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[!--downpath--]紧接着上面提到的电功率，我们来分析一下电压的热效应，研究一下电压生热的定理：焦耳定理。
王尚老师录制了11个教学视频供小伙伴们免费学习
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焦耳定理
在上一节“测量小灯泡的电功率”的实验中，我们会观察到小灯泡不仅会发光，还会发热。
在现实生活中，很多家电在工作时也会伴随着热现象的形成。 家用电器这样使用，形成内能的原因是什么？ 这就是我们在“焦耳定理”这一节要学习的内容。
电压热效应
生活中，很多家用电器接通电源后，都会伴随发热现象。 当电压通过导体时，电能转化为内能。 这些现象称为电压热效应。
在研究电压的热效应时，有一个值得思考的问题：电炉丝是通过一根导线与电路相连的，电炉丝与导线之间通过的是同一个电压。
为什么电炉丝受热膨胀，丝却几乎不发热？ 也就是说，电压通过导体时会形成多少热量，与什么感应有关？
演示实验：探索内阻对热形成的影响
如图所示，两个透明容器内密封着等量的空气，U型管内液面的变化反映了密封空气湿度的变化。 两个密闭容器内都有一段内阻丝，右边容器内阻比较大。
两个容器内的内电阻丝串联在电源的两端，通过两段内电阻丝的电压相同。 通电一定时间后，比较两个U型管内液面的变化。 你所看到的说明了什么？
实验表明，在相同的电压和相同的通电时间下，内阻越大，这个内阻产生的热量就越多。
实验：探索电压对热量形成的影响
如图所示，两个密闭容器内的内阻是一样的。 在其中一个容器的外部，有一个内阻与该容器内的内阻并联，因此通过两个容器内电阻的电压是不同的。
在通电时间相同的情况下，观察两个U型管内液面的变化。 你所看到的说明了什么？
实验结果：在相同通电时间的情况下，电压越大，这个内阻产生的热量就越多。
实验：探索通电时间对热量形成的影响
如图所示，两个密闭容器内的内阻是一样的。 在其中一个容器的外部，内阻与该容器内的内阻并联。
在不同通电时间的情况下，观察到两个U型管内的液面有何变化？ 你所看到的说明了什么？
实验结果：通电时间越长，形成的热量越多。
电压热效应
当电压通过导体时，电能转化为内能的现象称为电压热效应。
各种家用电器都有导体，所以只要有用的家用电器通电了，还是会发热。
焦耳定理
实验表明，内阻越大，通过电压就越大，通电时间越长，这个内阻形成的热量就越多。
日本化学家焦耳做了很多实验。 1840年，他首先准确地确定了电压产生的热量与电压、电阻和通电时间之间的关系。 内阻与通电时间成反比。 这个定律叫做焦耳定理。
焦耳定律表达式
焦耳定理内容：电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比纯电阻电路焦耳定律，与导体的内阻成反比，与通电时间成反比。 这个定律叫做焦耳定理。 焦耳定律的公式：
Q=I2Rt；
其中，Q是电压产生的热量，I是电压的大小，R是家电的内阻，t是家电的使用时间。
焦耳定理表达式的推导
当电压通过导体时，如果电能全部转化为内能，没有同时转化为其他形式的能量，则电压产生的热量Q等于消耗的电能W，即, Q=W=Ult
然后根据欧姆定理U=IR，我们得到Q=I2Rt；
可见，当消耗的电能全部用于形成热能时，根据电功公式和欧姆定理公式推导出的推论是符合焦耳定理的。
焦耳定理的推导
在纯内阻电路中，即所有的电能都转化为内能，同时没有能量转化为其他形式。
根据焦耳定理：电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比，与导体的内阻成反比，与通电时间成反比。
Q=I2RtI=U/R可以推导出Q=U2t/RQ=UIt
焦耳定理解释电炉问题
电炉通过导线与电路相连，流过导线的电压全部流过电炉导线，导线中的电压等于电炉导线中的电流。
通过以上的学习，我们已经知道，电线的内阻是很小的，1m长的电缆的内阻只有百分之几欧姆，而电炉电线的内阻可达几十欧姆。欧姆到数百欧姆。
电炉工作时，导线发热少，这是由于导线的内阻小所致。
电炉丝发热较多，这是由于电炉丝内阻大所致。
最终结果：当通过的电压相等时，电炉丝是热的，但丝不热。
关于焦耳定理的问题
额定电流相同的灯泡，额定功率越大，内阻越小，正常工作时单位时间发热量也越大。 而根据焦耳定理，内阻越大，单位时间内产生的热量就越多。 两者其实是矛盾的，这是怎么回事？
使用和避免电热
可以使用电加热，但有时也是有害的。
电暖气的帮助：饮水机、电饭锅、电熨斗等。
避免电能：电视后盖上有很多散热孔。 笔记本在运行时，需要外接一个大风扇来给主要部件散热。
如果过多的电热不能及时散发，也会造成很多安全隐患。 对于产生大量热量的数据中心，使用昂贵的电散热器是负担不起的。 谷歌2014年开始筹建的海底数据中心名为“ ”，名字来源于马萨诸塞州的地名。 该项目将数据中心建设在海底，在数据运行的同时利用流动的海水为设备散热。
《焦耳定理》基础知识巩固题
1、电压通过导体产生的热量与电压成反比，与导体内阻成正比，与通电时间成正比。 这个定律叫做焦耳定理，反映了能量转换的规律。 它的物理表现是。
2、当电压通过导体时，如果电能全部转化为内能，则可根据公式推导出焦耳定理并进行推导。
3、电加热器通过的电压为2A，每分钟产生的热量为2.4×103J，故此电加热器的发热功率为W，工作时的电流为V，电加热器的内阻为欧姆。
4、将电阻为R的电热丝接入一定电源，t分钟内烧开一锅水，此时将电阻为4R的电热丝接入原电源，烧开一锅水，所需时间变为分钟。 （假设电热丝发出的热量全部被水吸收）
5、同事想自制一个电烙铁。 当在220V的额定电流下工作时每分钟放出的热量，他应该选择内阻为Ω的电阻丝。 电烙铁的额定功率为W。
6、将相同宽度和截面积的铜线和铁线串联起来，通电后流过它们的电压和同时形成的热量就是电压和热量。 （相同或不同）
7、两个内阻R1=2R2，如果串联再接入电路，同时形成的热量之比为； 如果它们并联连接到电路中，同时形成的热量之比为。
8、三个内阻分别为R1、R2、R3。 它们的电阻比为1:2:3。 它们串联后，同时产生的热量之比为 。 它们并联后纯电阻电路焦耳定律，同时产生的热量之比为。
9、有两根电阻相同的电热丝，串联起来接上电源，烧一壶水，10分钟水就可以烧开。 如果将它们并联起来，接在同一个电源上加热同一壶水，那么min可以将水烧开。 （不包括加热过程中的热损失）
10、串联电路中，发热最快的部分是。
A.电压的最大部分
B. 目前的最大部分
C. 内阻最小的部分
D.温度最低的部分
《焦耳定理》基础知识巩固题答案
1.二次正电中Q=I2Rt
2.U2t/RUIt
3.
4.4吨
5.161.3300
6.相同但不同
7.2:11:2
8.1:2:36:3:2
9.2.5
10.乙