初二物理电学问题

Question

根据电与热这课,我们得到焦耳定律 Q=I²Rt ①.
根据电功率公式 P=UI 和欧姆定律 I=U/R得到变形公式 P=I²R,
也就是说焦耳定律也可变为 Q=Pt ②.
但我们物理老师说②只能用于纯热电阻,但①能用于纯热电阻和非纯热电阻.

那按照老式这样说两种答案一定一样,也就是W=Q(在任何情况下).
但这又与实际不符.这是为什么呢?
还有解决一下这个问题:
一个标有"220V 300W"的电熨斗(不是纯热电阻,所以W＞Q)接在家庭电路中,5分钟消耗的热能和电能分别是多少,根据①②,算得W=Q,与实际不符,解释下!

Answer 1

公式Q＝I2RT与Q=W的运用

焦耳定律公式Q＝I2RT是从实验中总结出来的,这个公式在计算电热时具有普遍性,它不仅适用于当电流通过导体时,电能完全转化为内能的情形，同时也适用于除了发热以外还转化为其他形式的能量（例如，电流通过电动机时，电能既转化为内能又转化为机械能；蓄电池充电时，电能既转化为内能又转化为化学能）的情形。在上述各种情形里，利用这个公式来计算出来的是电流所产生的热量。

然而Q=W（并由欧姆定律导出W等）只适用于纯电阻电路的热量计算。在纯电阻电路中，导体（如白炽灯、电炉等）中不产生反电动势（即不产生除内能以外的其他形式的能），电能全部转化为内能。这时外加电压V等于I和R的乘积，用Q=W＝VIT=V2/R·T等计算出的结果跟用基本公式Q＝I2RT计算的结果相同。

但是，若导体中产生了反电动势（例如电动机，蓄电池充电等）那么所消耗的电能中只有一部分转化为内能，这时外加电压V就不等于I和R的乘积，故不能用Q=W（ Q= VIT Q=V2/R·T）来计算电流通过导体时产生的热量，而只能使用焦耳定律的公式Q＝I2RT来计算结果。

例1、都标有“220V600W”字样的电视机、电烙铁、电风扇、电唱机正常工作相同的时间时，产生热量最多的是（ ）

A：电视机 B：电烙铁 C：电风扇 D：电唱机

分析：电烙铁是利用电流热效应工作，其消耗的电能全部转化为内能而其他电器消耗的电能除了一部分转化为内能外其余都转化为其他形式的能。尽管它们消耗的电能一样多，产生的内能却是电烙铁最多，故选B。

例2、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧，线圈中电流为 10安，这台电动机正常工作1秒钟消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ ）

A：W＝3800焦，Q=200焦 B： W=3800焦，Q=3800焦 C：W=7200焦，Q=200 焦 D：W=7200焦，Q=3800焦

分析：电动机正常工作时消耗的电能，除了有一部分转化为内能外，还转化为机械能，故Q≠W，计算产生的热量只能用焦耳定律公式Q＝I2RT进行。

W＝VIT=380伏×10安×1秒=3800焦

Q＝I2RT=(10安)2×2欧×1秒=200焦，故选A

在初中阶段，我们一般只研究纯电阻电路的问题，Q≠W（W＝VIT，W＝V2/R·T）也只要能理解以上电动机这一种情况就可以了。

除此以外的电路，都是指纯电组电路，所以计算时都可以使用上述公式（Q＝I2RT，Q＝W）而不会发生错误。

Answer 2

第一个问题
举个简单的例子
当你使用电烙铁时,它本身就是以极高的温度来使用.它的电能全部转化为热能(也称内能).这时,利用公式Q=I²Rt.I²R,即是电功率.而且是电烙铁的额定功率(在额定电压下时).所以此时W=Q.可以直接利用W=Pt,来算出热量.
但是,当你使用电灯时,情况就不同了.电灯除了会转换热能外,大部分把电能转化成了光能,这是.W不等于Q.所以Q=Pt也就不适用了.
综合以上,我们可以得出.W并不是任何时候都等于Q.只有用电器将电能全部转化为热能时.W=Q.
第二个计算题
因为电熨斗没有把电能全部转化为热能.所以此时,W不等于Q,我们要分开求.但是在计算时,有了约等数,所以最后计算出W=Q.

Answer 3

电流的效应有许多,只有流过电阻才产生热量.因此焦耳定律本身就是对电流产生的热效应的定量的描述.欧姆定律也是电压电流电阻三者之间定量的描述.同样也只适用于纯电阻.因此在纯电阻的电路中就有W=Q的等式成立.而非纯电阻电路W=Q就就不成立.比如电动机电路,电流所做的功大部分产生了机械能,只有少量发热了.发热的原因是电动机的绕组有电阻.如果有某种超导材料制作成一个电动机,那么它只将电能转变为机械能而不会发热.本回答被提问者采纳

Answer 4

绝缘体不一定不带电
，这个要知道
它为什么带电呢
因为橡胶分子和毛皮的分子对电子的吸引力大小不同
我记得橡胶好像带负电吧
因为橡胶分子吸引电子的能力更强一些
它就把毛皮表面分子的电子吸引了过来
因此橡胶就带负电了
还有
绝缘体与导体不是绝对的
比如在正常情况
空气是绝缘体
但很高的电压会击穿空气
楼下的说的不准
到处去也要与外界连接才可以
但这个问题明显是考的电子的转移
谁得电子能力强的问题

Answer 5

(1)R=u^2/p=484Ω
(2)w=121/3000*3.6*10^6=1.452*10^5J
(3)灯的实际功率是:P实=W实/t=1.452*10^5/(20*60)=121W
实际电压为:U^2=P实*R=121*484
得出
U实=242V
(4)为了使这盏灯正常发光，则需要分压的电阻实际电压应为:242-220=22V
因为串联电路电流相等，所以流过分压电阻的电流I=P/U=100/220=5/11A
所以串联电阻R=22/(5/11)=48.4Ω