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例析电功、电功率与电热的估算

更新时间:2023-10-15 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

【摘要】电功、电功率和电热是高中数学教学中的重点和难点,也是考试中的热点。这类估算的关键是分甜美内阻电路和非纯内阻电路。本文针对这类估算进行了剖析。【关键词】纯内阻电路非内阻电路估算Q23物理好资源网(原物理ok网)

电功、电功率和电热的估算是小学数学的重要内容和基础,在估算时,首先要认清哪些是纯内阻电路和非纯内阻电路。所谓纯内阻电路是指只富含内阻的电路电功率公式纯电阻电路,电流通过时,把电能全部转化为内能,即W=Q;电路中若果有电吊扇、电动机等用家电,电流通过时消耗的大部份电能转化为机械能,只有少部份电能转化为内能,这样的电路是非纯内阻电路。Q23物理好资源网(原物理ok网)

一、纯内阻电路的估算公式Q23物理好资源网(原物理ok网)

在中学阶段属于纯内阻电路的用家电有:电热水器、电饭锅、电熨斗、电炉、电烙铁、电烤炉、电热毯等。①电功和电热的估算公式:Q23物理好资源网(原物理ok网)

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例1:某保温电热水壶的电路图如图所示,电热水壶有加热和保温两种状态(由机内控温开关S2手动控制),其标牌技术参数如图表中所示。(不考虑湿度对内阻值的影响)求:⑴开关S1、S2均闭合时,电热水壶处于哪种工作状态?⑵电阻R1、R2的电阻分别是多少?Q23物理好资源网(原物理ok网)

⑶将体温为20℃,质量为2kg的水烧开,须要26min,这么电热水壶把电能转化为内能的效率是多大?Q23物理好资源网(原物理ok网)

[c水=4.2×103J/(kg?℃)标准大气压下]Q23物理好资源网(原物理ok网)

剖析:电热水壶属于纯内阻电路,解题思路与例1基本相同,只是在第三问中涉及了能量的转化和效率。水烧开吸收的热量是由消耗的电能转化而至的,拿来做有用功,因而,电热水壶把电能转化为内能的效率就是水烧开吸收的热量与煮饭消耗的总电能的比值。Q23物理好资源网(原物理ok网)

解:⑴由公式Q23物理好资源网(原物理ok网)

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例2:一台直流电动机,其阻值是0.5?,加在它两端的电流是220V,正常运转时通过它的电压是20A,试估算1h内电动机消耗的电能、产生的热量和形成的机械能。Q23物理好资源网(原物理ok网)

剖析:电动机不是纯内阻电路,为此,消耗的电能的估算公式用W=UIt,形成热量的估算公式用2QIRt=;消耗的电能一部份转化为电热电功率公式纯电阻电路,一部份转化为机械能,故电能与电热之差就是电动机的机械能。另外,在估算之前,先依照题设条件进行单位换算。Q23物理好资源网(原物理ok网)

⑴1h=3600s电动机消耗的电能Q23物理好资源网(原物理ok网)

例3:将一台“220V100W”的电电扇、一个“220V100W”的充电器、一把“220V100W”的电烙铁分别接入220V的电源上,在相同的时间内,电压通过它们形成的热量最多的是()Q23物理好资源网(原物理ok网)

A.电烙铁B.充电器C.电电扇D.一样多Q23物理好资源网(原物理ok网)

解析:这是一道纯内阻电路和非纯内阻电路混和题,其中电烙铁是纯内阻电路,电烙铁消耗的电能全部转化为热能;充电器和电吊扇是非纯内阻电路,充电器和电吊扇消耗电能的少部份转化为热能。由题设条件可知,它们都在额定电流下工作,但是它们的额定功率都相同,再由公式W=Pt可知,在相同的时间内它们三个消耗的电能相同,所以形成热量最多的是电烙铁。Q23物理好资源网(原物理ok网)

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