2017-2018学年教科版选修3-1 2.6 焦耳定律 电路中的能量转化 学案
2017-2018学年教科版选修3-1 2.6 焦耳定律 电路中的能量转化 学案第2页

 W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.

(2)在非纯电阻电路中:电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能,即W=UIt分为两部分,一大部分转化为其他形式的能(例如电流通过电动机,电动机转动,电能转化为机械能);另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t(电枢的电阻生热).这里W=UIt不再等于Q=I2Rt,应该是W=E其他+Q.

(3)电功和电热是两个不同的物理量,只有在纯电阻电路中,电功才等于电热,W=Q=UIt=I 2R t=;在非纯电阻电路中,电功大于电热,W>Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用。

 

例1 一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V电压后,消耗功率66 W,问:

(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?

(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?

(3)如果接上电后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?

解答 (1)因为P入=IU

所以I= A=0.3 A

(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率

P内=I2R=0.32×20 W=1.8 W

电风扇正常工作时转化为机械能的功率

P机=P入-P内=66 W-1.8 W=64.2 W

电风扇正常工作时的效率

η=×100%=97.3%

(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻,通过电风扇的电流