电流的热效应在生产生活中应用很广泛,比如,家用电饭煲、电熨斗、电炉、烤火器、电暖气、热水器、电烤箱等等,但,我们有时候需要把电能转化为光能、机械能等除内能以外的其他形式的能,在这种情况下电流产生的焦耳热是对人们不好的,它会使机器的温度升高,减少使用寿命,消耗额外的电能,就像家用白炽灯,用的时间久了,温度升高,容易把灯丝烧断,电能不仅要转化为光能也要转化为内能,从而导致灯泡消耗的电能比只产生光能的情况下多消耗了产生的内能的部分。
问:小灯泡既产生了光能又产生了内能,那它属于纯电阻吗?
不属于,但它的电能大部分转化为了内能,只有少部分转化为了光能,所以在一般情况下我们认为它是纯电阻。所以,当我们家用灯泡如果不转化为内能,只转化为光能的情况下,每年我们就能省下很多的电。
有时电器的接线处接触不牢固,导致接触处电阻很大,产生大量的焦耳热,烧坏电器,甚至引起火灾。
例:关于电功W和电热Q的说法正确的是( )
A.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,且W=Q
B.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,但W不一定等于Q
C.W=UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D.W=UIt在任何电路中成立,Q=I2Rt只在纯电阻电路中成立
解析:选B.W=UIt、Q=I2Rt适用于一切电路,但在纯电阻电路中W=Q,在非纯电阻电路中W>Q,B对,A、C、D错.
三)电路中的能量转化
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问题一:我们知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置,对于化学电池,像干电池和蓄电池,是通过化学作用,将化学能转化为电能,光电池则把光能转化为电能,发电机则把机械能转化为电能,但是,电源本身也有一定的内阻,当电源与外电路形成闭合回路时,电流流过电源会使电源发热消耗一部分电能,其余部分的电能则向外电路输出,所以在电源内部,存在两部分能量的转化,一部分是将其他形式的能转化为电能,另一部分是内阻上将电能转化为内能
问题二和三:在外电路上,电场力做功,将电源输出的电能转化为其他形式的能
当外电路为纯电阻电路时,在纯电阻元件中,由于电流的热效应,电流使电阻发热,电能全部转化为内能,此时电功等于焦耳热,W=Q,电功率等于热功率,有P热=P电
当外电路中含有非纯电阻时,如含有电动机、电解槽等时,电场力所做的功不仅转化为