两种电路电功和电功率的计算

两种电路的电功率

UI 与R I 2到底相不相等，不能一概而论。为了把这个问题弄清楚，首先要了解电功率与热功率各自的定义，其次要弄清电路中的能量转化情况。

电场力对自由电荷做功的过程就是电能转化为其他形式能量的过程，电功是电能转化为其他能的总和，电热是转化为内能的电能。UI 与R I 2相不相等，要看电路中电能是否完全转化为内能。具体分析如下：１．在由白炽灯、电炉等组成的纯电阻电路中，电能完全转化为内能，所以电功等于电热；又因为适用欧姆定律，所以计算时可选用下列表达式中的任一形式：

t R U Rt I UIt Q W 22

==== R U R I UI P P 22====热电 ２．在含有电动机、电解槽等的非纯电阻电路中，电能通常只有一小部分转化为内能，这时电功大于电热，欧姆定律不再适用，所以电功和电热的计算要用各自的定义式： UIt W = UI P =电 Rt I Q 2= R I P 2=热

一、纯电阻电路的计算

例1 四盏灯泡接成如图所示的电路，a 、c 灯泡的规格为“220V 40W”，b 、d 灯泡的规格为“220V 100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率。请排列这四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序，并说明理由。

解析 由P ＝U 2R 知，P

U R 2=，则四个灯泡的电阻大小分别是：Ω==1210c a R R ，Ω==484d b R R 。首先，将灯泡b 、c 合并为一个，则相当于“三个灯泡”串联，根据串联电路中功率与阻值成正比知，灯泡a 的功率最大，灯泡d 的功率次之，然后再分析灯泡b 、c ，由于两者并联，则阻值小的功率大，即灯泡c 的功率最小。则本题的正确答案为c b d a P P P P >>>。 点评 对纯电阻电路来说，在串联电路中，用电器消耗的功率与其电阻成正比。在并联电路中，用电器消耗的功率与其电阻成反比。灵活应用功率分配关系，会给解题带来便捷。

二、非纯电阻电路的计算

例2 在研究微型电动机的性能时，应用如下图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V 。重新调节R 并使电动机恢