焦耳定律是说电流通过电线会发热，热量多少要看电流大小、电线电阻和通电时间三个因素。焦耳在1840年用不同粗细的铜线通电加热，发现电流越大电阻越大的线产生的温度越高。他反复实验了上百次，每次都记录电流表读数和温度计变化，总结出Q等于I平方乘R乘t的公式。

焦耳发现这个规律是因为他当时研究热和机械能转换。他先让电流通过电阻器，把电能变成热能，用温度计测量产生的热量。比如当电流是2安培、电阻是5欧姆、通电1分钟时，产生的热量Q=2²×5×60=1200焦耳。他发现如果电流加倍到4安培，热量变成4²×5×60=4800焦耳，是原来的四倍。这种平方关系说明电流对热量的影响特别明显。焦耳还测试了不同时间的情况，比如保持电流3安培、电阻4欧姆，通电2分钟产生的热量是3²×4×120=4320焦耳，正好是1分钟时的两倍。这些数据让他确认了公式中的时间线性关系。实验总共用了18个月，记录了超过200组数据，最终在1840年发表成果。