初三物理知识要点：焦耳定律

概要： 说明1 本知识点是重点。 说明2 本知识点是难点。 说明3 理解焦耳定律的内容，会用焦耳定律解题。 说明4 本知识点的预备知识点是电功。 说明5 本知识点主要讲述焦尔定律，它是研究电学重要的知识点。 核心知识 规则1：焦耳定律的实验引入 实验装置如下图所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大．通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里上升．电流产生的热量越多，煤油上升得越高．观察煤油在玻璃管里上升的情况，就可以比较电流产生的热量． 1．接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高．实

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说明1 本知识点是重点。
说明2 本知识点是难点。
说明3 理解焦耳定律的内容，会用焦耳定律解题。
说明4 本知识点的预备知识点是电功。
说明5 本知识点主要讲述焦尔定律，它是研究电学重要的知识点。 核心知识
规则1：焦耳定律的实验引入
   实验装置如下图所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大．通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里上升．电流产生的热量越多，煤油上升得越高．观察煤油在玻璃管里上升的情况，就可以比较电流产生的热量．
 



    1．接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高．实验结果是：甲瓶中的煤油上升得高．这表明，电阻越大，电流产生的热量越多．     2．在两玻璃管中的液柱降回原来高度后，调节滑动变阻器，两瓶中电阻丝是串联的，通过的电流相同，只是两根电阻丝的电阻不同．这是在电流和通电时间相同的情况下，研究热量跟电阻的关系．加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同．在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高．实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得高．这表明，电流越大，电流产生的热量越多．     3．实验表明，通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越多． 规则2：焦耳定律
    英国物理学家焦耳做了大量的实验，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：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．这个规律叫做焦耳定律． 规则3：焦耳定律的公式
   焦尔定律可以用下面的公式表示：Q＝I2Rt．
    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． 典型例题
 例1  如图所示电路，电源电压为6V，电阻R是20Ω。当小灯泡L正常发光时，电流表示数为0．7A，求：小灯泡额定功率及1min电阻R上产生的热量。     解析  灯L与电阻R并联，所以电源电压U=U_额=U_R；电流有I=I_R＋I_L，利用欧姆定律，电功率公式及焦耳定律即可求解。 解： I_R= ＝ 0．3A      通过灯泡的电流 I_L=I-I_R= 0.7A— 0. 3A=0.4A       小灯泡额定功率P_额=U_额·I_L=6V× 0．4A＝ 2.4W       1分钟电阻R上产生的热量       Q=I²R· R· t=（0．3A）² × 20Ω× 60s =108J 例2  如图所示电路中，电压表示数是6V，电阻R的阻值为5Ω，电流每分钟在 R上产生的热量是12J，灯泡L的额定功率是4W，若灯泡的电阻不变，求灯泡的额定电压。 解析  由公式 Q＝I²Rt可知 I= ， 计算出通过R的电流，再由欧姆定律求出灯泡的电阻，则灯泡的额定电压U_额= 解：I = =0.2A ∵灯L与电阻R串联    ∴ I= I =0。2A 电路中的总电阻  R = =30Ω        灯的电阻R = R -R=30Ω－5Ω=25Ω 灯的额定电压U = =10V。 例3 一根60欧的电阻线搠在36伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？

　　先利用欧姆定律计算出通过电阻线的电流，再用焦耻定律公式计算电流产生的热量。

　　 解：I＝U／R＝36伏／60欧＝0.6安 Q＝I²Rt＝（0.6）²×60×300焦＝6480焦。

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