在初中物理中,焦耳公式是指焦耳定律,即电流通过电阻器做的焦耳热 Q 与电流 I 的平方、电阻 R 和时间 t 的乘积成正比,写成公式就是:Q = I^2Rt。
这个定律是实验得到的,用到了电流表和热敏电阻等实验器材。通过实验,人们发现电流通过导体产生的热量跟电流强度的二次方、导体的电阻和通电时间有关。这个定律为能量守恒定律奠定了基础。
此外,在初中物理中还介绍了电功和电功率的公式,即 W = UIt 和 P = UI。这两个公式表明,电流做的功等于电压、电流和时间的乘积,而电功率等于电压和电流的乘积。这些公式在电学中非常重要,可以帮助我们理解电能和热能之间的关系。
焦耳定律的初中物理例题:
题目:一个电阻器,当其两端电压为6V,通过它的电流为2A,它的电功率是多少?它消耗的热量是多少?
解析:
已知:电阻器两端电压为U = 6V,通过的电流为I = 2A,时间t = 1s
根据焦耳定律,电功率公式 P = UI,可计算电阻器的电功率:
P = UI = 6V 2A = 12W
又因为焦耳定律定义式 Q=I^2Rt,其中电阻器电阻R已知,可以求出电阻器在1秒内产生的热量:
Q = I^2 R t = (2A)^2 (6V/1000000Ohm) 1s = 2.4 10^-3J
答案:
电阻器的电功率为12W,在1秒内产生的热量为2.4 10^-3J。
这个例题通过具体数值展示了焦耳定律的应用,包括电功率公式和焦耳定律定义式的使用。通过这个例题,学生可以更好地理解焦耳定律的概念和应用。