焦耳定律
一、电流的热效应
1、电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2、①电热的利用：电热毯、电熨斗、电烤箱等；②电热的防止：电视机后盖有很多孔是为
了通风散热，电脑运行时也需要风扇及时散热。
3、电流通过导体时会产生热量，这叫做电流的热效应。而电热器具是利用电流的热效应来
加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器具。电热器具的主
要组成部分是电流的热效应发热体，发热体是电阻丝绕在绝缘材料上制成。
二、电流通过导体时产生的热量多少跟什么因素有关
提出问题：电流通过导体产生的热量多少与什么因素有关？
实验方法：控制变量法、转换法
猜想并进行实验：
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系
将两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相同，通电一段时间后，
比较两个容器中U型管液面的高度变化情况，发现与右边容器相连的U型管液面高度变化
更大一些。如图所示
注意：①本实验中电热的多少通过空气受热膨胀U型管两侧液面高度变化不同来反应，转
换法的利用，故需要在U型管中装有等量的空气。
②实验中U型管中装的液体是煤油，因为煤油比热容小，升温快，同时，煤油是绝缘体，
不导电，具有安全性。
结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多
（2）探究电流产生的热量与电流的关系
如图所示，两个密闭容器中的电阻丝阻值都是5Ω，在右侧容器的外部，将一个5Ω的电阻
与这个电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于通过通过右侧容器中电阻丝的电流。
在通电时间相同时，观察两个U型管中液面高度的变化。发现与左侧容器相通的U型管液
面变化更大一些。
结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越
多。
注意：实验中用电阻丝对空气加热可以缩短实验时间，并会使实验现象更加明显，实验中应
使两容器密闭，不能漏气。
（3）探究电流产生的热量与时间的关系
如图所示，将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察与左边容器相通的U型管的
液面高度变化情况，发现随着通电时间越长，U型管中液面高度变化越大。
结论：在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多
三、焦耳定律
1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电
时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。
2、公式：2，在国际单位制中，电热的单位是焦耳，符号“”
QIRtJ
3、焦耳定律的理论推导：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他
形式的能，那么电流做功产生的热量Q等于电能的消耗量，即WQUIt，再根据欧姆
U2
定律可知，Qt。
R
4、焦耳定律适用于所有电路的电热计算，使用时各物理量单位要分别统一为J、A、?、S。
1、下列四种用电器中。利用电流热效应工作的是（）。
A．电冰箱B．电视机C．电脑D．电热水壶
【答案】D
【解析】A．电冰箱是将电能转化为电动机的机械能，通过做功发生物态变化工作的，不是
利用电流的热效应来工作的，故A不符合题意；
B．电视机将电能转化为声音与图像，不是利用电流的热效应来工作的，故B不符合题意；
C．电将电能转化为声音与图像，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意；
D．电水壶工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的;故D符合题意。故选D。
2、如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，
利用电流的实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生J的热量。封
口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更（填“大”或“小”）的。
【答案】热效应；90；大。
【解析】[1]封口机是利用电流的热效应工作的，在电流通过时，电路中的电阻发热温度升高
从而达到工作目的。
U2(3V)2
[2]10s内，封口机产生的热量Qt?10s90J