<b>推导出表达式</b>,表示电流‘I’在时间间隔‘t’内流过电阻‘R’产生的热量,该电阻两端存在电势差‘V’。该关系式被称为什么?如果一个12 W的仪器连接到一个12 V的电池上,在一分钟内会产生多少热量?


由于导体对电流的流动产生阻力,因此电流必须持续做功才能保持其流动。


当电荷 $Q$ 沿着电势差 $V$ 移动时,所做的功为:

$W=Q\times V$  ------------(1)

我们知道,电流 $I$ 为:

$I=\frac {Q}{t}$

那么,用 $Q$ 表示,则为:

$Q=I\times t$      ------------(2)

根据欧姆定律,我们知道:

$R=\frac {V}{I}$ 

那么,用 $V$ 表示,则为:

$V=I\times R$    ------------(3)


现在,将公式 (2) 和 (3) 代入公式 (1),得到:

$W=I\times t\times I\times R$

$W=I^{2}Rt$

假设所有电功都转化为热能,则:

产生的热量,$H$ = 上述公式中的功

因此,$H=I^{2}Rt\ 焦耳$


此关系式被称为<b>焦耳定律</b>。


已知:

仪器的功率,$P=12W$

电压,$V=12V$

时间,$t=1分钟=60秒$ 


<b>求:</b>仪器产生的热量,$H$。


解答

我们知道,电功率的公式为:

$P=V\times I$

代入已知值,得到:

$12=12\times I$

$I=\frac {12}{12}$

 $I=1A$

因此,流过仪器的电流为<b>1 安培</b>。


根据欧姆定律,我们知道:

$V=I\times R$

代入 $I$ 和 $R$ 的值,得到:

$12=1\times R$

$R=\frac {12}{1}$

$R=12\Omega$

因此,仪器的电阻为<b>12 欧姆</b>。


根据热量的公式,我们知道:

$H=I^{2}Rt$

代入所需的值,得到:

$H=1^{2}\times 12\times 60$

$H=720J$

因此,仪器产生的热量为<b>720 焦耳</b>。

更新于: 2022年10月10日

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