五焦耳定律

焦耳定律

灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来.这是为什么？

假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾（图9-6).这又是为什么？

要解释上述现象，需要研究电流产生的热量跟哪些因素有关系.

实验实验装置如图9-7所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大.通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃省里上升.电流产生的热量越多，煤油上升得越高.观察煤油在玻璃管里上升的情况，就可以比较电流产生的热量。

1.接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高（图9-8)。实验结果是:甲瓶中的煤油上升得高.这表明，电阻越大，电流产生的热量多.

2.在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验通电时间与前次相同.在两次实验中比较甲瓶(或乙瓶)中的煤油哪次上升得高(图9-9).实验结果在第二次实验中，瓶中煤油上升得

高，这表明电流越大，电流产生的热量越多.

3.实验表明，通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越多。

英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年年最先精确地确定了，电流产生的热量跟电流\电阻和通电时间的关系：

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，哏导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律.

焦耳定律可以用下面的公式表示：

Ｑ＝Ｉ2Ｒｔ

公式中电流Ｉ的单位要用安培，电阻Ｒ的单位要用欧姆，通用时间ｔ的单位要要用秒，这样，热量Ｑ的单位就是焦耳．

电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，那么，电流产生的热量Ｑ就等于电流所做的功Ｗ，即Q=UIT，再根据欧姆定律Ｕ＝ＩＲ，就得到Ｑ＝Ｉ2Ｒｔ，可在电流所做的功全部用来产生热量的情况下，焦耳定律可以根据电功的分工和欧姆定律的公式推导出来．