王艳侠

非纯电阻电路（如电动机、电风扇等）中，电流除了发热以外，还对外做功，即电能一部分转化为电阻的内能，一部分转化为其他形式的能。下面向同学们介绍在这种情况下，如何选择功和功率的计算公式。

例1 如图1是一电动机提升物体的示意图，电源电压为120 V。电动机将一个质量为50 kg的物体1秒内匀速上提0.9 m，电路中的电流为5 A。（g取10 N/kg）

（1）求该电动机工作1 s所产生的电热。

（2）求电动机线圈阻值。

（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏？

解析：（1）由题意可知电动机1 s消耗的电能：W=UIt=120 V × 5 A × 1 s=600 J，消耗电能转化成的机械能对物体做功，所以转化成的机械能：W机=Gh=mgh=50 kg × 10 N/kg × 0.9 m=450 J，所以转化成的内能，即产生的电热：Q=W -W机=600 J - 450 J=150 J。

（2）由Q=I2Rt可得，电动机线圈阻值：R=[QI2t=150 J（5 A）2×1 s]=6 Ω。

（3）电动機被卡住时，电动机可看成是纯电阻电路，此时通过电动机的电流过大，电能全部转化为内能，导致电动机温度过高，容易烧坏。

答案：（1）150 J （2）6 Ω （3）电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻电路，此时通过电动机的电流过大，电能全部转化为内能，导致电动机温度过高，容易烧坏

例2 如图2为某型号电动机的铭牌，求：

（1）此电动机的额定电流。

（2）此电动机正常工作10 min所消耗的电能和由此转化为的机械能。

解析：（1）由P=UI可得，电动机的额定电流：I额=[P额U额=44 W220 V]=0.2 A。

（2）此电动机正常工作10 min所消耗的电能：W电=P额t=44 W × 600 s=2.64 × 104 J，这台电动机10 min内产生的热量：Q=I2Rt =（0.2 A）2 × 100 Ω × 600 s=2 400 J;转化为的机械能：W机=W电 - Q=2.64 × 104 J - 2 400 J=2.4 × 104 J。

答案：（1）0.2 A （2）2.64 × 104 J 2.4 × 104 J

总结：解答此类问题的关键是分析用电器的工作原理，明确其消耗的电能没有完全转化成内能，然后根据能量守恒分步求解。