生活中有很多实际应用，如电热水壶、电烤箱、电吹风、电热毯和电灯泡等。
理解和掌握焦耳定律对于理解电热设备的工作原理和使用方法非常重要。
焦耳定律与电功的计算方法与应用
焦耳定律与电功的计算方法与应用电功是电能转化为其他形式能量的过程中所做的功，它在电力工程中具有重要的应用价值。
而焦耳定律则是计算电功的基本原理。
本文将介绍焦耳定律的原理及其在电功计算中的应用方法。
焦耳定律是由英国物理学家焦耳在19世纪初提出的，它描述了电流通过电阻产生的热量与电流强度、电阻值以及时间的关系。
根据焦耳定律，电功可以通过以下公式进行计算：W = I^2 * R * t其中，W表示电功，I表示电流强度，R表示电阻值，t表示电流通过电阻所用的时间。
这个公式告诉我们，电功与电流强度的平方成正比，与电阻值和时间成正比。
焦耳定律的应用非常广泛。
在电力工程中，我们经常需要计算电器设备消耗的电功，以便评估其能源利用效率。
例如，当我们使用电热水壶加热水时，可以根据焦耳定律计算出加热水所消耗的电功。
通过这种方式，我们可以选择更节能的电器设备，从而降低能源消耗。
除了能源利用效率评估，焦耳定律还可以应用于电线的选型和散热设计。
根据焦耳定律，电线的电功损耗与电流强度和电阻值成正比。
因此，在设计电线时，我们需要根据实际的电流强度和电阻值计算出电功损耗，以确保电线不会过热。
同时，我们还可以根据焦耳定律计算出电线的散热量，从而选择合适的散热设备，保证电线的正常运行。
焦耳定律的应用还可以扩展到电子元件的工作温度计算。
电子元件在工作过程中会产生一定的电功损耗，这会导致元件温度升高。
根据焦耳定律，我们可以计算出电子元件的功率损耗，从而估算其工作温度。
通过这种方式，我们可以及时发现并解决元件过热问题，确保电子设备的正常运行。
总结起来，焦耳定律是计算电功的基本原理，它描述了电流通过电阻产生的热量与电流强度、电阻值以及时间的关系。
在电力工程中，焦耳定律被广泛应用于能源利用效率评估、电线选型和散热设计以及电子元件的工作温度计算等方面。
通过合理应用焦耳定律，我们可以提高能源利用效率，确保电器设备的安全运行。
焦耳定律及其应用
第十一讲 焦耳定律及其应用知识点归纳：1、电流的热效应的影响因素:电流、电阻和通电对间2、电流热效应的应用:如电炉、电热毯、电熨斗、电烤箱等．3、焦耳定律:电流在导体上产生的热量与电流平方成正比，与电阻成正比，与通电时间成正比，即：Q=I 2Rt 。
4、电热的利用和防止：①电流的热效应应用，如电烤箱、电热毯、电炉子、电灯等；②电视机等电器长时间工作，会使后壳积聚较多的热量，从而影响寿命，需要散热公式运用：例1：某导体的电阻是2Ω，通过2A 的电流时，10s 产生多少热量？练习：（1）某导体的电阻是1Ω，通过200mA 的电流时，多少min 产生热量24J ？（2）某导体的电阻是1Ω，通过多少mA 的电流时，5min 能产生12J 的热量？典型例题1．某电炉上标有“220 V ，1 000 W ”的字样，把它接在220 V 的电路中，则该电炉正常工作1 h ，产生多少热量？电炉丝的电流是多少？电炉丝的电阻是多少？电功率 电功物理意义 表示电流做功的快慢 表示电流做功时消耗电能的多少定义 电流单位时间内所做的功电流所做的功符号 P W单位 瓦特（w ）焦耳（J ）、度（Kw ·h ）（1度=1Kw ·h=3.6×610J ）公式（1）P=W/t （P 、W 、t 三者知二求一） （2）P=UI （P 、U 、I 三者知二求一） （3）P=2I R （P 、I 、R 三者知二求一, 多用于串联电路，只用于纯电阻电路）（4）P=2U R（P 、U 、R 三者知二求一,多用于并联电路，只用于纯电阻电路）（1）W=Pt （W 、P 、t 三者知二求一） （2）W=UIt （W 、U 、I 、t 四者知三求一） （3）W=2I Rt （W 、I 、R 、t 四者知三求一，只用于纯电阻电路）（4）W=2U t R（W 、U 、R 、t 四者知三求一，只用于纯电阻电路）联系P=W/t2．小明同学的玩具电动车上，有一微型直流电动机，小明将它接在图示的电路中，闭合开关后，移动变阻器的滑动片P。
焦耳定律及其应用
焦耳定律及其应用一、电流通过以上用电器会将消耗的电能全部上周六，张伟同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。
爸爸转化成____________回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。
可是后就发现，张伟刚看过电视。
用手一摸电视机后盖谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
电流通过以上用电器会将消耗的电能转化成电流的热效应：电流通过导体时电能转化成热能的现象。
___________二、焦耳定律实验(电热与电阻关系)看下面的现象:与电阻的关系条件：等量煤油，电流相同,通电时间。
相同，甲瓶中铜丝电阻小于乙瓶为什么电炉丝热的发红，而导线却几中镍铬合金丝电阻乎不发热？现象：乙瓶中温度上升的多问题: 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？结论：电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
猜想：与电阻、电流、通电时间有关。
1(电热与电流和时间的关系) 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟结论：在通电时间一定、电阻相同时，电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时通过的电流越大，产生的热量与越多。
间成正比。
公式：Q＝I²Rt电结论：在电阻相同，通过电流相同，焦耳流通电时间越长，产生热越多。
(1818－1889) 焦耳定律意义：热量电流电阻时间的关单位：系科学靠我们发现、探究、改进---科学永无止境课堂练习【例3】近年来，我国城乡许多地区进行了供电线路改造，改造的内容之一就【例1】电炉丝和导线通过的电流相同。
为什么电炉丝热的发红，而导线却几是把电线换成更粗的，使它的电阻_________，电流在导线上产生的乎不发热？热量_________。
【例4】如图所示是“探究电流通过导体产生热量与导体电阻关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过_______反映出来的；采用这种连接方式的目的是__________。
焦耳定律及应用
1焦耳定律及应用一、焦耳定律1•电流的热效应：电流的热效应是指电流通过导体时电能转换为热能。
焦耳定律是说明传导 电流将电能转换为热能所满足的规律。
2•内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时 间成正比。
3.公式:Q = I $ Rt其中：Q ――焦耳热一一 J ; I ――电流一一 A ； R ――电阻一一 门；t ――时间一一 s （1）由公式可知， 1J =(1A)2 1V 1s（2）结合欧姆定律 2l= ，可得Q=Ult= t = PtR R 2 U（3）注意：纯电阻电路中，求焦耳热，可用公式 Q =|2Rt =Ult 工人t =P ・t 中任意一个R（具体用哪个公式解题较快应根据具体题目分析。
一般的，如果几个电阻串联或电流相等时2 U 2用公式Q=l Rt 分析较快；如果几个电阻并联或电压相等时用公式 Q t 分析较快）；R 2Q = l Rt 求解。
相应的，如果求纯电阻用电器的 热功率，可用公式f “ WUl 」2中任意一个；求非纯电阻用电器的热功率，只能用R公式P 热=l 2R 求解。
二、应用利用电流的热效应可以制成各种电热器， 女口：电烙铁、电熨斗、电炉、电烤箱、热水器、 电孵化箱等。
1.求纯电阻用电器的焦耳热或热功率2 U 2焦耳热：Q = I 2Rt = Ult t = P tR 2 U “热功率：P 热=1 2R =UI R 2.关于非纯电阻用电器的计算①焦耳热：Q=l 2Rt 热功率：P 热二l 2R对于非纯电阻电路，求焦耳热只能用公式②电功：W 二Ult电功率：P出UI t③机械能：W机=W -Q 机械功率：P机二P-F热④机械效率：严几100%』100%W P2。
焦耳定律在物理学中的应用
焦耳定律在物理学中的应用焦耳定律是物理学中一个非常基础的定律，其描述了电流通过电阻时会被转化为热量的过程。
这个定律可以用来计算电器元件的能量损耗和发热，并且在很多实际应用中都有重要的作用。
1. 焦耳定律的基本概念焦耳定律又称为热效应定律，它描述了电流通过电阻时会被转化为热量的过程。
根据焦耳定律，电流的强度和电阻的大小决定着热量的产生速率。
具体来说，当电流I通过一个电阻为R的电器元件时，其产生的热量Q等于电流的平方乘以电阻和时间的乘积，即：Q = I²Rt其中，Q表示热量的单位焦耳（J），I表示电流的单位安培（A），R表示电阻的单位欧姆（Ω），t表示时间的单位秒（s）。
2. 焦耳定律的应用焦耳定律在物理学中有广泛的应用，下面我们来看一些实际的例子。
2.1 电路中的能量损耗在一个电路中，由于电器元件的电阻存在，电流流过时会产生能量的损耗。
根据焦耳定律，电器元件所产生的热量是与电流的平方成正比的，因此在大电流通过时会产生更多的热。
这个现象被广泛应用于电路中的保险丝设计，在过流时自动切断电路以避免电器损坏。
2.2 电池的放电当一个电池放电时，电流通过电路产生了一定的热量。
这个热量可以用焦耳定律来计算，同时也可以帮助我们设计和优化电池的工作参数，如放电时间、输出功率等。
2.3 电器元件的发热电器元件在工作时也会产生热量，这个热量可以用焦耳定律来计算。
例如，炉具、加热管等家用电器都是利用电器元件发热以完成加热的过程。
2.4 电器元件的散热由于电器元件产生的热量必须散发出去，因此散热设计是电器元件设计中非常重要的一环。
根据焦耳定律，电流的大小和电阻的大小决定了电器元件的热量产生速率，而散热的效果则决定了热量散发速率。
因此，针对不同的电器元件，需要设计相应的散热方案和具体的散热器。
3. 结论总之，焦耳定律在物理学中的应用非常广泛，其可以用于计算电器元件的能量损耗和发热、优化电池工作参数、设计散热方案等。
《焦耳定律及其应用》课件
焦耳定律在日常生活中的应用
• 电热水壶加热水源 • 电风扇散热降温 • 电热毯提供温暖 • 电子烤箱烘烤食物 • 电烫斗熨烫衣物
总结和回顾
在本课件中，我们详细介绍了焦耳定律的概念、公式和原理，以及它在工程和生活中的广泛应用。通过理论与 实例相结合，我们希望您对焦耳定律有了更深刻的理解，并能灵活运用于实际问题。
《焦耳定律及其应用》 PPT课件
通过本课件，我们将深入介绍焦耳定律的工作原理和应用领域，并通过丰富 的实例与图像，帮助您更好地理解和应用该定律。
焦耳定律的介绍
1 能量转化规律
焦耳定律描述了能量在电路中的转化和传递 规律，揭示了电流通过电阻时会产生热量。
2 定义和发现
该定律由英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦 耳在19世纪提出，他的实验结果揭示了电热 现象的真相。
焦耳定律在工程中的应用
电路设计
工程师利用焦耳定律计算电流流过电阻时产生 的热量，从而合理设计电路和散热系统。
电子仪器
仪器的电阻元件设计和校准基于焦耳定律，保 证仪器的准确度和稳定性。
电热设备
工业领域中的电热设备，如熔炉、电热管等， 都依靠焦耳定律进行能量转化和计算。
能源管理
通过焦耳定律，工程师能够对能源的使用和转 化进行分析和优化，提高能源利用效率。
焦耳定律的公式和原理
公式
电功率 P = I2 × R
原理
电流通过电阻产生热量，热量的产生量与电流强 度的平方成正比。
焦耳定律的应用领域
电子电路设计
焦耳定律在电子电路设计中起着 重要作用，帮助工程师计算能量 转化和电阻选择。
电加热技术
焦耳定律指导着电加热技术的应 用，例如电炉、电暖器和电热水 器等。
焦耳定律及其应用
焦耳定律及其应用热力学中的焦耳定律是一个广为人知的原理，它揭示了能量转化的关键规律。
无论是在物理学还是在工程学领域，焦耳定律都有着广泛的应用。
在本文中，我们将深入探讨焦耳定律及其应用。
焦耳定律是基于能量守恒原理而建立的，它描述了能量转化的关系。
按照焦耳定律，能量从一种形式转化为另一种形式时，总是有一部分能量被转化为热能散失。
这是因为能量转化是一个不完全的过程，在转化的过程中能量会以热能的形式散失掉。
焦耳定律的一个重要应用是在热动力学中。
在热力学系统中，焦耳定律揭示了能量的转化以及能量转化效率的关系。
根据焦耳定律，能量转化越完全，能量转化效率就越高。
因此，我们可以通过提高能量转化的完全度来提高系统的能量效率。
在实际应用中，焦耳定律可以用于评估能源设备的效率。
例如，在燃烧过程中能量转化的效率可以通过焦耳定律来计算。
在一个燃烧炉中，燃料燃烧产生的能量可以用于供暖或者发电。
然而，在燃烧过程中，燃料的能量不完全转化为有用的能量，一部分能量以热能的形式散失。
通过应用焦耳定律，我们可以计算出燃料的能量转化效率，并评估系统的性能。
除了在热力学中的应用，焦耳定律也可以用于分析电路中的能量转化。
在电路中，能量的转化常常涉及到电阻。
根据焦耳定律，当电流通过一个电阻时，电阻会产生热能。
这种热能散失是由于电阻内部的电子碰撞产生的。
通过焦耳定律，我们可以计算出电阻产生的热能，并根据此数据来设计和改进电路。
此外，焦耳定律还可以用于理解和优化能量转化过程中的损耗。
在现代工业中，能源效率是一个关键问题。
通过应用焦耳定律，工程师可以确定能量转化过程中的损耗，并采取相应的措施来减少能量损失。
这可以帮助企业实现更高的能源效率，降低能源成本。
总之，焦耳定律是一个在热力学和工程学中广泛应用的原理。
它揭示了能量转化中的关键规律，并可以帮助我们分析和优化能量转化过程。
通过应用焦耳定律，我们可以评估能源设备的效率，设计和改进电路，降低能量损失。
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防止：很多情况下我们并不希望用电器的温度过 高。电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热， 使用时一定要把防尘的布罩拿开。电视机的 外壳有很多翼状散 热片，使用时与轴 相连的扇叶，也是 为了降温。
电流的热效应：电路通过导 体时电能转化成热，这个现 象叫做电流的热效应。
后来，他们又兴致勃勃地爬上一座高山。只见 远处浓云低垂，隐约能看到闪电，然后才听到滚滚
(接上页）的雷声。这是怎么回事?焦耳用怀表认真 记录下从闪电开始到听到雷声的时间。 开学后，焦耳把自己做的试验都告诉了老师。道尔 顿笑了，说：“这些实验中，只有最后一次你做对 了。”他谆谆告诫焦耳：人们只要掌握了光的速度 和声的速度，就可以从看到闪电到听到雷声的时间， 推断出闪电发生在相距多远的地方。
例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上， 在5min内共产生多少热量？
先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的 电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生 的热量。 解：I=U/R=36/60=0.6A Q=I2Rt=(0.6)2×60×300J=6480J
焦耳定律可以根据电功的公式和欧姆定律 的公式推导出来。
焦耳定律及其应用
想一想
生活中,许多用电器接通电源后, 都伴有热现象产生，用电器散发的 热是从哪里来的呢？
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中 流过相同的电流，灯泡和电线都要发热， 可是实际上灯泡热得发光，为什么电线 的发热却觉察不出来？
电路中接入大功率的电炉，电线将 显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚 至引起火灾，这是为什么？
焦耳定律
电流的利用和防止
1．下列电器中，利用电流热效应的是（ B ）
A．电动机 、白炽灯、电烙铁三个用电器上都 标有“220V，60W”字样，正常工作时，相同
的时间产生的热量（ C ）
A．电风扇最多
B．白炽灯最多
C．电烙铁最多
D．三者一样多
3．在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通 过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系，
(接上页）焦耳听了很惊异：“难道枯燥的数学中 会藏着这么多学问?”道尔顿举了许多例子开导他， 真正的科学实验是不能只观察现象的，它必须有精 密的测量，并学会用数学知识从测量的数据中总结 出规律。
焦耳顿开茅塞，从此，他开始注重理论学习和 精密的测量了。经过这样不懈的努力，他终于成为 世界闻名的物理学家。
三、电热的利用和防止
利用：生活中和许多产业中都要用到电热。家里 的电热水器、电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵 化器，都是利用电热的例子。
电热器：利用电来加热的设备，电炉、电烙铁、 电熨斗、电饭锅电烤炉等都是常见的电热器。
主要组成部分：发热体，发热体是由电阻率大， 熔点高的电阻丝绕在耐高温的绝缘材料上做成的。
证明：电流通过导体时，如果电能全部转 化为热能，而没有转化为其他形式的热量，也 就是电流所做的功全部用来产生热量，那么， 电流产生的热量 Q 就等于电流所做的功W，即 Q = W = UIt，再根据欧姆定律 U=IR，就得到 Q =I2R t。
对焦耳定律的理解
1）焦耳定律定量地描述了电能向热能转化的规 律， 用公式Q=I2Rt 来表示，适用于任何电路。 2）在电流所做的功全部用来产生热量时，焦耳 定律可根据电功公式W=UIt和欧姆定律导出： Q = W = UIt = ，这里的条件是电功全部用来 产生电热，上述公式才成立，所以，它们只适用 于纯电阻电路。在纯电阻电路中，在不同的情况 下，选用不同的公式去解决问题会更简便。
实验时保持相同的物理量是（ C ）
A．通过它们的电流和加在它们两端的电压 B．通过它们的电流和它们的电阻 C．通过它们的电流和通电时间 D．通过它们的电流、加在它们两端的电压和通
电时间
焦耳的故事
19世纪初，一个早晨，英国一家酿酒厂的老板 带着他的两个儿子，来到著名科学家道尔顿的家里， 恳求道尔顿教这两个孩子学习科学知识。那个年龄 较小、机智活泼的孩子，名叫詹姆斯•焦耳。道尔顿 是位严格的老师。开始，他并没有给孩子们讲授物 理和化学的原理，而是讲了许多高深的数学知识。 “讲这些枯燥的数学有什么用?若能讲讲那
两个烧瓶中盛着等量的煤油，温度计显 示煤油的温度。两瓶煤油中都浸泡着一段金
属丝，烧瓶A中的金属丝是 铜丝，电阻比较小，烧瓶B 中的金属丝是镍铬合金丝， 电阻比较大。
结论： 在电流、通电时间相同的情况下，
电阻越大，产生的热量越多。
在通电时间相同的情况 下，分别给一个烧瓶中的镍 铬合金丝通入大小不同的电 流，电流大小不同，产生的 热量多少相同吗？
(接上页）些有趣的电学实验该多好!”焦耳有些不 耐烦了。
好不容易盼到了放假，焦耳和哥哥一同去旅游。 他找来一匹跛马，让哥哥牵着，自己却悄悄躲在后 面，用伏打电池将电流通到马身上，想要试验动物 对电流的反应。结果，跛马受到电击狂跳起来，差 一点出了事。
(接上页）他们又划船来到青山环绕的湖上。焦耳 决定试试这里的回声有多大。他在枪口里塞入大量 的火药，然后扣动扳机。谁知枪声大作，“呼”地 一声，喷出一股长长的火焰，烧光了焦耳的眉毛， 还把哥哥吓得差点落进水里。
一、电流的热效应 电路通过导体时电能转化成热，
这个现象叫做电流的热效应。
『演示实验』
探究：电流产生的热和哪些因素有关 提示：利用控制变量法
『演示实验』
两瓶中的金属丝串 联起来接到电源上。由 于电路没有分支，通过 两段金属丝的电流相同。
通电一定时间后， 观察：两个烧瓶中煤油 温度变化的快慢一样吗？
结论： 在通电一定、电阻相同的情况
下，通过电流大时，镍铬合金丝产 生的热量多。
二、焦耳定律
英国物理学家焦耳做了大量实验， 于1840年最先精确地确定了电流产生的 热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
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。
焦耳定律可以用下面的公式表示：
Q=I2Rt
电流通过导体时，如果电能全部转化为热能， 而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流 产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt。
单位统一： 公式中电流 I 的单位要用安培，
电阻R 的单位要用欧姆，通电时间t 的单位要用秒，这样热量 Q 的单位就 是焦耳。