電流的熱效應

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 的現象

（2）應用：吹風機、電熨斗、燈泡、電爐、保利綸切割器…等

2.能量轉換模型：

（1）內容：

當電池內部物質發生 變化，物質的 能會轉換成電子的 能，使 得電子從電池 極流出， 經外電路流回電池的 極，當化學反應持續發生，

電子也持續流動，電池就持續提供電能。

 在迴路中的電荷總數維持 。 （2）能量轉換：

導線中 受電池的 推動，而由電池提供電能：

 遵循 定律：

 電池的 能，轉換成電能後，可以再轉換為其他形式的能：

 電鍋、電爐、烤箱：電能轉成 能。

 白熾燈泡：電能轉成 能和 能。

 吹風機：電能轉成 能和 能。

 電能與電功率：

1.電能：

（1）公式與單位：單位： 。

 1

1

（2）電壓：驅動電子流動的電位差，以「單位電荷通過電池（或電器）時可獲得（或消

的電能」表示

 1

 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。

2.電功率：

（1）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 。

（2）公式：

（3）單位：瓦特 W（或瓦）及仟瓦 KW

 ＝ ＝ ＝ ＝ 。

 當電源（或電器）在 1

1

則其電功率是 。

 瓩 KW （雙音節中文字，讀作 ）

 電能公式推演 [延伸學習]

1.電能公式推演：假設在導線 ab 間，通過的電流 I

電能 電量 電壓 電功率 電能 時間

符號 使用單位

＝……..焦耳。

2.常用的電能與電功率公式：

 電能討論 1.電能討論：

（1）討論一：保麗龍切割器是以鐵片串聯電池，再接上切割線（鎳鉻線）、銅片開關組成。

 保麗龍切割器是電能轉換為 能之應用。

 電流通過鐵片、切割線（鎳鉻線）、銅片，以何者電流強度最大？ 。  鐵片、切割線（鎳鉻線）、銅片三者，以何者的電阻最大？ 。

 [延伸學習] 使用時，手壓按銅片開關，鎳鉻絲產生高熱，可用以切割保麗龍，但 壓按銅片，手何以不感覺銅片熱呢？

E=QV E=IVt E=I

Rt E= V

R t E=Pt

P= QV t P=IV P=I

R P= V

R P= E t

電能 E 電功率 P

E=QV E=QV Q=ne = neV 電能 = 電量 × 電壓

E=QV V = E

Q 電功率 = 電能

時間 = 焦耳 秒

⇒ 1 KW =1000 W

（2）討論二：電器規格標示

 最佳使用環境：電鍋在 V

 電壓過高， ；電壓過低， 。

 各國的電壓：電器連接的實際電壓過高、過低於額定電壓（最佳電壓），都會造成 電器損壞

 範例解說

1.已知一個電子的電量為 1.6×10

12

動到負極可獲得電能，則若有 5×10

2.一臺電熱水瓶的標示如右圖，則：

 此電熱水器應該接在電壓 伏特下使用，每秒鐘消耗電能 焦耳。

 通電 10

3.現有甲、乙兩個電熱水瓶，甲標示 110V、1200W，乙標示 220V、800W，若兩熱水瓶都

分別接在額定電源上，並分別將

4

20℃的冷水加熱至沸騰，則：

國家 中華民國 日本 美國 韓國 中國

電壓（V）

110 / 220 100 120 220 220

4.如右表所示，同一欄中，上方白熾燈和下方較省電

 根據右表，同一種燈泡的照明效果和其耗電功 率有何關係？

 將 60W

時可以節約用電多少焦耳？（列式）

 根據右表，請從燈泡的照明效果和耗電功率思考，試說明為何目前世界各國積極推動以

課程結束……