1. 焦耳定律定義:
電流通過導體時所產生的熱量Q,跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。
2. 焦耳定律公式:
Q=I2Rt,適用范圍:任何電路。
控制變量法:
(1)控制電流和電阻相同,研究電熱與通電時間的關系
(2)控制通電時間和電阻不變,改變電流的大小,研究電熱與電流的關系
(3)控制通電時間和電流不變,改變電阻大小,研究電熱與電阻的關系
串并聯電路電熱關系:
串聯電路中,電熱之比等于電阻之比,
并聯電路中,電熱之比等于電阻的反比
“焦耳定律”中的控制變量法:
焦耳定律的實驗運用了控制變量法,當兩段電阻串聯時,控制電流和通電時間相同,得出電流產生的熱量與電阻大小有關,當兩電阻并聯時,控制電阻和通電時問不變,得出電流產生的熱量與電流大小有關。
例:小宇和小剛想利用如圖所示的裝置來探究 “導體產生的熱量與其電阻大小的關系”。兩只相同的燒瓶中裝有適量的煤油,燒瓶A中浸泡著一段銅絲,電阻較小;燒瓶B中浸泡著一段鎳鉻合金絲,電阻較大,溫度計顯示煤油的溫度。
(1)為保證實驗科學合理,兩個燒瓶中所裝煤油的質量應該相同。
(2)實驗中,小字和小剛發現B燒瓶中溫度計的示數升高得快。這表明:在電流和通電時間相同的情況下,導體的電阻越大,產生的熱量越多。
解析:(1)利用控制變量法在探究“導體產生的熱量與其電阻大小的關系”時應控制其他因素不變,如煤油的質量,相同的燒瓶,相同的溫度計等。
(2)B瓶中溫度計升高得快,說明相同時間內煤油吸收的熱量多,由于鎳鉻合金絲電阻大于銅絲電阻,所以在電流和通電時間相同時,導體電阻越大,產生的熱量越多。