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1、非纯电阻电路电功及电功率问题例析,从能量转化的角度看，纯电阻电路是将电能全部转化为热能，即电功等于电热。例如：日常生活中的白炽灯、电炉子、电饭锅等纯电阻电路工作时W=Q。而非纯电阻电路是电流做功将电能主要转化为其他形式的能量，但还有一部分电能转化为了热能，此时电功大于电热。例如：在电动机转动、电铃、蓄电池(充电)等这些非纯电阻的电路中WQ。特别是涉及非纯电阻电路的有关电功、电热、电功率和发热功率的计算，学生极容易混淆。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,1电功,由W=UIt根据欧姆定律I=可推导得到W=I2R和 但欧姆定律公式I=只适用于纯电阻电路，所以W=I2Rt和W=t只对纯
2、电阻电路适用，即W=UIt适用于所有电路，W=I2Rt和 只适用于纯电阻电路。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,2电功率,同样道理，由P=UI和I=可推导得到P=I2R和P=，而P=I2R和P=也只适用于纯电阻电路，即P=UI适用于所有电路，P=I2R和P=只适用于纯电阻电路。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,3电热,由焦耳定律公式 Q=I2Rt 和 I=可推导得到Q=Uit和Q=t，很明显 Q=Uit 和 Q=t 只对纯电阻电路适用，即Q=I2Rt适用于所有电路，Q=UIt和Q=t 只适用于纯电阻电路。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,以电动机
3、为例，同学们在遇到非纯电阻电路时，可牢记以下公式，解答所消耗的电能和产生的热能。电动机工作时所消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分才转化为热能。因此，在计算电动机电路可用以下公式。电流做功是所消耗的总能量W总=UIt；工作时所产生的热能Q=W热=I2Rt；所转化的机械能W机W总-W热UIt-I2Rt。电流做功的功率P总=UI；其发热功率P热=I2R；转化的机械能功率P机=P总-P热UI-I2R。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 1、一个电动机的线圈电阻是4.4，当把它接在 220V电压下工作10min。已知：通过线圈的 电流是5A,这时电动机做功_J，线 圈产生的热量是_
4、J。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 1、一个电动机的线圈电阻是4.4，当把它接在 220V电压下工作10min。已知：通过线圈的 电流是5A,这时电动机做功_J，线 圈产生的热量是_J。,解析：电动机为非纯电阻电路，求电流所做的功只能用 W=UIt=220V5A600s=6.6105；求电流产生 的热量只能用Q=I2Rt=(5A)24.4600s=6.6104J。,【点评】电动机是将电能转化为机械能的机器，其中只有部分 能量消耗在线圈发热上，是一个非纯电阻电路，计算 电流做功只能用W=UIt，计算电热只能用Q=I2Rt。,6.6105,6.6104,非纯电阻电路电功及电功
5、率问题例析,二、例题分析,例 2某电动机线圈电阻为1，接在220V的直流电 压下，工作电流为1A，则电动机消耗的电功 率为_W；发热损耗的电功率为_ W；转化为机械能的功率为_ W。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 2某电动机线圈电阻为1，接在220V的直流电 压下，工作电流为1A，则电动机消耗的电功 率为_W；发热损耗的电功率为_ W；转化为机械能的功率为_ W。,解析：电动机消耗的电功率为总功率P总=UI=220V1A=220W；发热损耗的电功率 P热=I2 R=1A）21=1W；转化为机械能的功率为 P机=P总 P热=220W-1W=219W,【点评】在非纯电阻电路中
6、计算电功率的三个公式 P=UI、P=I2 R、P=不能等效互换，其中公式P=UI可计算电动机消耗的总功率；P=I2 R只能计算发热损耗的电功率；P=已不能再用。转化为机械能的功率可用电动机消耗 的总功率减去发热损耗的电功率即可。,220,1,219,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 2电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转 化的角度看它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉 现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时 通过电动机线圈的电流为50A。问：（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少？（2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I2 R t（其
7、中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电 阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是 0.4，则线圈每分钟产生的热量是多少?（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,解析：（1）消耗的电能W总=UIt=220V50A60s=6.6105J（2）产生的热量Q热=I2 R t=(50A)20.460s=6104J（3）所做的机械功W机=W总-Q热=6.6105J6104J=6105J。,【点评】对于此题的第1问直接用公式W总=UIt解答，第2问用公式 Q热=I2 R t即可，但一定不能用其它公式解答，第3问中的机 械能应用消耗的总的电能减去电能转化为内能的部分，即W机=W总Q热。,
