焦耳定律定义

焦耳定律推导电在我们的生活中无处不在，从为我们照明的灯泡到驱动各种电子设备的电源，电的应用广泛而多样。

在电学中，有一个非常重要的定律——焦耳定律，它描述了电能转化为热能的规律。

接下来，让我们一步步来推导焦耳定律。

首先，我们要了解一些基本的电学概念。

电流（I）是指电荷在导体中的定向移动，单位是安培（A）。

电压（U），也称为电势差，是驱使电荷定向移动形成电流的原因，单位是伏特（V）。

电阻（R）则是导体对电流的阻碍作用，单位是欧姆（Ω）。

当电流通过电阻时，电能会被转化为热能，这就是我们通常所说的电流的热效应。

为了推导焦耳定律，我们先从一个简单的电路模型开始。

假设我们有一个电阻为R 的导体，通过它的电流为I，在时间t 内，电流通过电阻。

根据电流的定义，电流 I 等于单位时间内通过导体横截面的电荷量Q 与时间 t 的比值，即 I ＝ Q ／ t 。

而电荷量 Q 与电压 U 之间存在关系 Q ＝ U ／ R （这是根据欧姆定律得出的）。

将 Q ＝ U ／ R 代入 I ＝ Q ／ t 中，得到 I ＝ U ／（Rt) ，变形可得U ＝ IR 。

在这段时间 t 内，电流所做的功 W 等于电压 U 与电荷量 Q 的乘积，即 W ＝ UQ 。

由于 Q ＝ It ，所以 W ＝ UIt 。

又因为 U ＝ IR ，所以 W ＝ I²Rt 。

电流所做的功 W 全部转化为热能，所以产生的热量 Q 就等于电流所做的功 W 。

即 Q ＝ I²Rt ，这就是焦耳定律的表达式。

它表明，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，跟通电的时间成正比。

为了更深入地理解焦耳定律，我们来看几个实际的例子。

假设我们有一个电阻为10 欧姆的电烙铁，通过它的电流为2 安培，通电时间为 5 分钟（300 秒）。

根据焦耳定律 Q ＝ I²Rt ，可得产生的热量为：Q ＝ 2² × 10 × 300 ＝ 12000 焦耳再比如，有一个电阻为 5 欧姆的电阻丝，通过的电流为 3 安培，通电 10 秒钟。

焦耳定律公式,焦耳定律公式单位
介绍一下焦耳定律定义和基本计算公式。

注意问题电流所做的功全部产生热量，即电能全部转化为内能，这时有Q=W(在纯电阻电路中)。

电热器和白炽电灯属于上述情况。

在串联电路中，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。

在并联电路中，由于导体两端的电压相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成反比。

电热器：利用电流的热效应来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量;比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。

从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。

若电流做的功全部用来产生热量。

即W=UIt。

根据欧姆定律，有W=I2Rt。

需要说明的是W=U2/Rt和W=I2Rt不是焦耳定律，它们是从欧姆定律推导出来的，只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立(纯电阻电路)。

例如对电炉、电烙铁这类用电器，这两公式和焦耳定律才是等效的。

使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。

当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。

注意：W=UIt=Pt适用于所有电路，而W=I2Rt=U2/Rt只用于纯电阻电路(全部用于发热)。

第四节 焦耳定律知识清单一．焦耳定律：内容：电流通过导体产生的热量公式： Q = I 2R t注意: 1. 对于纯电阻电路Q=W, 如 ：电烙铁 ，电熨斗，电饭煲，（把电能全部转为内能的电器）。

2． 对于非纯电阻电路Q=I 2Rt, Q W 如：电风扇，电动机，（把电能部分转化为内能的电器）。

①串联电路中常用公式：Q= I 2Rt 。

Q 1:Q 2:Q 3:…Qn=并联电路中常用公式：Q= U 2t/R Q 1:Q 2=②无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q 1+Q 2+…Qn③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U 2t/R=Pt 二．应用——电热器：①定义： ②原理：焦耳定律③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率 、熔点 的合金制成。

三．总功率的两种计算方法：总P =1P +2P +┅+n P =总总I U =总总R U 2=总总R I 2名题点拨题型一。

了解电流的效应例1将规格都是“220V 100W ”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法中，错误．．的是：【 】 A ．三个电器产生的热量一样多 B ．电流通过三个电器做功一样多 C ．三个电器消耗的电能一样多 D ．电烙铁产生的热量最多针对练习1．下列各种电器中，利用电流热效应工作的是【 】 A ．计算机 B ．电饭锅 C ．电冰箱 D ．电风扇2．暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场，调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮．根据学过的物理知识回答：(1)“超负荷”是指电路中的 过大(选填“电流”或“电阻”)。

(2)使火灾发生的理论依据是 。

(3)如果导线是超导材料结果如何 ？题型二。

纯电阻电路计算1．家用电熨斗的铭牌上标有“220V 880W ”的字样。

第3节：焦耳定律一、电能电功和电功率二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比，跟导体的成正比，跟通电时间成。

2．公式：Q＝。

3．单位：焦耳，简称焦，符号J。

4．微观解释：导体中的电子在电场力作用下做定向运动时，会与金属离子不断，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子热运动加剧，导致导体。

三、身边的电热1．电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率的材料制成的。

2．电焊是在焊接的金属接触面上通过，利用接触电阻产生的得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法。

3．插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易，甚至迸出火花。

4．电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的CPU要安装散热片及风扇，都是为了散热。

1．自主思考——判一判(1)千瓦时(kW·h)是电功的常用单位。

1 kW·h＝3.6×106 J。

()(2)电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越小。

()(3)电功率越大，电流做功一定越快。

()(4)W＝UIt可以计算任何电路的电功。

()(5)Q＝I2Rt可以计算任何电路的热量。

()(6)任何电路都有W＝Q，即UIt＝I2Rt。

()2．合作探究——议一议(1)电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？(2)用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？(3)在电流通过电炉时，能量是如何转化的？在电流通过电动机时，能量又是如何转化的？1．对电功的理解(1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功。

(2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。

(3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。

2．对电功率的理解(1)电功率P＝Wt＝UI对任何电路都适用。

初中物理焦耳定律知识点及练习焦耳定律是电学中的一个重要定律，它指出电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。

其公式为Q=I²Rt，其中I，R，t为国际单位，Q的单位为焦耳。

我们可以从电功和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式。

电热器是利用电来加热的设备，主要由发热体组成。

发热体由电阻丝绕在绝缘材料上做成，具有高电阻率和熔点。

在电动机、电视机等电器中，电热会造成危害，需要考虑散热。

在推导焦耳定律的过程中，我们可以得知：只有当电能全部转化为内能时，电流产生的热量才等于电流所做的功。

例如，在给蓄电池充电时，电流通过蓄电池引起化学反应，电流做的功大部分转化成化学能，只有一部分电能转化为内能，因此蓄电池充电时，电流产生的热量并不等于电功。

焦耳定律揭示了电流通过导体时热效应的规律，实质是定量地表示了电能向内能转化的规律。

焦耳定律的公式是U²t的形式，需要注意的是，欧姆定律只对纯电阻电路才成立。

因此，在焦耳定律的运用中，需要根据问题的条件具体分析和选择公式。

例如，在几个导体串联时，应选用公式Q=I²Rt，以确定导体产生的热量与电阻R成正比；而在几个导体并联时，应选用公式Q=U²t，以确定产生的热量与导体的电阻成反比。

由以上分析可知，应用焦耳定律解释电热现象时，需要明确或比较电能转化的热量Q与电阻R的关系。

此外，还需分清导体是串联还是并联，然后再根据电路的具体条件进行分析，才能得出正确的结论。

1.选D。

电热水壶利用电流热效应加热水。

2.选B。

根据焦耳定律，电热丝产生的热量与电阻成正比，与电流平方成正比。

因此，电阻值较大的电热丝在相同时间内产生的热量较多。

3.选B。

串联电热丝的总电阻值较大，因此通过的电流较小，产生的热量也较少，所需时间较长。

而并联电热丝的总电阻值较小，通过的电流较大，产生的热量也较多，所需时间较短。

因此，t串t并4:1.4.W1W24:3；Q1Q23:4.根据电路中串联电阻的公式，串联电阻的总电阻值为R=R1R27Ω。