本站原创用电器都是把电能转化为不同形成的能量来为人们怎么写作的.像电灯、电烙铁、电炉、电饭锅等都是把电能转化为内能,我们把接入这些用电器的电路称为纯电阻电路；像电风扇、电动机等一些用电器工作时把电能转化为内能和其他形式的能,我们把接入这些用电器的电路称为非纯电阻电路.其他形式的能包括机械能、化学能等,本文主要以机械能为例进行讲解.
在纯电阻电路中,用电器消耗的电能W全部转化为内能Q,有W等于Q,而在非纯电阻电路中,电能大部分转化为机械能,很少部分转化为内能,W等于W′+Q,W为消耗电能,W′为机械能,Q为内能,有W>Q.电动机电路是非纯电阻电路,它工作时的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律,即公式I等于U/R对这个电路不成立.如电流流过电动机时,大部分电能转化为机械能,很少部分转化为内能,计算电流做了多少功,即消耗的电能可用W等于UIt,计算电能产生多少内能可用Q等于I2Rt,同学们在解题时一定要注意这一点.请看几则关于非纯电阻电路中考题的解析,认真加以领会,或许能有所启迪.
例1 一电动机线圈的电阻为1Ω,线圈两端所加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作.
（1）在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法：
小明解：W等于UIt等于2V×0.8A×60s等于96J
小华解：W等于I2Rt等于（0.8A）2×1Ω×60s等于38.4J
你认为哪位同学做得对,请做出判断并说明理由.
（2）求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少?
解析 （1）小明对.
因为电动机工作时电能没有全部转化为内能,大部分电能转化为机械能,所以电动机工作时电功大于电热（或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律）.
（2）1min内这台电动机所转化的机械能W′等于W-Q等于96J-38.4J等于57.6J.
例2 如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械,从能量转化的角度看.它主要是把电能转化为机械能,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉.现有一台电动机,当电动机两端加220V电压时,通过电动机线圈的电流为50A.问：
（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少?
（2）已知电流通过导体时产生的热量Q
等于I2Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间）,若该电动机线圈的电阻是0.4Ω,则该线圈每分钟产生的热量是多少?
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
解析 求消耗的电能,利用公式W等于UIt；求产生的热量,利用焦耳定律Q等于I2Rt；机械功应为电能与热量的差值,及W机等于W-Q,代入数据即可求出.
（1）消耗的电能
W等于UIt等于220V×50A×60s等于6.6×105J；
（2）产生的热量
Q等于I2Rt等于（50A）2×0.4Ω×60s等于6.0×104J；
（3）所做的机械功
W机等于W-Q等于6.6×105J-6.0×104J等于6.0×105J.
例3 将实验用的电动机与电流表串联后接在6V直流稳压电源上,闭合开关后电动机并没有运转,这时电流表示数为5A,检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了.排除故障后,让电动机带动轻负载转动,这时电流表示数为1A,此时电动机做的机械功的功率为多少?
解析 电动机电路是非纯电阻电路,它被卡住时,电能完全转化为内能,可用R等于U/I求电阻；在它工作时,电能没有完全转化为内能,电能大部分转化为机械能,很少部分转化为内能,只能用P等于I2R求线圈的发热功率,在求出总功率后,两则相减,可求得电动机的输出功率,即做机械功的功率.过程如下：
线圈电阻R等于U/I等于6V/5A等于1.2Ω,
总功率P总等于UI′等于6V×1A等于6W,
发热功率
P热等于I′2R等于（1A）2×1.2Ω等于1.2W.
机械功的功率
P有等于P总-P热等于6W-1.2W等于4.8W.
在此例中,当电动机被卡住时,发热功率为6W,其发热功率比正常工作时发热功率大为提高,若不及时切断电源,电动机会因温度升高而被烧毁.而电动机在正常工作时,其消耗的电能中仅有很少一部分转化为内能,其余大部分转化为机械能.
例4 电动机是将电能转化成机械能的机器,但由于线圈内部有电阻,所以同时还有一部分电能转化成内能.若一台玩具电动机接在6V的电源两端,使其正常转动时,通过电动机中的电流为0.3A；短暂地卡住电动机转轴,使其不能转动,通过电动机中的电流为3A.则这台电动机线圈的电阻为 Ω,正常转动时的效率是 .
解析 电动机线圈的电阻
R等于U/I′等于6V/3A等于2Ω.
电动机正常工作时,电能大部分转化为机械能,很少部分转化为内能,消耗电能W,W等于UIt,产生内能Q等于I2Rt,机械能W′等于W-Q,转动时的效率为：
η等于W′/W等于（W-Q）/W等于1-Q/W等于1-I2Rt
/UIt等于1-IR/U等于1-0.3A×2Ω/6V等于90%.
答案 2 90%
例5 一个玩具车使用的电动机,当把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A；若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,测得此时流过电动机的电流是1A.那么该电动机线圈的电阻是 Ω,电动机正常工作时的效率是 %.
解析 本题和例4类似,该电动机线圈的电阻为电动机不转时,R等于U′/I′等于0.2V/0.4A等于0.5Ω,
正常工作时的效率为：
η等于W′/W等于1-IR/U等于1-1A×0.5Ω/2V等于75%.
答案 0.5 75
由以上几例可以看出,在纯电阻电路中,电能只转化为内能,转化过程是通过电流做功来实现的,即电路中电功的值等于电热值,有W等于Q.在非纯电阻电路中,如含有电动机的电路中,从能量转化的角度看,电能不仅转化为内能,还有一部分要转化为机械能.从功能关系来看,电流做功应等于电动机做的机械能和电阻增加的内能之和.