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电路中的能量转化

知识点详情

电路中的能量转化知识点包括电路中的能量转化知识点梳理、纯电阻电路与非纯电阻电路、纯电阻电路中的电功率的分析与计算等部分,有关电路中的能量转化的详情如下:

电路中的能量转化知识点梳理

1.电动机工作时能量转化关系:电动机从电源获得的能量,一部分转化为机械能,还有一部分转化为__内能__。

2.功率关系:P=__PP__。

3.电池充电时能量转化关系:电能转化为__化学__能和内能。

纯电阻电路与非纯电阻电路

1.两种电路的比较

  两种电路

比较内容  

纯电阻电路

非纯电阻电路

元件特点

电路中只有电阻元件

除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器

欧姆定律

服从欧姆定律

不服从欧姆定律:U>IR

能量转化

电流做功全部转化为电热即电能全部转化为导体的内能

电流做功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

2.电功、电热、电功率、热功率的比较

  物理量

比较项  

电功

电热

电功率

热功率

意义

电流通过导体,静电力做的功,表示消耗电能的多少

电流通过导体产生的热,表示消耗的电能之中有

多少转化为内能   

描述了单位时间内消耗电能的多少

描述了单位时间内消耗的电能之中有多少转化为内能

表达式

非纯

电阻

电路

WqU

IUt

QI2Rt

 

WQ

PP

纯电阻

电路

误区警示

1.非纯电阻电路两端所加电压U1与其电阻部分的电压U2不等,U1U2

2.不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,其功率PUI恒成立,PI2R也恒成立,但在非纯电阻电路中,PP,不能用错公式。

3.为避免错误,可以从能量转化与守恒的角度进行判断,不要盲目下结论。

4.当电动机不转时(刚启动或被卡住)时电动机所在电路为纯电阻电路,满足欧姆定律。此时的电流是电动机的最大电流。

纯电阻电路中的电功率的分析与计算

1 . 在纯电阻电路中,由于 W = Q , I =  ,所以有 UI = I 2 R =  。


2 . 串、并联电路中的功率关系

 

串联电路

并联电路

功率 分配

 =

 =

总功率

P = P 1 + P 2 + … + P n

P = P 1 + P 2 + … + P n

从能量转化的角度看,无论是串联电路还是并联电路,无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电路消耗的总功率均等于电路中各部分消耗的功率之和。

3 . 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。

特别提醒:

(1) 求解串、并联电路中的功率分配问题,比例法求解会使问题简化,但一定要确定是正比关系还是反比关系。

(2) 当分析用电器的功率问题时,一定要注意用电器的安全,即不要超过用电器的额定电压、额定电流。

典型例题
【第1题】  

规格为“220 V 36 W”的排气扇,线圈电阻为40 Ω,求:

(1)接上220 V电压后, 排气扇转化为机械能的功率和发热的功率;

(2)如果接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率。

【第2题】  

(多选) 如图所示,定值电阻R=20 Ω,电动机线圈的电阻R0=1.0 Ω,当开关S断开时,电流表的示数是1.0 A。当开关S闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数为2.0 A。则(  )

A.电路电压为20 V

B.电路的发热功率为20 W

C.电动机的输出功率为19 W

D.电动机的效率是95%

【第3题】  

电阻R和电动机串联接到电路中,如右图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关闭合后,电动机正常工作。设电阻R和电动机两端的电压分别为U1U2,经过时间t,电流通过电阻R做的功为W2,产生的热量为Q1;电流通过电动机的功为W2,产生的热量为Q2。则有(  )

A.U1U2Q1Q2

B.U1U2Q1Q2

C.W1W2Q1Q2

D.W1W2Q1Q2

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