焦耳定律教学设计及其的解释,谢谢了。

焦耳定律是什么?请解释下。谢谢_百度知道
焦耳定律是什么?请解释下。谢谢
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式:Q=I^2×Rt(适用于所有电路);对于纯电阻电路可推导出:Q=W=PT;Q=UIT;Q=(U^2/R)T注意纯电阻电路是指所有电能都转化为内能(热能),无其他形式转化。如电暖气,电炉等均为纯电阻电路。
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文字叙述是电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。数学表达式:Q=I^2Rt,导出公式有Q=UIt和Q=U^2/R×t。前式为普遍适用公式,导出公式适用于纯电阻电路。
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式:Q=I^2×Rt(适用于所有电路);对于纯电阻电路可推导出:Q=W=PT;Q=UIT;Q=(U^2/R)T
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出门在外也不愁欧姆定律_百度百科
欧姆定律的简述是:在同一电路中,导体中的跟两端的成正比,跟导体的成反比。该定律是由德国物理学家1826年4月发表的《金属导电定律的测定》论文提出的。随研究电路工作的进展,人们逐渐认识到欧姆定律的重要性,欧姆本人的声誉也大大提高。为了纪念欧姆对电磁学的贡献,物理学界将电阻的单位命名为,以符号表示。[1]
常见简述:在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,这就是欧姆定律。
(变形公式:
注意:公式中物理量的单位:I:(电流)的单位是(A)、U:(电压)的单位是(V)、R :(电阻)的单位是()。
部分电路公式:I=U/R,或I=U/R=P/U(I=U:R)
(由欧姆定律的推导式【U=IR;R=U/I】不能得到①:电压即为电流与之积;②:电压即为电阻与电流的比值。所以,这些变形公式仅作计算参考,并无具体实际意义。)
欧姆定律成立时,以导体两端电压为横坐标,导体中的电流I为纵坐标,所做出的曲线,称为。这是一条通过坐标原点的直线,它的为电阻的倒数。具有这种性质的电器元件叫,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻。
欧姆定律不成立时,伏安特性曲线不是过原点的直线,而是不同形状的曲线。把具有这种性质的电器元件,叫作。[2]
全电路公式:I=E/(R+r)
E为电源,单位为(V);R是,r是,
单位均为欧姆符号是Ω.I的单位是安培(A).
詹姆斯·麦克斯韦诠释
诠释欧姆定律为,处于某状态的导电体,其电动势与产生的电流成正比。因此,电动势与电流的比例,即电阻,不会随着电流而改变。在这里,电动势就是导电体两端的电压。参考这句引述的上下文,修饰语“处于某状态”,诠释为处于常温状态,这是因为物质的通常相依于温度。根据,导电体的焦耳加热(Joule heating)与电流有关,当传导电流于时,导电体的温度会改变。电阻对于温度的,使得在典型实验里,电阻相依于电流,从而很不容易直接核对这形式的欧姆定律。
欧姆第一阶段的实验是探讨电流产生的的与导线长度的关系,其结果于1825年5月在他的第一篇科学论文中发表。在这个实验中,他碰到了测量强度的困难。在德国科学家施威格发明的检流计启发下,他把关于的发现和方法巧妙地结合起来,设计了一个电流扭力秤,用它测量电流强度。欧姆从初步的实验中发出,电流的电磁力与导体的长度有关。其关系式与今天的欧姆定律表示式之间看不出有什么直接联系。欧姆在当时也没有把电势差(或电动势)、电流强度和电阻三个量联系起来。
在欧姆之前,虽然还没有电阻的概念,但是已经有人对金属的(传导率)进行研究。1825年7月,欧姆也用上述初步实验中所用的装置,研究了金属的相对电导率。他把各种金属制成直径相同的导线进行测量,确定了、、、、等金属的相对电导率。虽然这个实验较为粗糙,而且有不少错误,但欧姆想到,在整条导线中电流不变的事实表明电流强度可以作为电路的一个重要基本量,他决定在下一次实验中把它当作一个主要观测量来研究。
在以前的实验中,欧姆使用的电池组是,这种电堆的电动势不稳定,使他大为头痛。后来经人建议,改用铋铜温差电偶作电源,从而保证了电源电动势的稳定。
1826年,欧姆用上面图中的实验装置导出了他的定律。在木质座架上装有电流扭力秤,DD'是扭力秤的玻璃罩,CC'是刻度盘,s是观察用的放大镜,m和m'为水银杯,abb'a'为铋框架,铋、铜框架的一条腿相互接触,这样就组成了温差电偶。A、B是两个用来产生温差的容器。实验时把待研究的导体插在m和m'两个盛水银的杯子中,m和m'成了温差电池的两个极。
欧姆准备了截面相同但长度不同的导体,依次将各个导体接入电路进行实验,观测扭力拖拉磁针偏转角的大小,然后改变条件反复操作,根据实验数据归纳成下关系:
x=q/(b+l)式中x表示流过导线的电流的大小,它与电流强度成正比,A和B为电路的两个参数,L表示实验导线的长度。
1826年4月欧姆发表论文,把欧姆定律改写为:x=ksa/ls为导线的横截面积,K表示电导率,A为导线两端的电势差,L为导线的长度,X表示通过L的电流强度。如果用电阻l'=l/ks代入上式,就得到X=a/I'这就是欧姆定律的定量表达式,即电路中的电流强度和电势差成正而与电阻成反比。为了纪念欧姆对电磁学的贡献,物理学界将电阻的单位命名为欧姆,以符号Ω表示。1欧姆定义为电位差为1伏特时恰好通过1安培电流的电阻。
1825年5月欧姆在他的第一篇科学论文中发表电流产生的电磁力的衰减与导线长度的关系,是有关伽伐尼电路的论文,但其中的公式是错误的。[1]
1826年4月欧姆改正了这个错误,得出有名的欧姆定律。
1827年出版了他最著名的著作《伽伐尼电路的数学论述》,文中列出了公式,明确指出伽伐尼电路中电流的大小与总电压成正比,与电路的总电阻成反比,式中S为导体中的电流强度(I),A为导体两端的电压(U),L为导体的电阻(R),可见,这就是今天的部分电路欧姆定律公式。[1]
1876年,与同事,共同设计出几种测试欧姆定律的实验方法,能够特别凸显出导电体对于加的响应。[3]
欧姆第一阶段的实验是探讨电流产生的电磁力的衰减与导线长度的关系,其结果于1825年5月在他的第一篇科学论文中发表。在这个实验中,他碰到了测量电流强度的困难。在德国科学家施威格发明的检流计启发下,他把斯特关于的发现和方法巧妙地结合起来,设计了一个电流扭力秤,用它测量电流强度。欧姆从初步的实验中发出,电流的电磁力与导体的长度有关。其关系式与今天的欧姆定律表示式之间看不出有什么直接联系。欧姆在当时也没有把电势差(或)、电流强度和电阻三个量联系起来[4]
在欧姆之前,虽然还没有电阻的概念,但是已经有人对金属的电  (传导率)进行研究。欧姆很努力,1825年7月,欧姆也用上述初步实验中所用的装置,研究了金属的相对电导率。他把各种金属制成直径相同的导线进行测量,确定了金、银、锌、黄铜、铁等金属的相对电导率。虽然这个实验较为粗糙,而且有不少错误,但欧姆想到,在整条导线中电流不变的事实表明电流强度可以作为电路的一个重要基本量,他决定在下一次实验中把它当作一个主要观测量来研究。
在以前的实验中,欧姆使用的电池组是,这种电堆的电动势不稳定,使他大为头痛。后来经人建议,改用铋铜温差电偶作电源,从而保证了电源电动势的稳定。
1826年,欧姆用上面图中的实验装置导出了他的定律。在木质座架上装有电流扭力秤,DD'是扭力秤的玻璃罩,CC'是刻度盘,s是观察用的放大镜,m和m'为水银杯,abb'a'为铋框架,铋、铜框架的一条腿相互接触,这样就组成了温差电偶。A、B是两个用来产生温差的锡容器。实验时把待研究的导体插在m和m'两个盛水银的杯子中,m和m'成了温差电池的两个极[5]
欧姆准备了截面相同但长度不同的导体,依次将各个导体接入电路进行实验,观测扭力拖拉磁针偏转角的大小,然后改变条件反复操作,根据实验数据归纳成下关系:
x=q/(b+l)式中x表示流过导线的电流的大小,它与电流强度成正比,A和B为电路的两个参数,L表示实验导线的长度。  1826年4月欧姆发表论文,把欧姆定律改写为:x=ksa/ls为导线的横截面积,K表示电导率,A为导线两端的电势差,L为导线的长度,X表示通过L的电流强度。如果用电阻l'=l/ks代入上式,就得到X=a/I'这就是欧姆定律的定量表达式,即电路中的电流强度和电势差成正比而与电阻成反比。[5]
欧姆定律适用于,金属导电和导电,在气体导电和半导体元件等中欧姆定律将不适用。[2]
在通常温度或温度不太低的情况下,对于电子导电的导体(如金属),欧姆定律是一个很准确的定律。当温度低到某一温度时,金属导体可能从正常态进入。处于超导态的导体电阻消失了,不加电压也可以有电流。对于这种情况,欧姆定律当然不再适用了。[2]
在通常温度或温度变化范围不太大时,像电解液(酸、碱、盐的水溶液)这样的导体,欧姆定律也适用。而对于气体条件下,所呈现的导电状态,和一些导电器件,如电子管、晶体管等,欧姆定律不成立。[2]
电机工程学和电子工程学
在和里,欧姆定律妙用无穷,因为它能够在宏观层次表达电压与电流之间的关系,即电路元件两端的电压与通过的电流之间的关系。
在物理学里,对于物质的微观层次电性质研究,会使用到的欧姆定律,以矢量方程表达为
处于均匀外电场的均匀截面导电体(例如,电线)。
在导体内任意两点g、h,定义电压为将单位电荷从点g移动到点h,所需做的:
其中,Vgh是电压,w是机械功,q是电荷量,dL 是微小线元素。
假设,沿着积分路径,J=jI为均匀电流密度,并且平行于微小线元素:
dL=dlI;其中,I是积分路径的单位矢量。
那么,可以得到电压:
Vgh=Jρl;其中,l是积分路径的径长。
假设导体具有均匀的,则通过导体的电流密度也是均匀的:
J=I/a;(黑体字部分为矢量(台湾称做向量)其中,a是导体的截面面积。
电压Vgh简写为V。电压与电流成正比:
V=Vgh=Iρl/a。总结,电阻与电阻率的关系为
R= ρl/a。假设J& 0 ,则V& 0 ;将单位电荷从点g移动到点h,电场力需要作的机械功w& 0 。所以,点g的电势比点h的电势高,从点g到点h的电势差为V。从点g到点h,电压降是V;从点h到点g,电压升是V。
给予一个具有完美的晶体,移动于这晶体的电子,其运动等价于移动于的具有(effective mass)的电子的运动。所以,假设足够微小,周期性结构没有偏差,则这晶体的电阻等于零。但是,真实晶体并不完美,时常会出现(crystallographic defect),有些的可能不存在,可能会被杂质侵占。这样,晶格的周期性会被扰动,因而电子会发生。另外,假设温度大于,则处于晶格点的原子会发生热震动,会有热震动的粒子,即,移动于晶体。温度越高,声子越多。声子会与电子发生碰撞,这过程称为晶格散射(lattice scattering)。主要由于上述两种散射,的流动会被阻碍,晶体因此具有有限电阻。
凝聚态物理学
研究物质的性质,特别是其电子结构。在凝聚态物理学里,欧姆定律更复杂、更广义的方程非常重要,属于(constitutive equation)与运输系数理论(theory of transport coefficients)的范围。
欧姆定律及其公式的发现,给电学的计算,带来了很大的方便。这在电学史上是具有里程碑意义的贡献。 1854年欧姆与世长辞。十年之后英国科学促进会为了纪念他,将电阻的单位定为欧姆,简称“欧”,符号为,它是电阻值的计量单位,在国际单位制中是由电流所推导出的一种单位。[6]
.学科王[引用日期]
.人民教育出版社[引用日期]
.历史千年[引用日期]
.中共庆阳市委[引用日期]
.中国科学报[引用日期]
.光明网[引用日期]在一个电路中,求相同的时间内产生的热量最少,是求P=UI中的P,还是求焦耳定律中的Q?说明详细理由,谢谢!_百度作业帮
在一个电路中,求相同的时间内产生的热量最少,是求P=UI中的P,还是求焦耳定律中的Q?说明详细理由,谢谢!
在一个电路中,求相同的时间内产生的热量最少,是求P=UI中的P,还是求焦耳定律中的Q?说明详细理由,谢谢!
热量的单位是焦耳,所以求相同的时间内产生的热量最少,是求Q,但是由于时间相同,其实也就是求出P,最后回答的时候肯定要回到Q上关于焦耳定律的理解(初中)为什么焦耳定律适用于所有用电器我是这样想的 —— P=UI 纯电阻电路U=IR w=q所以P=I2R W=I2RT Q=W=I2RT-----因此焦耳定理在纯电阻的条件下推出_百度作业帮
关于焦耳定律的理解(初中)为什么焦耳定律适用于所有用电器我是这样想的 —— P=UI 纯电阻电路U=IR w=q所以P=I2R W=I2RT Q=W=I2RT-----因此焦耳定理在纯电阻的条件下推出
关于焦耳定律的理解(初中)为什么焦耳定律适用于所有用电器我是这样想的 —— P=UI 纯电阻电路U=IR w=q所以P=I2R W=I2RT Q=W=I2RT-----因此焦耳定理在纯电阻的条件下推出
这么推导也可以,只是U不是加在用电器两端的电压,而是"用于发热的电压",所以焦耳定律在非纯电阻电路里也是成立的.实际上还有一种类比于摩擦力的推导方法,但是时隔4年我已经忘得差不多了...
第一:必须从定义式去理解,第二:任何电器都有电阻,无一例外。故只要有电流通过导体。就会有电流做功而消耗电能。
测电笔中,应该这样分析:假设你用测电笔去测一个220V的电,你和电笔里的焦耳定律适用于所有电路中电流产生热量的计算,如果是比较两部分电路(或两高二物理选修3-1 焦耳定律 图为题和答案 为什么答案 (2)中 电流用的还是总电流 I'_百度知道
提问者采纳
第(2)问中要求计算的是并联一个相同的电炉后每个电炉两端的电压、消耗的功率I'=U/(2r+RA/2)=11/3A 是总电流UA'=UB=I'RA/2=183V 每个电炉两端的电压PA=PB=U^2/RA=335W
提问者评价
太给力了,你的回答完美地解决了我的问题,非常感谢!
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