單元主題：電流的熱效應 【第 1－1 節】
電流的三大效應 1.電流的三大效應：
（1）電流的 ：電能轉換為 的現象
（2）電流的 ：電能轉換為化學能的現象
（3）電流的 ：電能可產生磁場的現象
電流的熱效應 1.電流的熱效應：
（1）意義：電能轉換為熱能的現象
（2）應用：吹風機、電熨斗、燈泡、電爐、保利綸切割器…等
（3）能量轉換模型：
導線中 會受電池的 推動而由電池提供電能：
經 時轉換成熱能；經 時轉換成光能與熱能 消耗掉的電能再由 補充。
在封閉迴路中的電荷總數維持 。
遵循能量守恆定律：電源提供的電能 迴路中消耗電能的總和。
2.電能與電功率：
（1）電能公式：
電能公式與單位：
1焦耳：1庫侖電量通過1伏特電壓時，所獲得（或消耗）之能量
電壓： 1伏特：1 庫侖電量通過時，獲得1焦耳（或消耗）的電能
伏特的意義：
1.5V＝1.5 ，每庫侖電量通過，獲得（或消耗） 焦耳。
110V＝110 ，每庫侖電量通過，獲得（或消耗） 焦耳。
220V＝220 ，每庫侖電量通過，獲得（或消耗） 焦耳。
電能公式運用示意圖：
（2）電功率公式：
意義：單位時間內所供給或消耗的電能，符號： 。 用作衡量電能供給或消耗的 。
電功率公式：
電功率單位：瓦特 W（或瓦）及仟瓦 KW
1瓦特：每秒供給（或消耗）1焦耳的電能
電能 電量 電壓 電功率 電能 時間
符號 使用單位
電能 = 電量 × 電壓
E=QV ⇒V = E Q ⇒
電功率 = 電能
時間 = 焦耳 秒
P= E
t
¿⇒ 瓦特=
¿1仟瓦=1000 瓦¿
¿
¿
3.電能公式推演：
（1）電能公式推演：在導線 ab 間，通過的電流 I安培，耗時 t 秒，則：
通過的電量： 庫侖。
若ab 間的電壓 V 伏特，則電量 Q 庫侖通過時，該電阻會消耗電能 焦耳
＝……..焦耳。
（2）常用的電能與電功率公式：
電路VIRPEQ t關係
1.電路中的VIRPEQ t關係：
（1）單一電路：
V 關係： 。 I 關係： 。 R 關係： 。 P關係： 。
電能 電功率
E 關係： 。 Q 關係： 。
（2）串聯電路：
V 關係： 。 I 關係： 。 R 關係： 。 P關係： 。 E 關係： 。 Q 關係： 。
（3）並聯電路：
V 關係： 。 I 關係： 。 R 關係： 。 P關係： 。 E 關係： 。 Q 關係： 。
（4）複合電路：
V 關係： 。 I 關係： 及 。 R 關係： 。 P 關係： 。
E 關係： 。 Q 關係： 及 。
2.電路VIRPEQ t關係：
範例解說
1.如圖的電路，求出各電路元件的VIRPE：
2.如圖的的電路。則求出總電壓V= 伏特及各元件VIRPE：
電能討論 1.電能討論：
（1）討論一：燈泡的亮度
燈泡的亮度，以 為衡量
相同的燈泡，其亮度會隨其連接之不同而異 燈泡亮度比 甲：乙：丙＝ 。
（2）討論二：串聯元件的電功率比較 。（串PR 比）
若二電器電阻相同：二電器之電功率 。 若二電器電阻不同：電阻大者，電功率就 。 若為燈泡，串聯時電阻大者，亮度 。
實例討論： 元件電壓： 。 元件電功率： 。
（3）討論三：並聯元件的電功率比較 。（並PR 比）
若二電器電阻相同：二電器之電功率 。 若二電器電阻不同：電阻大者，電功率就 。 若為燈泡，並聯時電阻大者，亮度 。
實例討論： 元件電流： 。 元件電功率： 。
（4）討論四：保麗龍切割器
切割線（鎳鉻絲）串聯在線路上
使用時，手壓按銅片，鎳鉻絲產生高熱，可用以切割 手壓按銅片，手何以不 感覺銅片熱呢？
（5）討論五：電器出廠標誌V－P意義
最佳使用環境：電鍋在 V下使用時，電功率才有 W。
電壓過高， ；電壓過低， 。
電器電阻大小：視電阻為定值；如圖電阻為 Ω。
電器工作電流大小：如圖在額定電壓 V 下；工作電流為 A。
（6）討論六：熱能與電能轉換，單位須先轉換一致後列式
範例解說
1.一個電熱器兩端的電壓為110 伏特，電流為 3.5 安培，則：
5分鐘內電熱器所消耗的電能為 焦耳。 此電熱器的功率為 瓦特。
2.在100V-250W的電熱水壺中裝有300g、25℃的水，若電熱水壺接100V的電源，若無能
量散失，壺中的水達到沸騰，電熱水壺必須通電幾秒？ 。（1J ＝ 0.24 cal）
3.將電阻值為20歐姆的電熱水瓶插在100伏特的電源上，通電2.1分鐘，則：
若產生的熱能完全被水吸收，則能使600公克20℃的水，溫度升至多少度？ 度。
（1 cal ＝ 4.2 J）
4.標示有110V,1000W 的電鍋，回答以下問題：
於110V下使用2小時，消耗電能 焦耳。
於110V下使用，流經電鍋的電流為 安培。
此電鍋的電阻 歐姆。
若於220V下使用，電鍋電功率？ ； 。
若於 55V下使用，電鍋電功率？ ； 。
5.（ ）將燈泡甲、乙、丙與電池連接成通路，如附圖所示，發 現
甲燈泡的電功率最大，乙燈泡的電功率最小。若甲燈泡 的
電阻為R甲，乙燈泡的電阻為R乙，丙燈泡的電阻 為R丙，則下列敘述何者正確？
(A) R甲＞R丙＞R乙 (B) R丙＞R乙＞R甲
(C) R甲＝R乙＝R丙 (D) R乙＞R丙＞R甲。
6.（ ）如圖(一)所示，當甲、乙兩燈泡串聯時，甲燈泡比 乙燈泡亮；如果將兩燈泡並聯後，如圖(二)所示，
其中甲、乙兩燈泡的亮度關係，下列何者正確？
（ab與cd間之電壓維持穩定，電功率P＝IV，歐
姆定律V＝IR）
(A)甲燈泡比乙燈泡亮 (B)甲燈泡與乙燈泡一樣亮 (C)甲燈泡比乙燈泡暗
(D)甲、乙兩燈泡產生亮暗交替變化的現象。
7.（ ）小美家中電路總表使用的電壓為110伏特，最大輸入電流為 50安培，現在家中
正
使用以下電器：試問最多還能使用100W的燈幾盞？
(A) 7盞 (B) 6盞 (C) 5盞 (D) 4盞。
電器 電磁爐 烤箱 電子鍋 電視機 吹風機 電熨斗 消耗功率 1300 W 1000 W 600 W 150 W 1200 W 700 W
數量 1 1 1 1 1 1
8.甲、乙和丙為三個燈泡，連接成如下電路：
圖一，甲 1Ω、乙 2Ω、丙 2Ω，甲、乙、丙三燈泡電功率比 。 圖二，甲 1Ω、乙 2Ω、丙 3Ω，甲、乙、丙三燈泡電功率比 。 圖三，甲 1Ω、乙 3Ω、丙 2Ω，甲、乙、丙三燈泡電功率比 。
9.用相同的正常燈泡、導線與電池，分別連接成下列四個通路，哪個電路中的電池能使用最 久 ；哪個電池最快用完 。
10.（ ）取數個電阻為R的電熱器與數個固定電壓為V的電源，將之連結，用以加熱杯中
的水至沸騰。假設加熱過程中無熱量散失，杯子與電熱器的吸熱忽略不計，且杯中 的水量及最初的水溫均相同，則下列哪一個裝置所需的加熱時間最短？
11.（ ）電路裝置，如附圖所示。L1、L2、L3及L4為四個相同的燈泡。若燈泡L4的燈絲突 然斷掉，且安培計的電阻忽略不計，則電池所提供的總電功率有何改變？
（A）變大 （B）變小 （C）不變 （D）變為零。
12.如圖所示的兩個電路圖中，燈泡相同，電池也相同且內無電阻。各燈泡消耗的電功率分 別
為P1、P2、P3和 P4，電池提供的電功率分別為 PA和 PB，則各電功率間有何關係：
P1、P2及P3、P4 有何關係？ 、 。
PA、P1、P2 有何關係？ 。 PB、P3、P4 有何關係？ 。
P1、P3 有何關係？ 。 PA、PB 有何關係？ 。
課程結束……
