① 电路所做功是不是等于热量W=Q
不一定完全相等。
对于纯电阻电路来说,W=Q。但是对于非纯电阻电路来说,电路做的功有一部分转化成了热量(或内能)Q,还有一部分转化成了除内能外的其他形式的功,比如含有电动机的电路,有一部分电能转化成了电动机的动能,此时W>Q。
② 电流做功原理微观解释
电路中存在电场,外电路中由正极到负极电势下降,电子则从负极流向正极,电场力对电子做正功。对于纯电阻电路而言,电势能转换成了电子的动能。温度实际上反映了系统内粒子平均动能的宏观表现,当大量电子动能增加时,宏观上表现为温度上升。这便是电流做功转化为热能的微观机制,其实质是电场力做功。
电子本身不会损耗,它们在电路中形成循环流动。电池的作用是产生电压,即电场。在电源内部,有一种力量将正电荷从负极输送到正极。当两个电池串联使用时,它们产生的电压自然会叠加。
电场力对电子做功,使得电子的动能增加,进而导致温度升高。在电路中,电子在导体内部自由移动,当受到电场力的作用时,它们会加速并碰撞导体中的其他粒子,从而传递能量。这种能量的传递最终表现为热能。
电池通过化学反应产生电压,将化学能转化为电能。在电源内部,正电荷从负极向正极移动,这一过程需要克服内阻,导致能量的损耗,表现为温度的升高。串联电池时,电压的叠加使得电流通过的路径变得更长,因此热量的产生也会相应增加。
电场力做功不仅将电能转化为其他形式的能量,还涉及到能量的传递和转换过程。在电路中,这种能量的转换不仅仅是电势能向动能的转变,还包括电能向热能的转变。通过了解这些微观机制,我们能够更好地理解电流做功的过程。
总之,电流做功的微观解释涉及到电场力对电子做功、动能的增加以及能量的传递和转换。这些过程共同作用,使得电流能够做功并产生热能,而电池在这一过程中扮演着关键角色,通过化学反应产生电压,驱动电流流动。