归纳总结:
在非纯电阻电路中,要注意区别电功和电热,注意应用能量守恒定律。①电热Q=I2Rt。②电动机消耗的电能W=UIt。③由能量守恒得W=Q+E,E为其他形式的能,这里是机械能。④对电动机来说,输入功率P入=UI;发热的功率P热=I2R;输出的功率,即机械功率P机=
P入-P热=UI-I2R。 【例题2】 (2018·甘肃省临夏中学高二期末)如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r=1 Ω,电动机两端电压为5 V,电路中的电流为1 A,物体A重20 N,不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?
(3)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?
(4)这台电动机的机械效率是多少?
参考答案:(1)1 W (2)4 W (3)2 m (4)80%
试题解析:(1)根据焦耳定律,热功率为:
(2)输入功率为:
输出功率为:
(3)电动机的输出功率用来提升重物在10 s内,有:
解得:
(4)机械效率为:
归纳总结:
1.电动机因故不转动时,线圈可视为纯电阻电路,P电=P热,而电动机转动时为非纯电路,P电=P机+P热,要分清两种情况下的能量转化情况。
2.在非纯电阻电路中不成立,此时U>IR,此类问题要从能量转化角度把握电压的分配,确定电能的转化方向和具体表现形式(电热、机械能、化学能、磁场能等)。
3.纯电阻电路中的电功率
(1)只含有纯电阻的串联电路中,电流I相同,由P=I2R可知电功率跟电阻成正比。
(2)只含有纯电阻的并联电路中,电压U相同,由可知电功率跟电阻成反比。
(3)无论是串联电路还是并联电路,纯电阻电路消耗的总功率都等于各电阻消耗的功率之和。