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焦耳定律三个公式焦耳定律是研究热学中的基本定律之一，描述了能量转换的原理。
它建立在能量守恒定律的基础上，指出了能量转化的过程中所涉及的物理量之间的关系。
焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。
下面将详细介绍这三个公式。
1.功率公式：焦耳定律的功率公式描述了功率与电力和电流之间的关系。
它表示为P=IV，其中P为功率，单位为瓦特(W)；I为电流，单位为安培(A)；V为电压，单位为伏特(V)。
这个公式表明，功率等于电流与电压的乘积。
功率可以理解为单位时间内能量的转移速度，或者说单位时间内对外界做功的速率。
根据焦耳定律，电流是电荷通过导体的速率，而电压则是电荷在导体上受到的驱动力。
因此，功率公式可以理解为电流通过导体时所受到的驱动力乘以电流的速率。
换句话说，功率等于电流通过导体时所产生的能量转移速度。
2.电功率公式：焦耳定律的电功率公式描述了电功率与电阻、电流和电压之间的关系。
它表示为P=I^2R，其中P为电功率，单位为瓦特(W)；I为电流，单位为安培(A)；R为电阻，单位为欧姆(Ω)。
电功率可以理解为单位时间内克服电阻所消耗的能量。
由于电流通过电阻时会产生电阻的热量，所以电功率可以看作是电阻产生热量的速率。
根据焦耳定律，电阻的热量与电流的平方成正比。
因此，电功率公式中的电流平方表明了电功率与电流的关系，而电阻则是电功率的比例因子。
3.电阻功率公式：焦耳定律的电阻功率公式描述了电阻功率与电阻和电压之间的关系。
它表示为P=V^2/R，其中P为电阻功率，单位为瓦特(W)；V为电压，单位为伏特(V)；R为电阻，单位为欧姆(Ω)。
电阻功率可以理解为单位时间内通过电阻消耗的能量。
根据焦耳定律，电阻消耗的能量与电流通过电阻时所产生的热量成正比，而产生热量的大小与电压的平方成正比。
因此，电阻功率公式中的电压平方表明了电阻功率与电压的关系，而电阻则是电阻功率的比例因子。
综上所述，焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。
物理焦耳公式
焦耳是能量单位，用于描述能量的大小。
在物理学中，焦耳公式是一个用于计算能量转换和热量转移的公式。
具体来说，焦耳公式可以表示为：Q = I²Rt。
其中，Q表示热量（焦耳），I 表示电流（安培），R表示电阻（欧姆），t表示时间（秒）。
这个公式是用于计算在电阻元件中，由于电流流过而产生的热量。
这是因为在电能转换为热能的过程中，电流会通过电阻元件，导致元件温度升高，从而产生热量。
此外，还有其他焦耳定律公式：Q = W = Pt，其中，Q表示热量（焦耳），W 表示电功（焦耳），P表示功率（瓦特），t表示时间（秒）。
这个公式是用于计算在纯电阻电路中，由于电能转换为热能而产生的热量。
它也可以用于计算在非纯电阻电路中，由于电流做功而产生的热量。
需要注意的是，焦耳定律仅适用于纯电阻电路，即电路中只有电阻元件而没有电容、电感等非电阻元件的电路。
对于非纯电阻电路，焦耳定律不成立，因为非电阻元件的存在会影响电路中的电流和电压，从而影响热量的产生和转移。
高三物理焦耳定律知识点焦耳定律，又称为焦耳-内耗定律，是热力学中的一个基本定律，描述了导体中电能转化为热能的过程。
它由英国物理学家焦耳于19世纪中期首次提出，并被广泛应用于电路分析和加热效果的研究。
以下是关于高三物理焦耳定律的一些重要知识点。
1. 定义和公式焦耳定律描述了电流通过导体产生的热量与电阻、电流和时间之间的关系。
根据焦耳定律的定义，通过导体中的电能转化为热能的速率正比于电阻、电流强度的平方以及电流通过导体的时间。
焦耳定律的公式如下所示：Q = I^2 * R * t其中，Q表示转化为热能的总量（单位为焦耳），I表示电流强度（单位为安培），R表示电阻（单位为欧姆），t表示时间（单位为秒）。
2. 焦耳定律的应用焦耳定律广泛应用于电路中的热问题分析和电热设备的设计。
例如，当电流通过电阻时，电阻产生的热量可以通过焦耳定律计算得出。
这对于电路中的电流限制和安全保护非常重要。
此外，焦耳定律也被应用于加热器、电炉等电热设备的设计中，以确定所需的功率和耗能等参数。
3. 焦耳定律的推导焦耳定律的推导基于电能守恒定律和电功率的定义。
首先，根据电能守恒定律，电流通过导体时，电能转化为热能，不产生其他形式的能量。
其次，电功率的定义是功率等于电流乘以电压，即P = I * V。
根据欧姆定律，V = I * R。
将电压代入功率公式中可得P = I^2 * R。
进一步引入时间，即可得到焦耳定律的公式。
4. 焦耳定律的条件和限制焦耳定律适用于恒定电流通过恒定电阻的情况。
它假设导体的温度不发生显著变化，导线的内阻可以忽略不计，并且导体的物理性质保持不变。
在实际应用中，如果导体的温度升高过快或导线的内阻较大，焦耳定律可能不再适用。
5. 焦耳定律的单位换算焦耳定律中，电流强度的单位是安培，电阻的单位是欧姆，时间的单位是秒，热能的单位是焦耳。
在实际应用中，常常会使用特定的单位换算。
例如，将电功率单位从瓦特（W）换算为焦耳/秒（J/s），可以使用1瓦特等于1焦耳/秒的换算关系。
§5焦耳定律
【典型例题】
【例1】将A 、B 两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是（ D ）
A 、 若A 灯中的电流比
B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮
B 、若A 灯两端的电压比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮
C 、若电流对A 灯做的功比B 灯多，则A 灯一定比B 灯亮
D 、若A 灯消耗的电功率比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮
【解析】白炽灯是利用电流的热效应工作的，而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，只有通过灯泡的电流大，灯泡两端的电压大，不能得到灯泡实际功率大这一结论，电流做功多，同样不能确认实际功率大。
【答案】D
【例2】额定电压为220V 的电动机的线圈电阻为0.8Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为为1280J ，则电动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？
【解析】电动机电路为非纯电阻电路，输出电动机的电功率，一方面转化为机械功率输出，另一方面转化为线圈电阻的发热功率，正常工作时，通过线圈的电流即为正常工作电流，由焦耳定律Q= I 2Rt 得
1280=I 2×0.8×1
解得I=40A
由能量转化和守恒得P 输入=P 机+P 热
P 机=UI-I 2R=8800-1280=7520J
【例3】某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V 的电动机带动下以0.4m/s 的恒定速度向斜上方运动。
电动机的最大输出功率为4.9kW ，不载人时测得电动机中的电流为5A ，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数是多少？（设人的平均质量为60kg ，g ＝10m/s 2）
【解析】因为电动机有最大输出功率，这就决定了自动扶梯载人也有最大限额。
从功率关系来看，电动机的输出功率，⑴提供扶梯自身运动所需功率；⑵转化为扶梯上的人以恒定速率向上所需的功率。
设：可同时乘载的最多人数为n 人，此时电动机处于最大输出功率状态，扶梯本身向上运动所需功率为：P 1＝IU ＝5×380W ＝1900W ＝1.9kW
电动机的最大输出功率为P ，n 个人以恒定速率v ＝0.4m/s 随扶梯向上运动所需功率为：P 2＝P －P 1＝（4.9－1.9）kW ＝3.0kW 所以，载人的最多人数是：25214.01060100.3sin 32=⨯⨯⨯⨯==θm gv P n 个
注意：扶梯对人的支持力竖直向上，而人的运动方向与水平面有一夹角θ，故克服重力的功率为θsin mgv P =，而不是mgv P =
【基础练习】
一、选择题：
1、在下列用电器中，那些属于纯电阻用电器：（ ）
A 、电扇和电吹风
B 、白炽灯、电烙铁和电热毯
C 、洗衣机和电冰箱
D 、电解槽
2、关于电功，下列说法中正确的有：（）
A、电功的实质是电场力所做的功
B、电功是电能转化为其他形式能量的量度
C、电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大
D、电流通过电动机时的电功率和热功率相等
3、在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是（）
A、在任何电路中，电功UIt=I2Rt
B、在任何电路中，电功为UIt，电热为I2Rt
C、在纯电阻电路中，UIt=I2Rt
D、在非纯电阻电路中，UIt≥I2Rt
4、若A灯标有“220V 60W”，B灯标有“220V 100W”，把两灯接入电路中，下列说法中正确的是（）
A、当通过两灯的电流相等时，A灯比B灯亮
B、当通过两灯的电流相等时，B灯比A灯亮
C、当加在两灯的电压相等时，A灯比B灯亮
D、当加在两灯的电压相等时，B灯比A灯亮
5、为了使电炉消耗的功率减小到原来的一半，可行的办法是（）
A、使通过它的电流减半
B、使两端的电压减半
C、使电炉的电阻减半
D、使它两端的电压和电阻均减半
6、有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡把灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其原因是（）
A、灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P=I2R，电灯变亮
B、灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P=I2R，电灯变暗
C、灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据P=U2/R，电灯变亮
D、灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据P= U2/R，电灯变暗
二、填空题：
7、一个电阻为20Ω的导体，当它每通过3C电量时，电流做功18J，那么此导体两端所加电压为V，通过3C电量的时间为s。
8、有一电风扇标有“220V 55W”，若电风扇的电动机线圈电阻为8Ω，当它正常工作时，电源供给的电功率是W，转化为风的电功率是W，电动机的发热功率是W。
9、设通过某电阻R的电流为I，则对应每一个定向通过R的电子（电荷量为e）,电场力所做的功为。
三、计算题：
10、某滑动变阻器上标有“20Ω、0.2A”的字样，现将固定端A和滑
动端P接在3V的电源上，并保持电压不变，如图所示。
在P由B端
向A端移动的过程中，AP端电阻允许消耗的最大功率是多少？这时
AP段的电阻多大？
11、一个标有“110V、10W”的灯泡，求：
⑴它的电阻；
⑵正常工作时的电流；
⑶如果接在100V的电路中实际功率多大？
⑷接在220V电压的电路中，它的实际功率多大？会发生什么现象？
12、一台直流电动机的额定电压为U＝110V，电枢的电阻R＝0.5Ω，当它正常工作时通过的电流I=20A，若电动机正常运转时间t＝1分钟。
求：
⑴电流所做的功；
⑵电枢上产生的热量；
⑶电动机输出的机械能。
【能力提升】
1、在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，那么关于电功和电热的关系错误的是（）
A、在任何电路中，电功IUt等于电热I2Rt
B、在任何电路中，电功为IUt，电热为I2Rt
C、在纯电阻电路中，IUt=I2Rt
D、在非纯电阻电路中，IUt＞I2Rt
2、将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P。
若将金属丝均匀的拉长为原来的两倍后再接入原来的电路中，则它的功率为：（）
A、4P
B、0.25P
C、16P
D、0.125P
3、在电阻器上除了标明电阻值，还标明额定功率，这是它工作时允许消耗的最大功率，超过这个功率，电阻器就会烧坏，现有一个“100Ω4W”的电阻器，允许加在这个电阻器上的最大电压为U= V。
允许通过这个电阻器的最大电流为I= A。
当电阻器两端的电压为16V时，它消耗的功率为P= W。
4、如图所示的电路中，电阻R=10Ω，电动机M的线圈电阻r=1Ω,
加在电路两端的电压U=100V，已知电流表的读数为30A，则通过
电动机线圈的电流强度为多少？通电1min，电流对电动机M做的
§5焦耳定律
【基础练习】
一、选择题：
1、B
2、AB
3、BC
4、AD
5、D
6、C
二、填空题：
7、6 10 8、55 54.5 0.5 9、eIR
三、计算题：
10、0.6W 15Ω11、1210Ω0.09A 8.3W 40W 灯丝立即烧断12、1.32×105J 1.2×104J 1.2×105J
【能力提升】
1、A
2、B
3、20 0.2 2.56
4、20 1.2×105J。
