电和热

电流通过导体时电能要转化成热，即导体通电要发热．如果电流通过导体电能全部转化为热，电流通过导体消耗电能的功率就等于电能转化为热能的功率．利用电功率公式P=IU和欧姆定律公式可得电能转化成热的功率，这个关系式表明，在电流相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比．

两个相同的烧瓶中装满煤油，分别放入电阻不同的电阻丝，通电后电阻丝产生的热量使煤油膨胀，观察管中的煤油上升的情况就可以比较电流产生的热量．

对电和热进行深入研究的是英国科学家焦耳．焦尔1818年生于曼彻斯特的一个酿酒商家庭，从小就跟随爸爸酿酒，没有进过学校．小焦耳一边劳动一边认字，常常自己拿着书本去请教别人．青年时期，在别人的介绍下，焦耳幸运地认识了著名化学家道尔顿教授，向这位教授求教．道尔顿给予了焦耳热情的教导.焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础.为了生活，焦尔不得不在酿酒厂里当了技师．但是他的注意力却放在工作之余从事的科学实验上．开始了对电学和热学的研究．年轻的焦耳想：究竟通电导体放出的热和导体的电阻有没有关系呢？他决心设计一个实验来寻找电和热的内在规律．焦耳要定量地分析电流和热的关系，首先遇到的难题是没有电流计．他千方百计地制出了这个仪器，并且连续多次实验，终于找到了电和热的规律．1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温．通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比．四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性．因此，该定律称为焦耳—楞次定律．焦耳活到了七十一岁．1889年10月11日，焦耳在索福特逝世．后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳.

1、纯电阻电路就是指电流通过的电路中的所有的导体，电流所做的功全部转化为内能.这样的电路叫做纯电阻电路.

2、电热器就是一个纯电阻电路，人们利用它来作加热的设备.

电热器重要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，电流通过电阻丝发出热量.

电热器清洁卫生，没有环境污染；热效率高；有的还可以方便地控制和调节温度等优点.

电褥、电烘箱；家禽电热孵卵器，引发炸药的电热装置乃至高空飞行服里的电热保温装置，都是电热器，它们有不同的构造和用途，但原理都这样.

在电动机里，电流所做的功主要用来做机械功，但电流通过电动机里的电阻也会要产生热量（这样的电路我们叫它非纯电阻电路），会使导线温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化甚至可能烧坏，这就需要考虑散热，还要加快散热，有的电动机里随电动机转动装有风扇，都是为了迅速散热.

收音机、电视机等用电器也都是考虑散热，它们的机壳上都有散热孔.

电脑中的CPU在工作时要产生热，如果过热就会损坏芯片，所以要在芯片上加装散热片和风扇. CPU散热是为了防止电热的危害．

显卡的散热片设计采用涡轮风扇的设计，同时显存上贴有铝合金打造的显存散热片，利用涡轮风扇扇出的风力，为显存散热片增加了散热效果.

　　例：电熨斗通电后很烫，而连接电熨斗的导线却不热，这是因为（　）

　　解：电熨斗是利用电流的热效应制成和工作的，电熨斗的发热体和连接导体串连接在电路中，通过的电流相等，发热体的电阻远大于连接导线的电阻，根据电流的热效应跟电阻大小的关系知，在电流相同的条件下，电阻较大的导体在一定时间内产生的热较多，使得电熨斗很烫，连接导线却不热．

　　由以上分析知，选项D正确．

本题考查运用电流热效应跟电阻大小的关系解释物理现象的能力，理解串联电路各处电流相等和电流相同，通电时间相同时，电能转化成的热跟电阻成正比，是解答本题的关键．