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发布时间：2019-08-28 07:26:18

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实验证明当电流过导体时，由于自由电子的碰撞，导体的温度会升高。这是因为导体吸收的点电能转换成为热能的缘故。这种现象叫做电流的热效应。电流通过导体时所产生的热量与电流强度的平方、导体本身的电阻、以及电流通过的时间成正比。这一结论称为焦耳——楞次定律，其数学表达式为：Q=I²Rt，公式中：

Q：电流通过导体所产生的热量，单位：焦耳（J）；

I：通过导体的电流，单位：安（A）；

R：导体的电阻，单位：欧（Ω）

如果热量以卡位单位，则Q=I²Rt公式可写成：Q=0.24I²Rt=0.24Pt，此公式称为焦耳-楞次定律。其中t的单位为妙，R的单位是欧，I的单位是安，热量的单位是卡。

电流的热效应在生产上有许多应用。电灯是利用电***生的热使得灯丝达到白炽状态而发光，熔断器是利用电***生的热使其熔断而切断电源。电流的热效应也是近代工业中的一种重要加热方式，如利用电炉炼钢，电机通电烘干等。电流的热效应也有它不利的一面，由于构成电气设备的导线存在电阻，所有电气设备在工作时要发热，使温度升高。如果电流过大，温度升高多就会加速绝缘体老化，甚至损坏设备。为了保证电气设备能正常工作，各种设备都规定了限额，如额定电流、额定电压、和额定电功率等。

电器设备的额定值通常用下标“e”表示，如Ie、Ue、Pe等，各种电器设备的铭牌上都有标注他们的数值。

1.焦耳定律定义：

电流通过导体时所产生的热量Q，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

2.焦耳定律公式：

Q=I2Rt，适用范围：任何电路。

控制变量法：

(1)控制电流和电阻相同，研究电热与通电时间的关系

(2)控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小，研究电热与电流的关系

(3)控制通电时间和电流不变，改变电阻大小，研究电热与电阻的关系

串并联电路电热关系：

串联电路中，电热之比等于电阻之比，

并联电路中，电热之比等于电阻的反比

“焦耳定律”中的控制变量法：

焦耳定律的实验运用了控制变量法，当两段电阻串联时，控制电流和通电时间相同，得出电***生的热量与电阻大小有关，当两电阻并联时，控制电阻和通电时问不变，得出电***生的热量与电流大小有关。

例：小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油，烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小；烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。

(1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该相同。

(2)实验中，小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。

解析：(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变，如煤油的质量，相同的烧瓶，相同的温度计等。

(2)B瓶中温度计升高得快，说明相同时间内煤油吸收的热量多，由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻，所以在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多。

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