实验时，他先用不同尺寸的导线，继而又改变电流的强度，结果判定“在一定时间内伏打电流通过金属导体产生的热与电流强度的平方及导体电阻的乘积成正比。”
这就是著名的焦耳定律，又称r定律。
随后，他又以电解质做了大量实验，证明上述结论依然正确。
r定律的发现使焦耳对电路中电流的作用有了明确的认识。
他仿照动物体中血液的循环，把电池比作心肺，把电流比作血液，指出“电可以看成是携带、安排和转变化学热的一种重要媒介”，并且认为，在电池中“燃烧”一定量的化学“燃料”，在电路中（包括电池本身）就会发出相应大小的热，和这些燃料在氧气中点火直接燃烧所得应是一样多。
请注意，这时焦耳已经用上了“转变化学热”一词，说明他已建立了能量转化的普遍概念，他对热、化学作用和电的等价性已有了明确的认识。
然而，这种等价性的最有力证据，莫过于热功当量的直接实验数据。
正是由于探索磁电机中热的损耗，促使焦耳进行了大量的热功当量实验。
843年焦耳在《磁电的热效应和热的机械值》一文中叙述了他的目的，写道
“我相信理所当然的是磁电机的电力与其它来源产生的电流一样，在整个电路中具有同样的热性质。
当然，如果我们认为热不是物质，而是一种振动状态，就似乎没有理由认为它不能由一种简单的机械性质的作用所引起，例如象线圈在永久磁铁的两极间旋转的那种作用。
与此同时，也必须承认，迄今尚未有实验能对这个非常有趣的问题作出判决，因为所有这些实验都只限于电路的局部，这就留下了疑问。
究竟热是生成的，还是从感应出磁电流的线圈里转移出来的？
如果热是线圈里转移出来的，线圈本身就要变冷。
……所以，我决定致力于清除磁电热的不确定性。”
焦耳把磁电机放在作为量热器的水桶里，旋转磁电机，并将线圈的电流引到电流计中进行测量，同时测量水桶的水温变化。
实验表明，磁电机线圈产生的热也与电流的平方成正比。
焦耳又把磁电机作为负载接入电路，电路中另接一电池，以观察磁电机内部热的生成，这时，磁电机仍放在作为量热器的水桶里，焦耳继续写道“我将轮子转向一方，就可使磁电机与电流反向而接，转向另一方，可以借磁电机增大电流。前一情况，仪器具有磁电机的所有特性，后一情况适得其反，它消耗了机械力。”
第08章预告军团长
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