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5.1电路中的能量
（第2课时）
知识回顾
电功：????=????????????
电功率：????=????????
焦耳定律：????=????2????????
热功率：????热=????2????
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思考：电流做功消耗的是电能，左边两个用电器和右边两个用电器在电能的转化上有什么区别？
左边用电器工作时电能主要转化为内能即产生热量，
右边除内能还有一部分电能转化为机械能。
纯电阻电路：将电能全部都转化为内能的电路。只含白炽灯、电炉等电热元件的电路。
非纯电阻电路：并非所有电能都转化为内能的电路。除含有电阻外，还包含有电动机，电解槽等的电路。
电路类型
纯电阻电路
非纯电阻电路
举例
白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅
电动机、电解槽
能量转化情况


电功和电热的关系


电功率和热功率的关系



W＝Q即UIt＝I2Rt
P＝P热 即UI＝I2R
W＝Q＋E其他
即UIt＝I2Rt＋E其他
P＝P热＋P其他
即UI＝I2R＋P其他
1. 电动机的输入功率是电动机消耗的总功率：2. 电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率：3. 电动机的输出功率是电动机将电能
转化为机械能的功率：
4. 电动机的效率：
电动机的功率和效率
P入＝UI
P热＝I2r
P出＝UI－I2r
1. 电动机的输入功率是电动机消耗的总功率：2. 电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率：3. 电动机的输出功率是电动机将电能
转化为机械能的功率：
4. 电动机的效率：
电动机的功率和效率
P入＝UI
P热＝I2r
P出＝UI－I2r
????=????出????入×????????????%
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典例1 微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1 Ω，当加在它两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，且能正常工作，求：(1)它的额定输入功率；(2)工作时由导线发热损失的功率；(3)它的输出功率.
解析：（1）电动机的额定输入功率为P额＝UI＝2.0×0.8 W＝1.6 W.
（2）电动机的发热功率为P热＝I2R＝0.82×1 W＝0.64 W.
（3）根据能量的转化与守恒，电动机的输出功率为
P出＝P额－P热＝（1.6－0.64）W＝0.96 W.
典例2规格为“220 V　44 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω.求：
1. 接220 V的电源后，排气扇发热的功率和转化为机械能的功率；
2. 如果接上上题中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率.
典例2规格为“220 V　44 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω.求：
1. 接220 V的电源后，排气扇发热的功率和转化为机械能的功率；
2. 如果接上上题中电源后，扇叶卡住，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
????=????????=????????????????????????=????.????????
发热功率为 P热＝I2R＝0.22×40 W=1.6 W
转化为机械能的功率为 P机＝P－P热＝（44－1.6）W＝42.4W
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典例2规格为“220 V　44 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω.求：
1. 接220 V的电源后，排气扇发热的功率和转化为机械能的功率；
2. 如果接上上题中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率.
解析：2. 扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路， 电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为
I′=????????=????????????????????????=????.????????
电动机消耗的功率即电功率等于发热功率
P′电＝P′热＝UI′＝220×5.5 W＝1210 W.
?
串联电路中电功率的分析与计算
各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，
各电阻上的电功率与电阻成正比
R1
R3
R2
串联电路中电功率的分析与计算
请用电功率公式P=UI推导一下以上部分电路的总功率和各个电阻功率的关系：
总功率P总＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I＝P1＋P＋…＋Pn
R1
R3
R2
U1
U3
U2
I
并联电路中电功率的分析与计算
R1
R3
R2
并联电路中电功率的分析与计算
R1
R3
R2
各部分电路电压U相同，根据P＝????????????，
各电阻上的电功率与电阻成反比
?
并联电路中电功率的分析与计算
R1
R3
R2
请用电功率公式P=UI推导一下以上部分电路的总功率和各个电阻功率的关系：
I
I1
I2
I3
并联电路中电功率的分析与计算
R1
R3
R2
请用电功率公式P=UI推导一下以上部分电路的总功率和各个电阻功率的关系：
I
I1
I2
I3
总功率P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋In）＝P1＋P＋…＋Pn
串、并联电路中电功率的分析与计算
结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。
R1
R3
R2
R1
R3
R2
电源的功率P：
电源内阻消耗功率P内： 电源的输出功率P外： 闭合电路上功率的分配关系：
闭合电路中的功率
P＝IE
P内＝I2r
P外＝IU外
P＝P外＋P内， 即EI＝U外I＋U内I
典例3 锂电池可为新能源汽车供电.某锂电池的电动势E＝5 V，将此电池与R＝8 Ω的电阻按如图所示的电路连接.闭合开关S，通过电阻R的电流I＝0.5 A.求：(1)电阻R消耗的功率P；(2)电源内阻的热功率；(3)电源的功率P；(4)此时锂电池的工作效率.
解析
1．（多选）有甲乙两个电阻，R甲=2R乙，则（　　）A．把它们串联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比P甲∶P乙＝2∶1B．把它们串联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比P甲∶P乙＝1∶2C．把它们并联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比P甲∶P乙＝2∶1D．把它们并联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比P甲∶P乙＝1∶2
随堂练习
AD
随堂练习
2．某教室中有一台电风扇，其电动机内电阻是20Ω，接上220V的恒定电压后，电风扇正常工作，消耗的总功率是66W。下列说法正确的是（　　）A．通过电风扇电动机的电流为11A B．通过电风扇电动机的电流为0.3AC．电风扇输出的机械功率为60W D．电风扇输出的机械功率为66W
B
随堂练习
3．（多选）某玩具电动车的电路为电源、开关、电动机串联的简单电路，电源电动势为4.5V，电动机铭牌上标注如图所示，闭合开关，电动机恰好正常工作时，下列说法正确的是（　　）A．电源的内阻为40Ω B．电源的效率约为66.7％
C．电动机的输出功率为2.5W D．电动机10S产生的焦耳热为25J
额定电压：3V
额定电流：1A
线圈内阻：0.5Ω
BC
随堂练习
4．如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E，内阻为r，指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则（ ）A．电动机的额定电压为IRB．电动机的输出功率为IE-I2RC．电源的输出功率为IE-I2rD．整个电路的热功率为I2（R0 +R）
C

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