生活中，許多用家電接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象形成。電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這些現(xiàn)象稱作電壓的熱效應(yīng)。
生活中也有好多用家電是借助電壓熱效應(yīng)工作的，如電飯煲、電熨斗、電供暖、熱水器等。
在研究電壓的熱效應(yīng)時(shí)，有個(gè)問(wèn)題值得我們思索：電爐絲與導(dǎo)線串連接在電路里，電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電壓相同。為何電爐絲熱得腫脹，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱呢？
想要回答這個(gè)問(wèn)題，我們須要曉得電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，形成熱量的多少與什么誘因有關(guān)。
探究電熱與什么誘因有關(guān)
兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣濕度的變化。
在實(shí)驗(yàn)中見到：
將一容器中的阻值絲單獨(dú)接到電源兩端，隨著通電時(shí)間的下降，U形管中液面高度差逐步變大。
實(shí)驗(yàn)表明：
在電壓、電阻一定的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，內(nèi)阻形成的熱量越多。
在實(shí)驗(yàn)中見到：
如上圖，將兩容器中的阻值絲串聯(lián)上去接到電源兩端，通過(guò)兩段內(nèi)阻絲電壓相同。通電一定時(shí)間后，兩U形管中液面高度差均減小，但兩側(cè)高度差小于左邊。
實(shí)驗(yàn)表明：
在電壓相同、通電時(shí)間相同的情況下，內(nèi)阻越大，內(nèi)阻形成的熱量越多。
在實(shí)驗(yàn)中見到：
如圖，兩個(gè)密閉容器中的阻值一樣大，在兩側(cè)容器的外部，將一個(gè)內(nèi)阻和容器內(nèi)的內(nèi)阻并聯(lián)，因而通過(guò)兩容器中電阻的電壓不同（通過(guò)雙側(cè)內(nèi)阻電壓小于通過(guò)雙側(cè)內(nèi)阻電壓）。在通電時(shí)間相同的情況下，發(fā)覺(jué)兩側(cè)U形管中液面高度差小于左邊高度差。
實(shí)驗(yàn)表明：
在內(nèi)阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)內(nèi)阻的電壓越大，內(nèi)阻形成的熱量越多。
焦耳定理
日本化學(xué)學(xué)家焦耳做了大量實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電壓形成的熱量與電壓、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系：
電壓通過(guò)導(dǎo)體形成的熱量跟電壓的二次方成反比，跟導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比，跟通電時(shí)間成反比。這個(gè)規(guī)律稱作焦耳定理。
電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，假若電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他方式的能量，這么，電壓形成的熱量Q就等于消耗的電能W焦耳定律，即Q=W=UIt。再依照U=IR，才能得到Q=I2Rt。
可見，在消耗的電能全部拿來(lái)形成熱量的情況下，按照電功的公式和歐姆定理推論公式推論下來(lái)的推論與焦耳定理一致。
學(xué)過(guò)了焦耳定理，如今就可以回答“為什么電爐絲熱得紅腫，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱”的緣由了。
導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，電壓相同；因?yàn)殡姞t絲內(nèi)阻比導(dǎo)線內(nèi)阻大好多好多，因而，電爐絲形成的熱量要比導(dǎo)線多好多好多。所以，電爐絲熱得紅腫，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。
例題
1.某導(dǎo)體內(nèi)阻是2Ω，通過(guò)2A的電壓時(shí)，1min形成多少焦耳的熱量？
解：
1min形成480J的熱量。
2.一根60Ω的內(nèi)阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共形成多少焦耳的熱量？
解：
依題意可知，消耗的電能會(huì)全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即Q=W
5min內(nèi)共形成6480J的熱量。
練一練
家庭電路中，有時(shí)導(dǎo)線寬度不夠，須要把兩根導(dǎo)線聯(lián)接上去使用，而聯(lián)接處常常比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至導(dǎo)致火警，緣由是：聯(lián)接處的內(nèi)阻比別處的內(nèi)阻，在相同時(shí)間內(nèi)形成的熱量。
使用電熱水壺煮飯時(shí)，發(fā)覺(jué)水燒開了焦耳定律，而導(dǎo)線卻幾乎不熱，這是由于電熱水壺電熱絲的內(nèi)阻比導(dǎo)線的內(nèi)阻。
親愛(ài)的男子伴，你學(xué)會(huì)了嗎？假如有哪些疑慮，就請(qǐng)文末留言吧。