<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:
$12=12\times I$
$I=\frac {12}{12}$
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>。