Question

6．一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内产生的热量是多少？
（1）使用公式Q=I²Rt进行计算；
（2）若要求直接使用电压、电阻和时间这些物理量进行计算，请推导相应的焦耳热公式并进行计算．

Answer 1

分析 （1）已知电阻与电阻两端的电压，由欧姆定律可求出流过电阻的电流；已知电压、电流与通电时间，由Q=I²Rt可以求出电阻丝产生的热量；
（2）焦耳定律的热量的计算公式Q=I²Rt（普适公式），纯电阻电路可以用Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=UIt=Pt进行计算．

解答 解：
（1）通过电阻丝的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{36V}{60Ω}$=0.6A；
该电阻丝在t=5min=300s内产生的热量：
Q=I²Rt=（0.6A）²×60Ω×300s=6480J；
（2）电阻丝为纯电阻，Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{（36V）^{2}}{60Ω}$×300s=6480J．
答：在5min内共产生热量是6480J．

点评 主要考查了焦耳定律的热量计算公式的运用，在纯电阻电路中，电能完全转化为内能的，可以用Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=UIt=Pt进行计算．