初中物理一问

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/02 19:52:39
依 P(发热)=I^2 R 可知:电流不变,电热器的发热效率与电阻成正比
又 P(发热)=U^2/R 可知:电压不变,电热器的发热效率与电阻成反比。

怎么理解?是否矛盾?

两个结论并不矛盾。

很高兴你对两个公式的分别理解很正确,而且使用了控制变量法,很好。
至于发热功率究竟与电阻R成正比还是反比,主要看控制变量的前提。

发热功率的公式不是原始公式,他们都是导出公式。
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你的第一个公式是由焦耳定律Q=I^2 Rt,以及发热功率的定义式P=Q/t得出的。
我们将Q=I^2 Rt带入P=Q/t ,整理可得出P(发热)=I^2 Rt/t=I^2 R 。
因此我们说 P(发热)=I^2 R为直接导出公式。他告诉我们发热功率与电流的平方成正比,与电阻成正比。此公式的优点在于与电压无关。因为此公式由焦耳定律直接推出,即使电路不是纯电阻电路,也可以利用它直接求发热功率。
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而你说的另一个公式的推导方式与P(发热)=I^2 R 是不同的。
初中阶段,我们主要研究的是纯电阻电路,我们认为电阻R将消耗的电能全部转化为自身的热,即内能。因而,Q=W。
W为电功。W=UIt=I^2 Rt=(U^2/R)t
我们选取W=(U^2/R)t 代入P=Q/t (上面已经假设Q=W)
可以得出P(发热)=U^2/R 。
此公式的优点:与电流无关。
但是,根据他的导出过程可以发现:此公式的使用是有局限性的,此公式只能应用于纯电阻电路。
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从两个公式的推导过程我们可以得出两个公式的适用范围:P(发热)=I^2 R适用于所有电路。而P(发热)=U^2/R只是用于纯电阻电路。
两个公式可以说是两个不同的公式,因而两个公式不能放在一起讨论,两个结论也就不可能发生任何影响,也就不存在矛盾一说。
正确的说法应该是:
在公式P(发热)=I^2 R中,电流一定时,电热器的发热效率与电阻成正比。
当电路为纯电阻电路时,根据公式P(发热)=U^2/R可知,当电压一定时, 电热器的发热效率与电阻成反比。
注意!由于两个适用范围不同