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1、第14讲 电路中的能量转化【知识点】一、电功和电功率1、电功(1)电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的。(2)电功的计算公式：WUIt。(3)单位：焦耳，符号为J。常用单位：千瓦时(kWh)，也称“度”，1 kWh3.6106 J。2、电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。(2)公式：PWtUI。(3)单位：瓦特，符号为W。(4)意义：表示电流做功的快慢。3、串、并联电路中的电功率分析(1)串联电路的功率关系各部分电路电流I相同，根据PI2R，各电阻上的电功率与电阻成正比。总功率P总UI(U1U2Un)IP1
2、P2Pn。(2)并联电路的功率关系各支路电压相同，根据P=U2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。总功率P总UIU(I1I2In)P1P2Pn。(3)结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和。4、额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的电功率叫作额定功率当实际电压达到额定电压时，实际功率等于额定功率(2)为了用电器不被烧毁，实际功率不能大于额定功率二、焦耳定律1、焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。(2)表达式：QI2Rt。2、热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。(2)公式
3、：P热I2R。三、非纯电阻电路中的能量转化以电动机为例：P电P热+P机1、电动机消耗的功率P电UI。2、电动机线圈电阻上的热功率P热I2R。3、电动机输出功率P机UII2R。四、纯电阻电路与非纯电阻电路比较1、纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。2、非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能。3、两种电路的比较：纯电阻电路非纯电阻电路举例白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅电动机、电解槽能量转化情况电功和电热的关系WQIUtI2RtWQE其他UItI2RtE其他电功率和
4、热功率的关系PP热IUI2RPP热P其他IUI2R+ P其他欧姆定律是否成立UIR，I=UR（成立）UIR，IPbBPbPcCPcPdDPa=Pd三、解答题16如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，其中电动机内电阻，电路中另一电阻，直流电压，理想电压表示数，电动机正以匀速竖直向上提升某重物，g取，则：（1）输入电动机的电功率是多少？（2）重物的质量是多少？17小型直流电动机（其线圈内阻为r2）与规格为“4 V，4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R5 的电阻串联，然后接至U12 V的电源上，如图，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：（1）通过电动机的电流IM；（2）电动机的输出功率
5、P出；（3）电动机的效率。18如图所示电路中，电源电压U18V，小灯泡L上标有“6V，3W”。设小灯泡电阻不随温度变化，电压表量程为0-15V，电阻箱的最大阻值足够大。调节电阻箱使其阻值R16，闭合电键S，这时小灯泡正常发光。（1）求定值电阻的阻值R2。（2）在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，求小灯泡的最小功率P。参考答案1C 2C 3D 4A 5C 6C 7A 8A 9B10AD 11AC 12BC 13BD 14AD 15AB16（1）；（2）【解析】（1）通过R的电流为电动机的输入功率为（2）电动机内电阻的发热功率为输出的机械功率为解得17（1） 0.6 A；（2）1
6、.68 W；（3）70%【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可得，流经灯泡的电流IL流经电阻R的电流为IR流经电动机的电流为IMIRIL解得IM0.6 A（2）电动机消耗的总功率P电ULIM40.6 W2.4 W电动机的热功率为电动机的输出功率P出P电P热解得：P出1.68 W（3）根据公式，可得电动机的效率为100%100%70%18（1）4；（2）0.75W【解析】（1）小灯泡正常发光时UL6VILA0.5A电压表示数为UVUUL18V6V12V通过电阻箱的电流为IA2A通过电阻R2的电流为I（20.5）A1.5A定值电阻的阻值为R24（2）在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为UV15V时，小灯泡的功率最小，小灯泡两端电压为ULUUV（1815）V3V小灯泡的最小功率为PW0.75W学科网（北京）股份有限公司