1. 焦耳定律定義:
電流通過導(dǎo)體時所產(chǎn)生的熱量Q,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)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(guān)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(guān)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(guān)系
串并聯(lián)電路電熱關(guān)系:
串聯(lián)電路中,電熱之比等于電阻之比,
并聯(lián)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(dāng)兩段電阻串聯(lián)時,控制電流和通電時間相同,得出電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),當(dāng)兩電阻并聯(lián)時,控制電阻和通電時問不變,得出電流產(chǎn)生的熱量與電流大小有關(guān)。
例:小宇和小剛想利用如圖所示的裝置來探究 “導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與其電阻大小的關(guān)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(xué)合理,兩個燒瓶中所裝煤油的質(zhì)量應(yīng)該相同。
(2)實驗中,小字和小剛發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計的示數(shù)升高得快。這表明:在電流和通電時間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。
解析:(1)利用控制變量法在探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與其電阻大小的關(guān)系”時應(yīng)控制其他因素不變,如煤油的質(zhì)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(nèi)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(dǎo)體電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。