例1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V,线圈内阻为2Ω,线圈中电流为10 A,则这台电动机正常工作10s消耗的电能为多少?
【思路点拨】本题容易错解为:W=I2Rt =(10 A)2×2Ω ×10s=2000 J。而题目中要求计算电动机正常工作10 s消耗的电能,由于该电路不是将电能全部转化为热能,在计算电功时不能用W=I2Rt计算,只能用W=UIt计算(w=I2Rt只是计算了电热,这只是消耗电能的一部分)。故正确解法应该为:W=UIt=380 V×lO A×10s=3.8×104J。
答案:3.8×104J
例2.有一台“220 V,1OO W'’的洗衣机,由于使用不当,造成电动机卡死,电动机由于温度升高而被烧坏,已知这台电动机内的线圈阻值为2 欧,则这台洗衣机正常工作2 min消耗多少电能?电动机被卡死时,2 min产生多少热量?
【思路点拨】
由于电动机正常工作功率P=100 W,
所以电流2 min做的功 :W=Pt=1O0 W x120 s=l. 2 ×l04 J.
电动机卡死后,电能全部转化为机械能,电路中的电流:I=U/R=220V/2Ω=110A
所以可产生热量Q=I2Rt=(llO A)2 x2 Ω x 120 s=2.9 xl06 J.
答案 : 1.2 x 104 J;2.9 x 106 J
【规律总结】
公式W=UIt是普遍适用的公式,而w=I2Rt,W=(U2/R)t只适用在电能完全转化成热能的情况。如果电路中还包含有电动机、电解槽等用电器,这时电能除部分转化为热能外,还要转化为机械能、化学能等,这时电功只能用W=UIt计算,而不能用W=I2Rt,W=(U2/R)t计算了。
拓展演练
1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为220 V,线圈内阻为2Ω,它正常工作1 min消耗的电能为66 000 J,求通过电动机线圈内的电流。
答案:I=5A
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