焦耳定律的物理意义可以表述为:在一个封闭电路中,电流流过电阻丝时所产生的热量与电流、电阻和时间成正比。具体来说,焦耳定律描述了电流做功转化为热能的规律,即电流通过导体时所产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。这个定律是英国物理学家焦耳在实验基础上发现的,因此得名。在电路中,焦耳定律可以用来计算电热器的热功率和发电机等设备的输出功率。
例题:一个电阻器在电路中工作,已知电流强度为1A,电阻为5欧姆,通电时间为1分钟,求电阻器上消耗的电能。
解答:根据焦耳定律,电阻器上消耗的电能为:
W = I^2Rt = 1^2 x 5 x 60 = 300焦耳
所以,这个电阻器在1分钟内消耗了300焦耳的电能。