电路电功和电热

•本节高考考点及要求

电功率、焦耳定律

第八章电路

第三节电功和电热

I

二•基础回顾

1 •概念

电功：电流对某段电路所做的功（亦即电场力对定向移动的电荷所做的功）叫电功。 表达式为W=Ult 。

电热：电流流通过导体时所产生的热量， 称为电热。某段电路所产生的电热，等于该电

路将电能转化为 ________ 的值。

焦耳定律：电流流过电路所产生的热量， 与电流的平方成正比；与电路电阻成正比；与 通电时间成正比。表达式为 _________ 。

电功率：表征电流做功的 ______ ，其定义式为 _________ 。

2. 电功和电热的关系

纯电阻电路与非纯电阻电路的区别：

纯电阻电路（如电热器）：满足欧姆定律U=IR ，电能 ____________ 电热。 非纯电阻电路（如电动机）：不满足欧姆定律 U>IR ，电能 ___________ 电热。 （1） 纯电阻电路，消耗了多少电能，就一定会产生多少电热，因此电功等于电热。 电功、电热关系式 W=Q= ________ = ______ = _______ 电功率、热功率关系式 P=P Q = ______ = ______ = _______

（2） 非纯电阻电路，消耗的电能只有一部分转化为电热，因此电功大于电热。 电功W= ___________ ，电热Q= ____________

电功率P= ______ ，热功率 P Q = __________ 三•例题精讲

例1 .已知如图，R i =6 Q, R 2=3 Q, R 3=4Q ，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比 为 _________ 。

解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现 ■-

三只电阻的电流关系最简单：电流之比是

l i ： |2： l 3=1 :

2 : 3;还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为

2Q,因

此电压之比是 U i : U 2 : U 3=1 : 1 : 2;在此基础上利用 P=UI ，得P i : P 2 : P 3=1 : 2 : 6

例2.某一电动机，当电压 U 1=10V 时带不动负载，因此不转动，这时电流为 l 1=2A

当电压为U 2=36V 时能带动负载正常运转，这时电流为 l 2=1A 。求这时电动机的机械功率是

多大？

= I ；R =5W ，所以机械功率 P=31W

解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得,

R 5

5 ，这个电阻可认为

1

1

是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为

P ^=U 2l 2=36W ，内部消耗的热功率 P

例3.如图所示，直流电动机与可变电阻 R 并联，路端电压U 恒定，调节R 使两个支路中

的电流强度相等，则可知

A •两个支路中的电阻相等

B •两

支路两端的电压相等

C .两支路产生的热量相等

D .两支路消耗的电功率相等 分

析：电动机属非纯电阻电路,

联，故电压相等；由 Q I 2

R ，它们产生的热量因电阻 R 的不同而不同；再由 P=UI 可知, 两支路消耗的电功率相等，答案

BD 正确。

例4.某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量

m=50kg ，电源提供给电动机

的电压为U=110V ，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时， 电

路

中的电流强度l=5.0A ，求电动机的线圈电阻大小(取 解：电动机输出的机械功率 P 机=mgv=450w

电动机消耗的电功率 P=UI=550w 则电动机发热功率 P Q =P-P 机=100W 由P Q =I 2

「可求得电动机的线圈电阻

r=4 Q

四.跟踪练习

(一) .选择题

2 .电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态,

另一种是水烧干后的保温状态。如图

11是电饭锅的电路图，

电阻，F 2是加热用的电阻丝。则下列关于它工作状态说法正确的有:

A . S 接通是保温状态

B . S 接通是加热状态 C. S 断开是保温状态 D

. S 断开是加热状态

3.

电动机的电枢阻值为 R ,电动机正常工作时，两端的电压为 U ,通过的电流为

I ，工作时

间为t ,下列说法中正确的是( ).

(A)电动机消耗的电能为 Ult (B)电动机消耗的电能为I 2

Rt (C)电动机线圈产生的热量为 I 2Rt ( D)电动机线圈产生的热量为 U 2

t/ R

4.车型：20寸(车轮直径：508mm) 电池规格:36V , 12Ah(蓄电池) 整车质量:40kg

额定转速:210r/min 外形尺寸：L1800mm x W650mm x H1100mm 充电时间：2〜8h

电机:后轮驱动、直流永磁式电机

额定工作电压/电流:36V / 5A

根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为 ( ).

不满足欧姆定律，故两支路电阻不相等；由于两支路并

g=10m/s 2) 1. 一台电动机的输出功率是 (A)每秒消耗10kw 电能 (C)每秒消耗10kJ 电能

10kW ，这表明该电动机工作时 ( B)每秒对外做10kw 功 (D)每秒对外做10kJ 功

).