焦耳定律是不是适用于所有电路

焦耳定律是不是适用于所有电路

焦耳定律规定:电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比，和通过导体的电流的平方成正比，和通电时间成正比。该定律是英国科学家焦耳于1841年发现的。焦耳定律是一个实验定律，它可以对任何导体来适用，范围很广，所有的电路都能使用。遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量;比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。

焦耳定律的定义是什么?

焦耳定律 焦耳定律：①文字叙述,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.②公式：焦耳定律数学表达式：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 .③注意问题：电流所做的功全部产生热量,即电能全部转化为内能,这时有Q=W.电热器 和 白炽 电灯属于上述情况.④在串联电路中,因为通过导体的电流相等.通电时间也相等,根据焦耳定律,可知导体产生的热量跟电阻成正比,即 ⑤在并联电路中,导体两端的电压相等,通电时间也相等,根据,可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成反比,即 ⑥电热器:利用 电流的热效应 来加热的设备,电炉 、 电烙铁 、 电熨斗 、 电饭锅 、 电烤炉 等都是常见电热器.电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由 电阻率 大,熔点 高的电阻丝绕在 绝缘材料 上制成.焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律.1841年,英国物理学家 焦耳 发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流 I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比,这个规律叫焦耳定律.采用 国际单位制 ,其表达式为Q=I^2×Rt或热功率P=I^2×R其中Q、I、R、t、P各量的单位依次为焦耳、 安培 、 欧姆 、秒和 瓦特 .焦耳定律是设计电照明,电热设备及计算各种电气设备 温升 的重要公式.焦耳定律在串联电路中的运用：在串联电路中,电流是相等的,则电阻越大时,产生的热越多.焦耳定律在并联电路中的运用：在并联电路中,电压是相等的,通过变形公式,W=Q=Pt=U^2/R×t,当U定时,R越大则Q越小.需要注明的是,焦耳定律与 电功 公式W=UIt适任何元件及发热的计算,即只有在像电热器这样的电路（纯电阻电路）中才可用Q=W=UIt=I^2Rt=U^2/R×t.另外,焦耳定律还可变形为Q=IRQ（后面的Q是 电荷量 ,单位 库仑 （c））.图为焦耳定律的实验图.1．正确理解和使用焦耳定律 焦耳定律是一个实验定律,它的适用范围很广.遇到 电流热效应 的问题时,例如要计算电流通过某一电路时放出热量；比较某段电路或导体放出热量的多少,即从电流热效应角度考虑对电路的要求时,都可以使用焦耳定律.从焦耳定律公式可知,电流通过导体产生的热量跟 电流强度 的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比.若电流做的功全部用来产生热量.即W=UIt.根据 欧姆定律 ,有W=I^2Rt.需要说明的是W=U^2/R×t和W=I^2R×t不是焦耳定律,它们是从欧姆定律推导出来的,只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立.对电炉、电烙铁、电灯这类用电器,这两公式和焦耳定律是等效的.使用焦耳定律公式进行计算时,公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路,与欧姆定律使用时的对应关系相同.当题目中出现几个物理量时,应将它们加上角码,以示区别.注意：W=UIt=Pt适用于所有电路,而W=I^2Rt=U^2/R×t只用于纯电阻电路（全部用于发热）.

焦耳定律的应用怎么用?

焦耳定律Q=IIRt适用于所有电路,只需注意公式中的R为直流电阻,就是通过万用表欧姆档测量的那个值.如果要使用Q=(UU/R)t公式时,在直流电路里也不会发生错误,但在交流电路里使用就要格外当心了,因为交流电路里I=U/R是不成立的,所以这个公式也不成立.
在交流电路里,I=U/Z,Z为回路阻抗,即Z=R+Zc+Zh,其中R为直流电阻,Zc为容抗,Zh为感抗,所以I=U/R不成立.但在能够计算或已知电流I的情况下,Q=IIRt依然是正确的,因为电流流过直流电阻R时产生的热量与直流电路中R产生热量的原理是一样的.
所以说,Q=IIRt适用于任何电路,但Q=(UU/R)t只能在直流电路中使用,记住了这一点,就不会犯错误了.
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高中物理焦耳定律

焦耳定律规定：电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比，和通过导体的电流的平方成正比，和通电时间成正比。该定律是英国科学家焦耳于1841年发现的。焦耳定律是一个实验定律，它可以对任何导体来适用，范围很广，所有的电路都能使用。遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量;比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。公式如下：

其中Q指热量，单位是焦耳(J)，I指电流，单位是安培(A)，R指电阻，单位是欧姆(Ω)，t指时间，单位是秒(s)，以上单位全部用的是国际单位制中的单位。
2、高中物理焦耳定律公式变形和推导
对于纯电阻电路而言
当电流所做的功全部产生热量，即电能全部转化为内能，该电路为纯电阻电路，这时有：
根据电功的公式，我们有【U指电压，单位是伏特(V)】：

或者根据欧姆定律(欧姆定律本身只在纯电阻电路中成立)，我们有：

白炽电灯不属于上述情况，因为它还将电能转化为光能;而类似电热水器这样就属于上述情况。
对于非纯电阻电路而言
对于非纯电阻电路而言，用得最多的还是焦耳定律的一般形式，不能用上面纯电阻中的两个公式(因为①欧姆定律只在纯电阻电路中成立;②其电能不是全部做功转化为内能，不能用电功的公式。
而对于其电功率和热量比较而言，我们有：
对于任何电路而言
除了焦耳定律的一般式外，我们还可以根据公式I=q/t【q表示电荷量，单位是库仑(C)】对公式进行变形(适用于所有电路)：

在串联电路中，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。
在并联电路中，由于导体两端的电压相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成反比。
3、高中物理焦耳定律使用
从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。若电流做的功全部用来产生热量。即W=UIt。根据欧姆定律，有W=I^2Rt。
需要说明的是W=(U^2/R)t是从欧姆定律推导出来的，只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立(纯电阻电路)。例如对电炉、电烙铁这类用电器，这两公式和焦耳定律才是等效的。
使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。
注意：W=I²RT=Pt适用于所有电路，而W=UIT=(U^2/R)t只用于纯电阻电路(全部用于发热)。

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