电路中的能量知道电功电热电功率的概念并知道电功

第三讲电路中的能量1．知道电功、电热、电功率的概念，并知道电功、电热的区别．2．会用能量的观点分析电路问题．3．理解闭合电路中的电功、电热及能量转化关系．一、电功和电热1．电功(1)定义：电路中电场力移动电荷做的功．(2)公式：W＝qU＝

(适用于任何电路)．UIt电流做功的实质是什么？提示：功是能量转化的量度，电流做多少功就表明有多少电能转化为其它形式的能．

2．电功率(1)定义：

内电流所做的功，表示电流做功的快慢．(2)公式：P＝W/t＝

(适用于任何电路)．3．电热：电流流过导体产生的热量．由

定律来计算，公式为：

.单位时间UIQ＝I2RtI2R

焦耳在纯电阻电路中电功和电热相等，在非纯电阻电路中，电功大于电热，二者不相等．二、电源的功率和效率闭合电路中，电源的总功率等于外电路功率与电源内部发热功率之和．1．电源的总功率：电源内外电路消耗的功率P＝

.2．外电路消耗的功率(电源输出功率)：电源外电路消耗的总功率，P外＝

.3．电源内部发热功率：电源内电路消耗的功率，P内＝

＝

．4．电源的效率：电源的输出功率与总功率的比值η＝

×100%，它随外电路电阻的增大而增大．

EIUII2rIU内友情提示：不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能．只有在电动机转动时为非纯电阻电路，U>IR，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能．

有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路中，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A．求电动机正常工作时的输出功率是多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？1．如图所示，有一个提升重物用的直流电动机，电阻为r＝0.6Ω，电路中的固定电阻R＝10Ω，电路两端的电压U＝160V，理想电压表的示数U′＝110V，则通过电动机的电流是多少，电动机的输入功率和输出功率又各是多少？ 如图所示，电源的电动势为6V，内阻为1Ω，R1为2Ω，R2的总阻值为3Ω，下列说法错误的是A．当R2为1Ω时，R1消耗的功率最大B．通过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5V，最小值为4VC．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大D．当R2的阻值为3Ω时，R2消耗的功率最大

【错源探究】对闭合电路输出功率最大的条件适用对象不明确而导致错误【错因分析】没有理解闭合电路输出功率最大条件的适用对象，简单地运用R外＝r时，电源的输出功率最大，将R2当作电源内阻的一部分，因此有R1＝R2＋r＝2Ω，即当R2＝1Ω时，R1消耗功率最大，认为A项说法正确则不选，认为C项说法错误则选C.【状元笔记】电源输出功率最大的条件是当电源或等效电源内阻恒定时才成立的，因此不能将可变外电阻当作电源内阻的一部分来判断电源对定值外电阻的输出功率是否最大，也就是说，条件R外＝r只能用于外电阻R外可变、电源内阻恒定时输出功率最大的判断．2．如图所示电路中，直流发电机E＝250V，r＝3Ω，R1＝R2＝1Ω，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化．问：(1)当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？(2)当接通几只电热器时，发电机输出功率最大？(3)当接通几只电热器时，电热器加热物体最快？(4)当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？(4)要使R1、R2上消耗功率最大，必须使通过的电流为最大，由此得电路中总电阻必须最小，即当50只电热器全接通时，可满足要求，所以n4＝50只． 一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U变化的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为A．P1＝4P2

B．PD＝P/9C．P1<4P2 D．PD>P2解析：从电阻器D的I－U图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P＝U2/R1＝U2/R2＝U2/RD，说明三个电阻的阻值相等，即R1＝R2＝RD.连接成图(c)所示的电路时，电阻器D两端的电压小于U，电阻器D阻值RD′>RD，这时电阻器RD两端的电压UD>U/2，电阻R1两端的电压U1<U/2，电阻R2两端的电压U2＝UD>U/2，由电功率计算式综合比较得出，A、B、D错误，C正确．答案：C

(2012沈阳联考)如图所示为两电源的U—I图象，则下列说法正确的是A．电源①的电动势和内阻均比电源②大B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大解析：图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率等于电源的内阻，因此A项正确；作外接电阻R的伏安特性曲线分别交电源①