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课件网) 1 | 电功和电功率 第一节 电路中的能量 1.电功 (1)定义:电流通过一段电路时,自由电荷在电场力的推动下做定向移动,电场力对 自由电荷所做的功,称为电功。电功的大小等于被消耗的电能。 (2)公式:W=UIt。 (3)单位:在国际单位制中,电功的单位是焦耳,符号是J。 2.电功率 (1)定义:电流做功与完成这些功所用时间之比叫作电功率。 (2)公式:P= =UI。 (3)单位:在国际单位制中,电功率的单位是瓦特,符号是W,1 kW=103 W。 2 | 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,与导体的电阻及通电 时间成正比。 (2)公式:Q=I2Rt。 2.热功率:一段电路因发热消耗的功率,P=I2R。 功率类别 电源的功率 电源的输出功率 电源的内耗功率 公式 P=EI P出=U外I P内=U内I 意义 电源提供电能的 功率 外电路消耗电能 的功率 内电路消耗电能 的功率 关系 P=P出+P内 3 | 闭合电路中的能量 导师点睛 求电功、电热需要注意: (1)若是纯电阻电路,如白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁等构成的电路, 电流做功全部转化为内能,电功等于电热,即W=Q或IUt=I2Rt,在计算电热和电功 时,可采用公式W=Q=UIt=Pt=I2Rt= t中任一形式进行计算。 (2)若是非纯电阻电路,如含有电动机、电解槽、日光灯等的电路,电流做功除转 化为内能外,还转化为机械能、化学能等,此时有W>Q,或IUt>I2Rt,此种情况下,电 功只能用公式W=IUt进行计算,电热Q只能用公式Q=I2Rt计算。 (3)并不是含电动机的电路一定是非纯电阻电路,如果电动机没有转动,它消耗的 电能仍然全部转化为内能,还是属于纯电阻电路。 1.电炉、电烙铁、电热毯、电饭锅等用电器,由于电流通过时,电能全部转化为内 能,故为纯电阻用电器。 ( √ ) 2.电动机、电解槽等用电器,电流通过时电能除转化为内能外,还转化为其他形式 的能,故为非纯电阻用电器。 ( √ ) 3.不论纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算焦耳热时仍可用P热=UI。 ( ) 4.不论何种电路,计算电功时均可用W=UIt。( √ ) 5.热功率P=I2R适用于求任何用电器产生的功率。 ( ) 知识辨析 1.纯电阻电路与非纯电阻电路的主要区别 1 对纯电阻电路和非纯电阻电路的理解 电路种类 纯电阻电路 非纯电阻电路 电路特点 电路中只有电阻元件 电路中有能把电能转化 为除内能外的其他形式 能的用电器 是否遵循 欧姆定律 遵循欧姆定律,I= 不遵循欧姆定律,U>IR 或I< 能量转化 电流做功,电能全部转化为内能 电流做功,电能除转化 为内能外,还要转化为 其他形式的能 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等 电功 W=UIt= I2Rt= t W=UIt 电热 Q=UIt= I2Rt= t Q=I2Rt 电功率 P=UI= I2R= P=UI 热功率 P热=UI= I2R= P热=I2R 特别提醒 不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算电功时都可以用W=UIt,计 算电功率时都可以用P=UI,计算电热时都可以用Q=I2Rt,计算热功率时都可以用 P热=I2R。若用变形式时,就要考虑是否是纯电阻电路。 2.两种电路中的电功和电热的关系 (1)纯电阻电路中,电功等于电热,即W=Q;非纯电阻电路中,电功大于电热, 即W>Q。 (2)纯电阻电路中,电功率等于热功率,即P电=P热=UI=I2R= ;非纯电阻电路中,电功 率大于热功率,P电>P热,即UI>I2R。 1.电动机模型 如图,电动机由线圈电阻和其他元件组成。电动机正常工作时,部分电压加在线 圈电阻上,大部分电压加在其他元件上用来将电能转化为机械能,此时电路为非 纯电阻电路;电动机通电但电动机不工作时,电压全部加在线圈电阻上,此时电路 为纯电阻电路。 2 含电动机电路的分析方法 2.电动机的功率和效率 电动机的总功率(输入功率):P总=UI。 电动机的热功率:P热=I2r。 电动机的输出功率(机械功率):P出=UI-I2r。 电动机的效率: η= ×100%= ×100%= ... ...
