欧姆定律 是否成立
U＝IR，I＝UR成立
U＞IR，I＜UR不成立
说明
W＝UIt，P电＝UI适用于任意电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt，P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路W＝Q，P电＝P热，非纯电阻电路W＞Q，P电＞P热
4.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI. (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r. (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，P出＝IU－I2r. (4)电动机的效率：η＝PP出入×100%＝IUI－UI2r×100%.
三 电路中的能量转化
1.电源是 把其他形式的能转化为电能 的装置.电源提供的能量一部分消耗在外电 路上，电能转化为 其他形式的能 ；一部分消耗在内电路上，电能转化为 内 能. 2.能量关系：电源提供的能量等于内、外电路消耗的能量之和，即：EIt＝ UIt＋I2rt . 功率关系：电源提供的电功率等于内、外电路消耗的电功率之和，即：EI＝_U__I＋__ _I_2_r_. 对于外电路是纯电阻的电路，其能量关系和功率关系分别为：EIt＝ I2Rt＋I2rt ， EI＝ I2R＋I2r . 当外电路短路时：I0E＝ I02r ，即发生短路时，电源释放的能量全部在内电路上转 化成内能，这种状态很危险.
2202 100
Ω＝484 Ω，所以 a 灯的电阻大于 b 灯的电阻，因为两灯电流相等，根据
U＝IR 知 Ua>Ub，又因为 P＝UI，所以 Pa>Pb，A、B、C 错误，D 正确.
例2 两盏额定电压均为110 V、额定功率PA＝100 W、PB＝40 W的灯泡， 若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小 的电路是
例3 (多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是
A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
√B.W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝UR2t 只适用于纯电阻电路 √C.在非纯电阻电路中，UI>I2R √D.焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
解析 电功率公式 P＝Wt ，表示电功率越大，电流做功越快，对于一段电路， 有 P＝IU，I＝UP，焦耳热 Q＝(UP)2Rt，可见 Q 与 P、U、t、R 都有关，所以 P 越大，Q 不一定越大，A 错. W＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 I＝UR只适用于纯电阻电路， B 对.
恰好正常发光，电动机正常工作，求：
图3
(1)通过电动机的电流； 答案 0.6 A
解析 流经灯泡的电流 IL＝UPL＝44 A＝1 A 流经电阻R的电流 IR＝U－RUL＝12－5 4 A＝1.6 A 流经电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A.
(2)电动机的输出功率P出； 答案 2.04 W
解析 电动机消耗的总功率P′＝ULI＝4×0.6 W＝2.4 W 电动机的热功率 P热＝I2r＝(0.6)2×1 W＝0.36 W 电动机的输出功率P出＝P′－P热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W
例6 (2019·日照市期末)如图4所示的电路中，电源电
动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，
定值电阻R1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，理想电压表的
示数U1＝3.0 V.求：
(1)电源总功率；
第二章 直流电路
ห้องสมุดไป่ตู้
学习目标
1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念. 2.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别. 3.明确闭合电路中的能量转化和几种功率.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
自主预习 重点探究 达标检测 课时对点练
自主预习
01
一 电功 电功率
1.电功 (1)定义： 电场力 移动电荷所做的功，简称电功. (2)公式：W＝ UIt ，此式表明电场力在一段电路上所做的功等于这段电路 两端的电压U 与电路中的 电流I 和 通电时间t 三者的乘积. (3)单位： 焦耳 ，符号是 J . 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝ 3.6×106 J. (4)电流做多少功，就表示有多少 电能 转化为其他形式的能.
(3)电动机的效率. 答案 85%
解析 电动机的效率： η＝PP′出 ×100%＝22..044×100%＝85%.
三 电路中的能量转化
1.电源的有关功率和电源的效率 (1)电源的总功率：P总＝IE. (2)电源的输出功率：P出＝IU. (3)电源内部的发热功率：P内＝I2r. (4)三者关系：P总＝P出＋P内(适用于任何电路) 或EI＝U外I＋U内I(适用于任何电路) 或EI＝I2R＋I2r(适用于外电路是纯电阻的电路) (5)电源的效率：η＝PP出总×100%＝UE×100%，对于纯电阻电路，η＝R＋R r×100%.
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)电功率越大，表示电流做功越多.( × ) (2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功.( √ ) (3)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热.( √ ) (4)在外电路是非纯电阻电路时，外电路消耗的电能可用I2Rt表示.( × )
√
解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是不是额定电压或电流是不
是额定电流，对灯泡有P＝UI＝
U2 R
，可知RA＜RB.
对于A电路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，UB＋UA＝220 V，则UB＞110 V，
B灯被烧毁，UA＜110 V，A灯不能正常发光，A错；
对于B电路，由于RB＞RA，A灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于RB，所以
2.串、并联电路的总功率 (1)串联电路：P总＝U总I＝(U1＋U2＋U3＋…)I＝P1＋P2＋P3＋… (2)并联电路：P总＝UI总＝U(I1＋I2＋I3＋…)＝P1＋P2＋P3＋… 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电阻消耗的功率之和.
解析 电动机不转时电路为纯电阻电路，由欧姆定律可知电动机线圈的内阻 r＝UI00＝00..24 Ω＝0.5 Ω
(2)求电动机正常工作时的输出功率； 答案 1.5 W
解析 电动机正常工作时电路为非纯电阻电路，消耗的总功率P总＝UI＝ 2×1 W＝2 W 线圈内阻的热功率P热＝I2r＝12×0.5 W＝0.5 W 则电动机正常工作时的输出功率P出＝P总－P热＝2 W－0.5 W＝1.5 W
(5)无论外电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，均可用EIt＝UIt＋I2rt表示
电路中的能量关系.( √ )
2.通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为 I， 2
Q 则在时间t内产生的热量为 2 .
解析 电流为 I 时，Q＝I2Rt，电阻变为原来的 2 倍时，电流变为原来的12， 时间不变，Q′＝2I 2·2R·t＝21I2Rt＝12Q.
知识深化 1.电热和热功率 电热的计算式Q＝I2Rt 热功率的计算式P热＝I2R 可以计算任何电路中产生的电热和热功率. 2.纯电阻电路与非纯电阻电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能. (2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路.在非纯电 阻电路中，电流做功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能等 其他形式的能.
在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q， 故UI>I2R，C对. Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D对.
例4 (2019·九江一中月考)有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时， 电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；把它接入2 V电压的电路中， 电动机正常工作，工作电流是1 A. (1)求这台电动机的内阻； 答案 0.5 Ω
3.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较
举例
纯电阻电路 白炽灯、电烙铁、电熨斗、 电饭锅
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IUt＝I2Rt
P电＝P热，即IU＝I2R
非纯电阻电路 电动机、电解槽
W＝Q＋E其他 即UIt＝I2Rt＋E其他
P电＝P热＋P其他 即IU＝I2R＋P其他
UB＞U并，B灯被烧毁，A灯不能正常发光，B错；
对于C电路，B灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能UA＝
UB＝110 V，两灯可以正常发光.
对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB ＝110 V，两灯可以正常发光. 比较C、D两个电路，当灯A、B均正常发光时，由于C电路中滑动变阻器功 率为(IA－IB)×110 V，而D电路中滑动变阻器功率为(IA＋IB)×110 V，所以 C电路消耗电功率最小，C对，D错.
电压分别为Ua、Ub，实际功率分别为Pa、Pb，且实际功率都没有超过额定功 率，设a、b两灯电阻均不变.下列判断正确的是
A.Ua<Ub，Pa<Pb
B.Ua<Ub，Pa>Pb
C.Ua>Ub，Pa<Pb
√D.Ua>Ub，Pa>Pb
图2
解析 根据 P＝UR2知，a 灯的电阻为 R1＝242002 Ω＝1 210 Ω，b 灯的电阻为 R2＝
并联电路
功率分配
PP12＝RR12(纯电阻)
PP12＝RR21(纯电阻)
总功率 P＝P1＋P2＋…＋Pn(任意电路) P＝P1＋P2＋…＋Pn(任意电路)
例1 (2019·湖州市期末)a、b两灯连接成如图2所示的电路.a灯的规格为
“220 V 40 W”，b灯的规格为“220 V 100 W”.通电时，a、b两灯两端
2.电功率 (1)电流所做的功与做这些功所用时间的 比值 叫做电功率，它在数值上 等于 单位时间内电流所做的功 .