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    5．电功和电热 (1)电路中的功与能 能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律.电源是把其它能转化为电能的装置.内阻和用电器是电能转化为热能等其它形式能的装置.如化学电池将化学能转化成电能.而电路中发光灯泡是将电能转化成光.热能.如图所示电路. 对于一个闭合电路.它的能量应该是守恒的.但又在不同形式间转化.通过做功方式完成.在电源部分.非静电力做正功W非=qE.将其它形式的能转化成电能.而内阻上电流做功.将电能转化成内能W内=qU′,在外电路部分.电流做功W外=qU.电能转化成其它形式的能.可见.整个电路中的能量循环转化.电源产生多少电能.电路就消耗多少.收支平衡.即:W非=W内+W外或qE=qU′+qU (2)电功与电热 如图所示.用电器两端电压U.电流I.时间t内.电流对用电器做功W=UIt,该用电器的电功率P=W/t=UI,若用电器电阻为R.时间t内该用电器产生的热量Q=I2Rt,该用电器的热功率P热=Q/t=I2R. ①若电路为纯电阻电路.电功等于电热:W=Q=UIt=I 2R t=. ②若电路为非纯电阻电路.由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能.所以电功必然大于电热:W>Q.这时电功只能用W=UIt计算.电热只能用Q=I 2Rt计算.两式不能通用. 电功就是电场力做的功.因此是W=UIt,由焦耳定律.电热Q=I2Rt.其微观解释是:电流通过金属导体时.自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰.使离子的热运动加剧.而电子速率减小.可以认为自由电子只以某一速率定向移动.电能没有转化为电子的动能.只转化为内能. [例题3]如图所示的电路中.电源电动势E=6V.内电阻r=1Ω.M为一小电动机.其内部线圈的导线电阻RM=2Ω.R为一只保护电阻.R=3Ω.电动机正常运转时.电压表的示数为0.3V.求电动机得到的电功率和它转动的机械功率. 本题的关键是电路中有电动机.不是纯电阻电路.因而欧姆定律不再适用.突破点是利用电压表与R的阻值.求出电路中的电流.再求出各部分的电压和功率. 解:由部分电路欧姆定律知:电路中电流I=Ubc/R=0.3/3=0.1A 由闭合电路欧姆定律知:Uab=E-Ir-Ubc=6V-0.1×1V-0.3V=5.6V 所以电动机得到的功率为电流对它做功的功率:P电=UabI=5.6×0.1W=0.56W 解答完毕后.可再让学生求一下电动机的效率η以加深非电阻电路P电≠P热的印象.P电转化为两部分:机械功率和电机导线内阻上的发热功率.电动机转化的机械功率为:P机=P电-I2RM=0.56W-0.12×2W=0.54W [例题4]某一电动机.当电压U1=10V时带不动负载.因此不转动.这时电流为I1=2A.当电压为U2=36V时能带动负载正常运转.这时电流为I2=1A.求这时电动机的机械功率是多大? 解:电动机不转时可视为为纯电阻.由欧姆定律得..这个电阻可认为是不变的.电动机正常转动时.输入的电功率为=36W.内部消耗的热功率=5W.所以机械功率P=31W 由这道例题可知:电动机在启动时电流较大.容易被烧坏,正常运转时电流反而较小. [例题5]如图所示.A.B两灯泡额定电压都为110V.额定功率PA=100W.PB=40W.接在220V电路上.欲使灯泡正常发光.且电路中消耗的功率最少.用以下哪种接法? 解:A图中.由R=U2/P知.两灯上电压不能同时达到110V.故不可能都正常发光.A被排除. B图中.由R=U2/P知RA＜RB.当RA与变阻器R并联后.该部分电阻更小.不可能与B同时正常发光.所以B被排除. C图中.想让A.B都正常发光.则两个电灯上电压都应为110V.即A与B和R并联后的阻值相同.则A的功率与并联部分的功率相同.总功率为2PA=200W.同理.D图中.R上分压与A.B并联部分相同.则两部分电阻与电功率相同.所以总功率为2(PA+PB)=280W.选项C正确. 非纯电阻电路中.电流做功也不再只转化为内能.而是根据具体情况转化为其它各种形式的能. [例题6]来自质子源的质子.经一加速电压为800kV的直线加速器加速.形成电流强度为1mA的细柱形质子流.已知质子电荷e=1.60×10-19C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为 .假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的.在质子束中与质子源相距L和4L的两处.各取一段极短的相等长度的质子流.其中的质子数分别为n1和n2.则n1∶n2= . 解:按定义..∴. 由于各处电流相同.设这段长度为l.其中的质子数为n个.则由和得.∴.而.∴.∴. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    关于电功和电热．以下说法正确的是[　 　]

    A．外电路电流做的功一定等于电热   

    B．外电路中电流所做的功一定大于电热

    C．只有在外电路是纯电阻的情况下．电功才等于电热

    D．当外电路有电动机或电解槽的情况下电流做的功将转化为热能与机械能或化学能，因此，电功大于电热

     

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    关于电功和电热．以下说法正确的是                                                                      （    ）

           A．外电路电流做的功一定等于电热

           B．外电路中电流所做的功一定大于电热

           C．只有在外电路是纯电阻的情况下．电功才等于电热

           D．当外电路有电动机或电解槽的情况下电流做的功将转化为热能与机械能或化学能，因此，电功大于电热

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    关于电功和电热．以下说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　 ）

    　　　 A．外电路电流做的功一定等于电热

    　　　 B．外电路中电流所做的功一定大于电热

    　　　 C．只有在外电路是纯电阻的情况下．电功才等于电热

    　　　 D．当外电路有电动机或电解槽的情况下电流做的功将转化为热能与机械能或化学能，因此，电功大于电热

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    关于电功和电热．以下说法正确的是[　 　]

    A．外电路电流做的功一定等于电热   

    B．外电路中电流所做的功一定大于电热

    C．只有在外电路是纯电阻的情况下．电功才等于电热

    D．当外电路有电动机或电解槽的情况下电流做的功将转化为热能与机械能或化学能，因此，电功大于电热

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    A．外电路电流做的功一定等于电热   

    B．外电路中电流所做的功一定大于电热

    C．只有在外电路是纯电阻的情况下．电功才等于电热

    D．当外电路有电动机或电解槽的情况下电流做的功将转化为热能与机械能或化学能，因此，电功大于电热

     

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