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电流的热效应

物理学概念

当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。实践证明，电流通过导体所产生的热量和电流的平方，导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比。这是英国科学家焦耳和俄国科学家楞次得出的结论，被人称作焦耳－楞次定律。

公式
（普遍适用）
（只适用于电热器）
式中：
I —通过导体的电流，单位是安培(A);
R——导体的电阻，单位是欧姆(Ω)；
t ——电流通过导体的时间，单位是秒(s)；
Q——电流在电阻上产生的热量，单位是焦(J)。
应用
一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务。如在白炽灯中，由于通电后钨丝温度升高达到白热的程度，于是一部分热：以转化为光。发出光亮。另一方面，电流的热效应也有一些不利因素。大电流通过导线而导线不够粗时，就会产生大量的热，破坏导线的绝缘性能，导致线路短路，引发电火灾。为了避免导线过热，有关部门对各种不同截面的导线规定了允许最大通过的电流（安全电流）。导线截面越大，允许通过的电流也越大。(导体的电阻越大，通过导体的电流越小，通电时间越长，电流的热效应就越显著)
相关试验
【目的和要求】
了解电流的热效应及其简单规律。
【仪器和器材】
学生电源（J1202型或J1202－1型）或干电池、蓄电池（J1203型），定值电阻2个（5欧和10欧各1个），石蜡，火柴，φ0．31毫米漆包线20厘米，导线若干。
【实验方法】
方法一
1．在5欧电阻上涂一层蜡后，把它接到6伏电源上，会看到什么现象？用手摸摸电阻，它是不是在发热？这说明电流通过导体会产生什么效应。
2．在两只电阻上涂厚薄相同的蜡，并接在6伏电源上，观察哪个电阻上的蜡熔化得快，是电阻大的还是电阻小的？哪个电阻上的电流大？电流产生的热量多少与电流大小有什么关系，
3．将两只电阻串联，涂蜡情况相同，接在6伏电源上，观察哪个电阻上的蜡熔化得快些，是电阻大的还是电阻小的。当电流强度相同时，电流产生的热量多少跟电阻大小有什么关系。
4．将10欧电阻涂上一层厚蜡，接在6伏电源上，通电后蜡开始熔化，随着时间的增加，蜡熔化的越多，最后全部熔化。这说明电流产生的热量多少跟通电时间长短有什么关系。
方法二
1．用漆包线在一根火柴头上缠几匝，隔一段距离，再在另一根火柴头上缠更多匝（缠线的匝数之比可为1：10），两火柴要分开。将漆包线两端接在电源上。通电后，观察哪根火柴先着火。这表明当电流强度相同时，电流产生的热量多少跟电阻大小有什么关系？
2．再用漆包线在一根火柴头缠数匝，先接在4伏电源上，记录下通电后到火柴着火所用的时间。再取一根火柴，用漆包线缠上同样的匝数，接在6伏电源上，记下火柴着火所用的时间。比较这两个时间。当电路电阻一定时，电流产生的热量多少跟通过的电流大小有什么关系？
【注意事项】
1．因实验时电流较大，接通电路的时间要尽可能短，蜡熔化后要立即断开电源。
2．火柴着火后，不仅要立即断开电源，还要把火立即吹灭，以防将漆包线其余部分的漆烧掉。
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