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[!--downpath--]焦耳定理[1]：它是定量解释电能通过传导电压转化为热能的定理。 ①书面表达，电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比，与导体的电阻成反比，与通电时间成反比。 ②公式：焦耳定理物理表达式：Q=I²Rt，导入公式包括Q=UIt和Q=U²/R×t。 前面的公式是普遍适用的公式，导入的公式适用于纯内阻电路。 ③注意问题：电压所做的功全部形成热，即电能全部转化为内能，则Q=W。 电加热器和白炽灯属于上述类别。 ④串联电路中，导体两端的电压相等。 通电时间也相等。 根据焦耳定理可知，导体产生的热量与内阻成反比，即： ⑤并联电路中，导体两端电流相等，通电时间也是相等的。 根据依据，可知电压通过导体产生的热量与导体的内阻成反比，即： ⑥电加热器：靠电压的热作用而发热的装置。 电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤箱都是常见的电加热器。 电加热器的主要部件是发热体，它是由内阻高、熔点高的内阻丝缠绕在绝缘材料上制成的。 焦耳定理是定量描述通过传导电压将电能转化为热能的定理。 1841年，美国化学家焦耳发现，载流导体中形成的热量Q（称为焦耳热）与电压I、导体内阻R和通电时间t的平方成反比。 该定律称为焦耳定理。 采用国际单位制，其表达式为Q=I²×Rt或热功率P=I²×R，其中Q、I、R、t、P的单位为焦耳、安培、欧姆、秒、瓦。
焦耳定理是设计电照明、电加热设备和估算各种电气设备温升的重要公式。 焦耳定理在串联电路中的应用：串联电路中，电压相等，内阻越大，形成的热量就越多。 焦耳定理在并联电路中的应用：在并联电路中，电流相等。 通过修改后的公式，W=Q=Pt=U²/R×t，当U一定时，R越大，Q越小。 需要注意的是，焦耳定理和电功率公式W=UIt适用于任何设备和发热的估算，即只有在电加热器（纯内阻电路）这样的电路中才能Q=W=UIt=Q =I²Rt= U^2/R×t。 另外，焦耳定理也可以转化为Q=IRQ（前面的Q是电荷焦耳定律Q是什么，单位是库仑（c））。 图为焦耳定理的实验图。 一、正确理解和使用焦耳定理焦耳定理是一个实验定理，有着广泛的应用范围。 当遇到电压热效应问题时，例如估算电压通过某个电路时释放的热量； 比较某一电路或导体所释放的热量，即从电压热效应的角度考虑电路的要求时，可采用焦耳定理。 从焦耳定理的公式可以看出，电压通过导体产生的热量与电压硬度的平方成反比，与导体内阻成反比，与通电时间成反比。 如果电压所做的功全部用来形成热量。 即，W=UIt。 根据欧姆定理，有W=I²Rt。 需要说明的是，W=U²/Rt和W=I²Rt不是焦耳定理，而是由欧姆定理推导出来的，只有在电压所做的功全部转化为热能的情况下才能成立。
对于电炉、电烙铁、电灯等家用电器来说，这两个公式相当于焦耳定理。 当使用焦耳定理公式进行估算时，公式中的每个化学量应对应于同一导体或同一段电路，这与使用欧姆定理时的对应关系相同。 当标题中出现多个数学量时，应在其上添加铰链以显示差异。 注：W=UIt=Pt 适用于所有电路，而 W=I²Rt=U²/Rt 仅用于纯内阻电路（均用于发热）。 焦耳定理实验采用的数学实验方法是研究电压通过导体时产生的热量与导体电阻之间的关系。 由于我们无法直接观察到电压产生了多少热量，所以我们可以间接观察瓶中的液体。 观察，这些技术称为转换方法。 在这个实验中，一共涉及到三个化学量——电流、内阻和热量焦耳定律Q是什么，而我们只需要研究热量和内阻的关系，所以我们需要保持电压恒定（所以我们将两个内阻连接在系列）为了不影响结果，这些技术称为控制变量方法。