同学们，通过学习你一定已经知道，电流流经电线、电器等部位时，因本身存在电阻，会引起电线、电器等的发热现象，这种现象我们称之为电流的热效应.究其原因，就像我们双手上下滑动时会因摩擦而产生热一样，电荷在导体中流动时会和原子发生相互作用和相互摩擦，使原子振动幅度加大，宏观上表现为导体发热且温度升高.电流热效应是一个普遍存在的现象，除没有电阻的超导体之外的所有导体通过电流时都会发热，只不过在有的导体中，电流的热效应表现得并不那么显著罢了.因此，电流热效应而产生的热我们一般称之为电热. 我们知道，电能是一种清洁、高效的能源，在利用电热的过程中不会排放任何废气，而且电热也方便控制.现代家庭中利用电热的家用电器不胜枚举，常见的有：电饭锅、电水壶、电热水器、电取暖器、电热毯、电吹风、饮水机、电熨斗、电蚊香、空调的电辅助加热系统等.这些家用电器主要由纯电阻构成，它们将电能全部转化成了内能.而另外一些家用电器中，主要由非纯电阻构成，电热只不过是电流通过它们时所做的“额外功”.近年来，电热器也经常地出现于全国各地的中考试题中. 例1下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）. A.电熨斗B.电风扇 C.电冰箱D.电视机 解析我们知道，电流通过除超导体以外的任何导体都要发热，而用电器是不是利用电流热效应，则要看在用电器中电能是不是主要转化为内能为我们所利用，根据生活经验可以看出，只有电熨斗是电热器，因此选A. 例2如图是理发用的电吹风机电路，其中电动机通电后可以送风，电热丝通电后可以发热.工作时，旋转选择开关，使其同时与触点 、接触时，电吹风机送出来的是自然风；旋转选择开关，使其同时与触点、 接触时，电吹风机送出来的是热风.要想改造电吹风，使吹出的热风温度更高一些，应该在原电阻丝上再联一根电阻丝. 解析电吹风是常用的家用电器，其内部电路结构相对来说比较简单，主要部件就是一个旋转选择开关、一根电热丝、一部电动机.当只有电动机工作时吹冷风，从图中不难看出选择开关打到2、3触点之间即可.当电热丝和电动机一起工作时，电动机叶轮吹出的风从电热丝经过时会被加热升温，因此吹出的是热风，很明显，选择开关应打在3、4触点之间.如果要想使吹出的风温度更高一些，应提高电热丝的温度，也就是提高电热丝单位时间内产生的热量.因为电热丝是纯电阻，根据焦耳定律Q=W=I2Rt=t可知，当U、t一定时，R越小，Q越多.因此只有另取一根电热丝与原电热丝并联才能使它们的总电阻减小，从而提高电热丝的温度. 例3某学校运动场离学校电控室有一段距离，运动场内原来没有安装照明灯，不利于师生早锻炼，后来学校为了师生安全，在运动场安装了一盏规格为“220V 1kW”的碘钨灯.已知电控室的输出电压恒为220V，电控室到碘钨灯之间的电线长为100m，所用电线为某个品牌的铜芯橡皮绝缘线.下表所列是该品牌的不同横截面积的铜芯橡皮绝缘线在常温下的安全载流量（即长时间通电时的最大安全电流）. （1）要求所选铜线符合实用和经济的原则，请你通过计算说明，所用电线选用的是哪一种铜芯导线？ （2）若所使用的铜芯导线每米长电阻为1.7×10-2Ω，求使用碘钨灯时，输电线路上损失的电功率为多大？ （3）照明一小时，碘钨灯所消耗的电能是多少？ 解析输配电线路中的导线，如果通过的电流过大，致使温度升高，导线的机械性能就要发生变化，甚至会使绝缘材料烧坏，造成火灾及触电事故.因此为了做到安全用电，需要对一些用电器的额定电流及各种输电导线的最大允许持续电流（或叫安全载流量）有一定的要求.对于输电导线当然是安全载流量越大越好，不过实际使用时也需要考虑实用和经济的原则.像本题中需要考虑使用碘钨灯时，线路中的最大电流为：I==4.55A，再查表可知，应选用横截面积为1mm2的导线.由于输电导线电阻的存在，电流通过输电导线时会以发热的形式损失电功率.依据题意可求得导线的电阻r=3.4Ω和灯的电阻R==48.4Ω，整个电路相当于这两个电阻串联，因此可求出电路中的实际电流I′==4.25A，因此输电线线路损失的电功率Ｗ损=I′2r=61.4W.最后，只需用Ｗ灯=I′2Rt即可求出灯工作一小时所消耗的电能为3.15×106J.下面我们再看一例关于电动机的题目. 例4小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，然后放手；当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A，则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（）. A. 91%B. 70%C. 30%D. 9% 解析电流通过电动机使电动机转动时，主要将电能转化为转动的机械能，这是对我们有利用价值的部分.同时，由于线圈内阻的存在，会因电流的热效应而发热，将少量的电能转化为内能，这是对我们没有利用价值的部分.此时，电动机相当于是非纯电阻，电动机消耗的总电功只能用W=UIt来求解，其发热消耗的内能只能用焦耳定律Q=I2rt来求解，其中r是线圈的内阻.当用手捏住电动机的转轴，使其不转动时，电动机由于不向外输出机械能，所以电能全部转化为内能，此时它相当于一个纯电阻，由此时的电流为2A可得内阻r与电源电压的关系为 U=2A・r. 因此，电动机正常转动时电能转化为机械能的效率为 η===70%. 从本题也可以看出，当电动机由于种种原因通电后不转动时，线圈的电流会远远大于正常转动时的电流，同时将所消耗的电能全部转化为内能，此时线圈会迅速发热而导致温度迅速升高，线圈在短时间内就会被烧坏. 对于电流热效应带来的弊端，我们也有各种各样的防范措施.如输电导线常用电阻率较小的粗导线（理想材料是常温超导体）.电动机要避免长时间超负荷工作，同时避免轴间的摩擦过大而影响其转动.再如大型变压器、功率较大的电脑芯片等都加装散热系统（如散热电扇、散热硅胶、散热金属片、水冷散热系统等），或者为了更好地散热而特别设计一些特殊的结构（如电视机的散热窗）.
同学们，通过学习你一定已经知道，电流流经电线、电器等部位时，因本身存在电阻，会引起电线、电器等的发热现象，这种现象我们称之为电流的热效应.究其原因，就像我们双手上下滑动时会因摩擦而产生热一样，电荷在导体中流动时会和原子发生相互作用和相互摩擦，使原子振动幅度加大，宏观上表现为导体发热且温度升高.电流热效应是一个普遍存在的现象，除没有电阻的超导体之外的所有导体通过电流时都会发热，只不过在有的导体中，电流的热效应表现得并不那么显著罢了.因此，电流热效应而产生的热我们一般称之为电热. 我们知道，电能是一种清洁、高效的能源，在利用电热的过程中不会排放任何废气，而且电热也方便控制.现代家庭中利用电热的家用电器不胜枚举，常见的有：电饭锅、电水壶、电热水器、电取暖器、电热毯、电吹风、饮水机、电熨斗、电蚊香、空调的电辅助加热系统等.这些家用电器主要由纯电阻构成，它们将电能全部转化成了内能.而另外一些家用电器中，主要由非纯电阻构成，电热只不过是电流通过它们时所做的“额外功”.近年来，电热器也经常地出现于全国各地的中考试题中. 例1下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）. A.电熨斗B.电风扇 C.电冰箱D.电视机 解析我们知道，电流通过除超导体以外的任何导体都要发热，而用电器是不是利用电流热效应，则要看在用电器中电能是不是主要转化为内能为我们所利用，根据生活经验可以看出，只有电熨斗是电热器，因此选A. 例2如图是理发用的电吹风机电路，其中电动机通电后可以送风，电热丝通电后可以发热.工作时，旋转选择开关，使其同时与触点 、接触时，电吹风机送出来的是自然风；旋转选择开关，使其同时与触点、 接触时，电吹风机送出来的是热风.要想改造电吹风，使吹出的热风温度更高一些，应该在原电阻丝上再联一根电阻丝. 解析电吹风是常用的家用电器，其内部电路结构相对来说比较简单，主要部件就是一个旋转选择开关、一根电热丝、一部电动机.当只有电动机工作时吹冷风，从图中不难看出选择开关打到2、3触点之间即可.当电热丝和电动机一起工作时，电动机叶轮吹出的风从电热丝经过时会被加热升温，因此吹出的是热风，很明显，选择开关应打在3、4触点之间.如果要想使吹出的风温度更高一些，应提高电热丝的温度，也就是提高电热丝单位时间内产生的热量.因为电热丝是纯电阻，根据焦耳定律Q=W=I2Rt=t可知，当U、t一定时，R越小，Q越多.因此只有另取一根电热丝与原电热丝并联才能使它们的总电阻减小，从而提高电热丝的温度. 例3某学校运动场离学校电控室有一段距离，运动场内原来没有安装照明灯，不利于师生早锻炼，后来学校为了师生安全，在运动场安装了一盏规格为“220V 1kW”的碘钨灯.已知电控室的输出电压恒为220V，电控室到碘钨灯之间的电线长为100m，所用电线为某个品牌的铜芯橡皮绝缘线.下表所列是该品牌的不同横截面积的铜芯橡皮绝缘线在常温下的安全载流量（即长时间通电时的最大安全电流）. （1）要求所选铜线符合实用和经济的原则，请你通过计算说明，所用电线选用的是哪一种铜芯导线？ （2）若所使用的铜芯导线每米长电阻为1.7×10-2Ω，求使用碘钨灯时，输电线路上损失的电功率为多大？ （3）照明一小时，碘钨灯所消耗的电能是多少？ 解析输配电线路中的导线，如果通过的电流过大，致使温度升高，导线的机械性能就要发生变化，甚至会使绝缘材料烧坏，造成火灾及触电事故.因此为了做到安全用电，需要对一些用电器的额定电流及各种输电导线的最大允许持续电流（或叫安全载流量）有一定的要求.对于输电导线当然是安全载流量越大越好，不过实际使用时也需要考虑实用和经济的原则.像本题中需要考虑使用碘钨灯时，线路中的最大电流为：I==4.55A，再查表可知，应选用横截面积为1mm2的导线.由于输电导线电阻的存在，电流通过输电导线时会以发热的形式损失电功率.依据题意可求得导线的电阻r=3.4Ω和灯的电阻R==48.4Ω，整个电路相当于这两个电阻串联，因此可求出电路中的实际电流I′==4.25A，因此输电线线路损失的电功率Ｗ损=I′2r=61.4W.最后，只需用Ｗ灯=I′2Rt即可求出灯工作一小时所消耗的电能为3.15×106J.下面我们再看一例关于电动机的题目. 例4小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，然后放手；当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A，则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（）. A. 91%B. 70%C. 30%D. 9% 解析电流通过电动机使电动机转动时，主要将电能转化为转动的机械能，这是对我们有利用价值的部分.同时，由于线圈内阻的存在，会因电流的热效应而发热，将少量的电能转化为内能，这是对我们没有利用价值的部分.此时，电动机相当于是非纯电阻，电动机消耗的总电功只能用W=UIt来求解，其发热消耗的内能只能用焦耳定律Q=I2rt来求解，其中r是线圈的内阻.当用手捏住电动机的转轴，使其不转动时，电动机由于不向外输出机械能，所以电能全部转化为内能，此时它相当于一个纯电阻，由此时的电流为2A可得内阻r与电源电压的关系为 U=2A・r. 因此，电动机正常转动时电能转化为机械能的效率为 η===70%. 从本题也可以看出，当电动机由于种种原因通电后不转动时，线圈的电流会远远大于正常转动时的电流，同时将所消耗的电能全部转化为内能，此时线圈会迅速发热而导致温度迅速升高，线圈在短时间内就会被烧坏. 对于电流热效应带来的弊端，我们也有各种各样的防范措施.如输电导线常用电阻率较小的粗导线（理想材料是常温超导体）.电动机要避免长时间超负荷工作，同时避免轴间的摩擦过大而影响其转动.再如大型变压器、功率较大的电脑芯片等都加装散热系统（如散热电扇、散热硅胶、散热金属片、水冷散热系统等），或者为了更好地散热而特别设计一些特殊的结构（如电视机的散热窗）.