第十二章 电能 能量守恒定律一、纯电阻电路与非纯电阻电路【典例】规格为“220 V 36 W”的排气扇,线圈电阻为 40 Ω,求:(1)接上 220 V 的电压后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率;(2)假如接上 220 V 的电压后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率。【解析】(1)排气扇在 220 V 的电压下正常工作时的电流为:I= = A≈0.16 A,发热功率为:P 热=I2R=0.162×40 W≈1 W。转化为机械能的功率为:P 机=P-P 热=36 W-1 W=35 W。(2)扇叶被卡住不能转动后,电动机成为纯电阻电路,电流做功所有转化为热能,此时电动机中电流为 I′= = A=5.5 A,电动机消耗的功率即发热功率:P′=P 热′=UI′=220×5.5 W=1 210 W。答案:(1)35 W 1 W (2)都为 1 210 W【措施技巧】纯电阻电路与非纯电阻电路问题的求解思绪(1)当电动机不转动时,消耗的电能所有转化为内能,此时是一种纯电阻元件。当电动机转动时,消耗的电能转化为机械能和内能,此时是非纯电阻元件。(2)求解非纯电阻电路问题时,注意辨别电功率和热功率,弄清电功率、热功率、其他功率的关系。【素养训练】某同学用如图所示的电路进行对电动机 M 的输出功率的研究,其试验环节:闭合开关后,调整滑动变阻器,电动机未转动时,电压表的读数为 U1,电流表的读数为 I1;再调整滑动变阻器,电动机转动后电压表的读数为 U2,电流表的读数为 I2。则此时电动机输出的机械功率为( )A.U2I2- B.C.U2I2-U1I1D.U2I2【解析】选 A。闭合开关后,电动机未转动时,电动机的内阻 R=;电动机转动后,电动机的电功率 P 电=U2I2,发热功率 P 热=R,则电动机的输出功率 P 出=P 电-P 热=U2I2-,故 A 对的。【赔偿训练】 (多选)如图所示,电阻 R1=20 Ω,电动机的内阻 R2=10 Ω。当开关断开时,电流表的示数是0.5 A,当开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,此时电流表的示数 I 和电路消耗的电功率 P 应是( )A.I=1.5 A B.I<1.5 AC.P=15 WD.P<15 W【解析】选 B、D。当开关断开时,根据 U=IR 算出电源电压为 10 V,开关闭合后,电阻 R1中的电流没变,电动机两端电压也为 10 V。此电压不也许所有在电动机的内阻上,故电动机中的电流不也许达到 1 A,因此总电流不大于 1.5 A。据 P=UI 可知,电路消耗的电功率 P 也不大于 15 W。选项 B、D 对的。二、闭合电路的欧姆定律的应用【典例】如图所示的电路中,当 S 闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示...
