① 電路所做功是不是等於熱量W=Q
不一定完全相等。
對於純電阻電路來說,W=Q。但是對於非純電阻電路來說,電路做的功有一部分轉化成了熱量(或內能)Q,還有一部分轉化成了除內能外的其他形式的功,比如含有電動機的電路,有一部分電能轉化成了電動機的動能,此時W>Q。
② 電流做功原理微觀解釋
電路中存在電場,外電路中由正極到負極電勢下降,電子則從負極流向正極,電場力對電子做正功。對於純電阻電路而言,電勢能轉換成了電子的動能。溫度實際上反映了系統內粒子平均動能的宏觀表現,當大量電子動能增加時,宏觀上表現為溫度上升。這便是電流做功轉化為熱能的微觀機制,其實質是電場力做功。
電子本身不會損耗,它們在電路中形成循環流動。電池的作用是產生電壓,即電場。在電源內部,有一種力量將正電荷從負極輸送到正極。當兩個電池串聯使用時,它們產生的電壓自然會疊加。
電場力對電子做功,使得電子的動能增加,進而導致溫度升高。在電路中,電子在導體內部自由移動,當受到電場力的作用時,它們會加速並碰撞導體中的其他粒子,從而傳遞能量。這種能量的傳遞最終表現為熱能。
電池通過化學反應產生電壓,將化學能轉化為電能。在電源內部,正電荷從負極向正極移動,這一過程需要克服內阻,導致能量的損耗,表現為溫度的升高。串聯電池時,電壓的疊加使得電流通過的路徑變得更長,因此熱量的產生也會相應增加。
電場力做功不僅將電能轉化為其他形式的能量,還涉及到能量的傳遞和轉換過程。在電路中,這種能量的轉換不僅僅是電勢能向動能的轉變,還包括電能向熱能的轉變。通過了解這些微觀機制,我們能夠更好地理解電流做功的過程。
總之,電流做功的微觀解釋涉及到電場力對電子做功、動能的增加以及能量的傳遞和轉換。這些過程共同作用,使得電流能夠做功並產生熱能,而電池在這一過程中扮演著關鍵角色,通過化學反應產生電壓,驅動電流流動。