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第4章 探究闭合电路欧姆定律
4.4 电路中的能量转化与守恒
第4章 探究闭合电路欧姆定律
定向移动
UIt
焦耳
J
UI
瓦特
W
平方
正比
正比
快慢程度
I2Rt
预习导学新知探究
梳理知识·夯实基础
要点探究·讲练互动
突破疑难·讲练提升
疑难突破·思维升华
以例说法·触类旁通(共40张PPT)电路中的能量转化与守恒
1.了解电功的概念，掌握电功和电功率的计算公式.(重点) 2.了解电功率和热功率的区别和联系.(难点)
3.了解闭合电路中功率分配关系，并进行相应计算.
一、电功与电热关系的分析
1.电功和电功率的普遍表达式
(1)电功
①定义：在导体两端加上电压导体就会产生电场，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动而形成电流.在这一过程中，电场力对电荷做功，这个功叫做电功.
②公式：W＝qU＝UIt
③国际单位：焦耳(符号J)
(2)电功率
①定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率.
②公式：P＝＝UI，是计算电功率普遍适用的公式.
③单位：瓦特(符号W)
2.电功与电热
(1)焦耳定律
①内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比Ｗ.
②公式：Q＝I2Rt
(2)热功率
①内容：单位时间内电流通过导体发出的热量.
②物理意义：热功率是描述电流做功产生电热快慢程度的物理量.
③公式：P＝I2R
1.在电动机等非纯电阻电路中欧姆定律适用吗？请你对自己的观点做出解释.
提示：欧姆定律的适用条件是金属导电和电解液导电，电动机是非纯电阻电路，正常工作时不适用，若电动机不转则可适用.
二、闭合电路中的能量转化与守恒
1.时间t内，外电路中产生的内能为I2Rt，
内电路中产生的内能为I2rt.
2.时间t内，电源内部非静电力做功为EIt，
根据能量守恒定律有EIt＝I2Rt＋I2rt.
3.电源的总功率为P总＝EI，
电源的输出功率为P出＝UI，
电源的效率η＝×100%＝×100%.
2.在现代社会里，人们离不开电.各种各样的用电器减轻了人们的劳动强度，提高了人们的生活质量.如图是日常生活中常见的用电器，你能说出它们的名称吗？电能转化为什么能了？
提示：电视机是将电能转化为内能和光能，洗衣机是将电能转化为机械能，空调是将电能转化为内能.
对电功和电热的理解
?学案导引
1.电流做功的实质是什么？电功和电热一样吗？
2.如何计算电功和电热？
1.对电功的理解
(1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功.
(2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式能的过程，电功标志着电能转化为其他形式的能的多少.
2.对电热的理解
(1)从微观的角度看，电热是自由电荷在导体中定向移动时，由于导体中金属离子的存在，自由电荷不断地与金属离子发生碰撞，使得金属离子运动的程度加剧，从而使导体温度升高，即产生电热.
(2)从能的角度看，电热表示电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的部分，即电热是电能转化为内能的量度.
3.电功与电热的区别与联系
(1)纯电阻电路
(2)非纯电阻电路
4.电功率与热功率
(1)区别
电功率决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积.
热功率是指在这段电路上因发热而损耗的功率，其大小决定于通过这段导体中电流强度的平方和导体电阻的乘积.
(2)联系
对于纯电阻电路，电功率等于热功率，计算时可用P＝IU＝I2R＝中任一形式进行计算.对非纯电阻电路，电路消耗的电功率等于热功率与机械功率等其他形式的功率之和，即电功率大于热功率.
(多选)下列关于电功、电功率和电热的说法，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＝t只适用于纯电阻电路
C．在非纯电阻电路中，UI＞I2R
D．电热Q＝I2Rt适用于任何电路
[思路点拨] 本题考查的是电功、电功率和焦耳定律，关键是正确区分电功和电功率.
[解析] 电功率公式P＝，功率越大，表示电流做功越快.对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝Rt，可见Q与P、U、t都有关.所以P越大，Q不一定越大，A错误.
W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路.而I＝只适用于纯电阻电路，B正确.
在非纯电阻电路中，电流做的功＝电热＋其他形式的能，所以W＞Q，即UI＞I2R，C正确.
Q＝I2Rt是电热的定义式，适用于任何电路中产生的电热，D正确.
[答案] BCD
eq \a\vs4\al()
解决电功、电热问题要注意公式的适用条件，W＝UIt和Q＝I2R·t是定义式，普遍适用，根据欧姆定律的变形公式W＝·t，W＝I2·R·t只用于纯电阻电路，而且在纯电阻电路中电功、电热相等.
1.关于三个公式：(1)P＝UI (2)P＝I2R (3)P＝，下列叙述正确的是( )
A．公式(1)适用于任何电路的电热功率
B．公式(2)适用于任何电路的电热功率
C．公式(1)、(2)、(3)适用于任何电路的电热功率
D．上述说法都不正确
解析：选B．P＝UI是总电功率的计算式，适用于任何电路，但不一定是电热功率，故A错误；P＝I2R是计算放出电热的功率，适用于任何电路，故B正确；P＝只适用于纯电阻电路中电阻放出热量的功率计算，C错误；故选B．
纯电阻电路与非纯电阻电路比较
?学案导引
1.如何区分电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路？
2.在非纯电阻电路中如何计算电流和电压？
1.两种电路的比较
纯电阻电路 非纯电阻电路
元件特点 电路中只有电阻元件用来发热或者只能发热 除电阻外还有能把电能转化为其他形式能量的用电器
电流、电压、电阻的定量关系 满足欧姆定律I＝U/R 不满足欧姆定律，但是遵循能量守恒定律即UIt＝I2Rt＋W，所以U>IR或I能量转化形式 电流做功将全部转化为内能，即W＝Q＝I2Rt＝t 电流做功除了部分转化为内能外，还有部分转化为其他形式的能量，即W＝UIt，Q＝I2Rt
能量转化流程
基本计算公式 W＝Q＝UIt＝t＝I2Rt＝qU W＝Q＋W其他
计算电热的公式 上述公式均可用 只能用Q＝I2Rt来计算电热
元件举例 电阻、电灯、电热毯、电炉丝等 电动机、电铃、电解槽、蓄电池等
2.非纯电阻电路中电流、电压的计算
欧姆定律I＝U/R不适用于非纯电阻电路，因此在这样的电路中不能简单地用I＝U/R来进行处理，可用以下方法来处理：
(1)将电阻与其他因素分离出来，区别对待.如电动机两端的电压为U，其内阻为R，电流为I，为了方便处理，将电阻R与电动机分离，画出等效电路图如图所示，很明显电压U是加在电阻R和电动机两端的总电压，加在R两端的电压要比U小，所以用I＝U/R计算电路的电流明显不对.若知道R两端的电压U′，对R使用欧姆定律I＝U′/R是可行的.
(2)通过电功(或电热)计算电流或电压
如在电动机两端加上电压U，电动机的内阻为R，每秒在电动机的内阻上产生热量Q，首先将电阻与电动机分离出来，因为Q＝I2Rt，所以I＝，并由此还可算出电动机将电能转化为机械能的功率：P＝UI－I2R＝U－.
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)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，这时电动机消耗的功率和发热的功率.
[思路点拨] 审题时要把握以下两点：
(1)发热功率为P热＝I2R.
(2)机械能的功率为：P机＝P电－P热.
[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＝(0.16)2×40 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，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I′＝＝ A＝5.5 A，电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W.
[答案] (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W
eq \a\vs4\al()
解答有关电动机问题的技巧：
(1)当电动机不转时可以看成纯电阻电路，
P＝UI＝I2R＝均成立.
(2)当电动机正常工作时，是非纯电阻电路，
P电＝UI＞P热＝I2R，U≠IR而有U＞IR.
(3)输入功率指电动机消耗的总功率.热功率是线圈上的电阻的发热功率.输出功率是指电动机将电能转化为机械能的功率.三者的关系：UI＝I2R＋P机.
2.如图所示，电源内阻为r，此电源为线圈电阻是R的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电源两端的电压是U，通过电动机的电流是I，则( )
A．电源的电动势为I(R＋r)
B．电源的输出功率为IU＋I2R
C．电动机内部发热功率为I2R
D．电动机的机械功率为IU＋I2R
解析：选C．此电路是非纯电阻电路，由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，其中U>IR，故A错误；电源的输出功率为P＝UI，故B错误；电动机内部发热功率P热＝I2R.故C正确；电动机的机械功率为P－P热＝UI－I2R.故D错误.
闭合电路的功率问题
?学案导引
1.外电阻越大，电源的输出功率越大吗？
2.生活中的用电过程是否电源输出功率越大越好？
1.各部分功率关系分析：由EIt＝I2Rt＋I2rt知，EI＝I2R＋I2r，其中EI为电源的总功率，I2r为电源内耗功率，I2R为外电路消耗功率，也是电源的输出功率.
2.电源的最大输出功率讨论：当外电路为纯电阻电路时讨论如下：
(1)电源的输出功率：
P出＝I2R＝R＝＝，
由此可知当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝.
(2)
P出与外电阻R的函数关系图像：图像如图所示，从图看出当R＜r时，若R增大，P出增大；当R＞r时，若R增大，P出减小.对一个确定的电源，除R＝r外，外电阻有两个值对应的输出功率相等，即R1＝R2，化简后得这两个阻值的关系为R1R2＝r2.
(3)电源的效率：η＝＝＝＝＝＝，可见，外电阻R越大，电源的效率越高，当电源有最大输出功率时，η＝50%，此时电源的效率并不最高.
(1)要注意电源的最大输出功率与某一个定值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗功率最大是当通过它的电流最大的时候.
(2)判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看做内阻.
如图所示，已知电源电阻r＝2 Ω，定值电阻R1＝0.5 Ω，求：
(1)当滑动变阻器的阻值多大时，电阻R1消耗的功率最大？
(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？
(3)当变阻器的阻值多大时，电源的输出功率最大？
[思路点拨] 解此题的关键有三点：
(1)电路结构，R2阻值多大时内外电阻相等.
(2)R1是定值电阻，最大消耗功率的条件.
(3)R2是可变电阻消耗最大功率时，R1如何处理.
[解析] (1)由闭合电路欧姆定律得电阻R1消耗的功率P1＝R1，当滑动变阻器阻值R2＝0时，R1消耗的功率最大P1 m＝R1.
(2)法一：求极值法
变阻器消耗的功率
P2＝R2＝R2
＝，
所以当R2＝R1＋r＝2.5 Ω时，变阻器消耗的功率最大.
法二：等效电源法
把定值电阻R1看做电源的内阻，则等效电源的内阻r′＝R1＋r＝2.5 Ω，
此时外电路中只有滑动变阻器一个元件，即滑动变阻器消耗的功率就是电源的输出功率，所以当R2＝r′＝2.5 Ω时，变阻器消耗的功率最大.
(3)原理同上一问，易得出当R2＋R1＝r，即R2＝r－R1＝1.5 Ω时，电源的输出功率最大.
[答案] (1)0 (2)2.5 Ω (3)1.5 Ω
eq \a\vs4\al()
本题涉及闭合电路欧姆定律和电功率的知识.数学极值法是处理物理极值问题的基本方法.
3.如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是( )
A．4 W、8 W B．2 W、4 W
C．4 W、6 W D．2 W、3 W
解析：选C．如图两(直)线交点为此电源与R相连时的状态，由图知：E＝3 V，U＝2 V，I＝2 A．则P出＝IU＝2×2 W＝4 W，P总＝IE＝2×3 W＝6 W.C正确.
典型问题——电动机的功率与力学综合问题
(8分)某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物质量m＝50 kg，电源的电压为U＝110 V，不计电源内阻及各处摩擦，闭合电键S，当电动机以v＝0.90 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A(g取10 m/s2)，由此可知电动机线圈的电阻R为多少？
[思路点拨] 电动机的输出功率和物体匀速上升过程中速度的关系为P出＝mgv，用此公式求解P出.
[解析] 电动机消耗的总能量一部分转化为重物的机械能，一部分转化为内能，故P电＝P机＋P热(2分)
其中P电＝UI，P机＝mgv，P热＝I2R(2分)
所以有IU＝mgv＋I2R(2分)
所以R＝＝4.0 Ω.(2分)
[答案] 4.0 Ω
eq \a\vs4\al()
电动机的电流求解的易错点是用I＝求解，但电动机是非纯电阻元件，欧姆定律不适用.
[随堂检测]
1.电动机是将电能转化为机械能的设备，下列使用了电动机的电器是( )
A．电风扇 B．电热毯
C．日光灯 D．家用电热水壶
解析：选A．在各电器中，使用了电动机将电能转化为机械能的电器有电风扇，电热毯、家用电热水壶利用了电流的热效应，日光灯是将电能转化为光能和内能，故A正确，B、C、D错误.
2.如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容，根据表中的信息，可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为( )
型号 DF－938 额定功率 900 W
额定电压 220 V 额定容量 1.2 L
A．6.8 A B．4.1 A
C．1.2 A D．0.24 A
解析：选B．由铭牌读出电热水壶额定功率为P＝900 W，额定电压为U＝220 V；由P＝UI得，通过电热水壶额定电流为：I＝＝ A≈4.1 A．
3.关于电功和焦耳热，下列说法错误的是( )
A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝I2Rt
D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝UIt
解析：选B．计算电功时，公式W＝UIt适用于任何电路.计算焦耳热时，公式Q＝I2Rt适用于任何电路.在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q，所以A、C、D正确，B错误.
4.把标有“220 V，100 W”的A灯和“220 V，200 W”的B灯串联起来，接入220 V的电路中，不计导线电阻，则下列判断中正确的是( )
A．两灯的电阻之比RA∶RB＝1∶2
B．两灯的实际电压之比UA∶UB＝2∶1
C．两灯实际消耗的功率之比PA∶PB＝1∶2
D．在相同时间内，两灯实际发热之比QA∶QB＝1∶2
解析：选B．由P＝求得：RA＝484 Ω，RB＝242 Ω，故RA∶RB＝2∶1，A错；两灯串联接入电路，故通过的电流相等，由U＝IR知，两端的电压之比即为电阻之比，故为2∶1，B对；又由P＝I2R，知PA∶PB＝2∶1，C错；由Q＝I2Rt得：QA∶QB＝2∶1，D错.
5.如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，重物A重20 N，不计摩擦力，求：
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？
(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
(4)这台电动机的机械效率是多少？
解析：(1)根据焦耳定律，热功率为
P热＝I2r＝12×1 W＝1 W.
(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P入＝IU＝1×5 W＝5 W，
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率
P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W.
(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10 s内，P出t＝Gh.
解得h＝＝ m＝2 m.
(4)机械效率η＝×100%＝80%.
答案：(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%
[课时作业]
一、单项选择题
1.下列哪个用电器是利用电流的热效应工作的( )
A．电风扇 B．充电器
C．电饭煲 D．洗衣机
解析：选C．电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应，故A错误；充电器是要将电能储存起来，不是利用电流的热效应来工作的，故B错误；电饭煲是利用了电流的热效应，来给食物加热的，故C正确；洗衣机是利用电动机带动工作的，应用了电流的磁效应，故D错误.
2.对计算任何用电器的热功率都适用的公式是(P表用电器的热功率，W表电流对用电器做的功，U表用电器两端电压，I表通过用电器上电流)( )
A．P＝I2R B．P＝IU
C．P＝ D．P＝
解析：选A．公式P＝I2R计算热功率适用于所有电器.则A正确，B、C、D三项若求得热功率，则只能是纯电阻电路才可用的公式.
3.一个阻值为1 Ω的电阻，通过它的电流强度为2 A，则下列说法正确的是( )
A．1 s内通过该电阻的电荷量为1 C
B．该电阻1 s内的发热量为2 J
C．该电阻1 s内的发热量为4 J
D．该电阻发热功率为2 W
解析：选C．据电流定义I＝知，1 s内通过该电阻的电荷量为2 C，A错误，据Q＝I2Rt＝4 J，B错误，C正确；P＝I2R＝4 W，D错误.
4.R1和R2分别标有“2 Ω，1.0 A”和“4 Ω，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A．1.5 W B．3.0 W
C．5.0 W D．6.0 W
解析：选A．把R1和R2串联后，由于R2的最大电流较小，所以串联后的最大电流为0.5 A，串联后的总电阻为6 Ω，所以电路的最大功率为P＝I2R＝0.52×6 W＝1.5 W，所以A正确.
5.一辆电瓶车，车和人的总质量为500 kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24 V的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8 m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5 A，设车所受的阻力是车和人重的0.02倍(g＝10 m/s2)，则此电动机的内阻是( )
A．4.8 Ω B．3.2 Ω
C．1.6 Ω D．0.4 Ω
解析：选C．电动机总功率为：P＝UI，电动机热功率为：P内＝I2r，电动机输出功率为：P出＝Fv，车匀速运动，故：F＝f，根据能量守恒定律有：P＝P内＋P出，联立得到：UI＝I2r＋0.02 mgv，代入数据解得：r＝1.6 Ω.
6.如图为A、B两灯泡的I－U图像，把它们串联接在220 V的恒压电源上，根据图像，计算A、B两灯泡的实际功率分别约为( )
A．48.4 W、22 W B．22 W、48.4 W
C．50 W、170 W D．5 W、17 W
解析：选D．两灯泡串联接在220 V的电压下，则可知两灯泡电流相等，且总电压为220 V，则由题图可知，电流约为0.1 A，A的电压为50 V，B的电压约为170 V，则由P＝UI可知，A的功率为5 W，B的功率为17 W.
二、多项选择题
7.一直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，电动机线圈的电阻为r.该电动机正常工作时，下列说法正确的是( )
A．电动机消耗的电功率为IU
B．电动机的输出功率为IU－I2r
C．电动机的发热功率为
D．I、U、r三个量间满足I＝
解析：选AB．电动机正常工作时，电动机消耗的电功率P电＝UI，故A正确.电动机的发热功率P热＝I2r，由于欧姆定律不再成立，P热≠.根据能量守恒定律得到，电动机的输出功率P出＝P电－P热＝UI－I2r，故B正确，C错误.电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，电能一部分转化为内能，则有UIt＞I2rt，得到U＞Ir，故D错误.
8.有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标为“110 V，60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )
A．电解槽输入功率为60 W
B．电解槽发热功率为60 W
C．电解槽消耗的总电功率为60 W
D．电路消耗总功率为60 W
解析：选AC．由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压为(220－110) V＝110 V，由于电解槽和灯泡串联.它们的电流相等，所以I＝＝ A，所以电解槽的输入功率为P＝UI＝110× W＝60 W，所以A正确.电解槽的发热功率为P热＝I2r＝×4.4 W≈1.3 W，所以B错误.电解槽消耗的总功率等于电解槽的输入功率为110× W＝60 W，所以C正确，电路消耗总功率为：P总＝220× W＝120 W，所以D错误.
9.如图所示是一直流电动机提升重物的装置.已知重物质量为m＝50 kg，电源输出电压U＝110 V保持不变，电动机线圈电阻R＝4 Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A(g＝10 m/s2)，则( )
A．电源的输出功率为100 W
B．电动机线圈电阻R的发热功率550 W
C．提升重物的功率为450 W
D．电动机的效率约为81.8%
解析：选CD．电源输出功率P＝UI＝550 W，选项A错误；电动机线圈电阻R的发热功率P热＝I2R＝100 W，选项B错误；提升重物的功率为P机＝(550－100) W＝450 W，选项C正确；电动机的效率为η＝＝×100%≈81.8%，选项D正确.
10.下表列出了某品牌电动自行车(如图)及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗.若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )
自重 40(kg) 额定电压 48(V)
载重 75(kg) 额定电流 12(A)
最大行驶速度 20(km/h) 额定输出功率 350(W)
A．电动机的输入功率为576 W
B．电动机的内电阻为4 Ω
C．该车获得的牵引力为104 N
D．该车受到的阻力为63 N
解析：选AD．电动机的输入功率P入＝UI＝48×12 W＝576 W，故A正确.根据P热＝P入－P出＝(576－350) W＝226 W，根据P热＝I2r解得：r＝ Ω≈1.6 Ω，故B错误.电动车速度最大时，牵引力F与阻力f大小相等，由P出＝fvmax得：f＝＝ N＝63 N，故C错误，D正确.
三、非选择题
11.如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3 V，6 W”“6 V，3 W”，求PQ间允许加的最大电压为多少？(假定小灯泡电阻不变)
解析：由P＝UI得两灯泡的额定电流：
I1＝＝ A＝2 A
I2＝＝ A＝0.5 A
电路中允许的最大电流为0.5 A
由P＝得两灯泡的电阻：
R1＝eq \f(U,P1)＝ Ω＝1.5 Ω
R2＝eq \f(U,P2)＝ Ω＝12 Ω
允许加的最大电压为U＝I2(R1＋R2)＝0.5×(1.5＋12) V＝6.75 V.
答案：6.75 V
12.如图所示的电路中，电炉电阻R＝10 Ω，电动机线圈的电阻r＝1 Ω，电路两端电压U＝100 V，电流表的示数为30 A，问：
(1)通过电动机的电流强度为多少？
(2)通电一分钟，电动机做的有用功为多少？
解析：(1)电炉电阻R＝10 Ω，电压U＝100 V，故电流：
IR＝＝＝10 A
通过电动机的电流：IM＝I－IR＝30 A－10 A＝20 A．
(2)电动机的总功率：P＝UIM＝100×20 W＝2 000 W
电动机的发热功率：P热＝Ir＝202×1 W＝400 W
故电动机的机械功率是：P出＝P－P热＝(2 000－400) W＝1 600 W
则通电1分钟后，输出的有用功W＝P出t＝1 600×60 J＝96 000 J.
答案：(1)20 A (2)96 000 J
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