电功效率二例

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例1 电动自行车是一种绿色环保型助力车，电动车的电源是电压为36V的铅蓄电池，电动机线圈的电阻为1Ω，工作时，通过电动机的电流是5A。在10min内电动机消耗的电能为J，转化的机械能为J，电动机的效率为。若铅蓄电池上标有15Ah，此铅蓄电池充足了电，电动车正常行驶速度为15km/h，则充一次电最多可行驶ｍ。

分析：在电流经过电动机时，电动机运转带动车轮转动，电能转化为机械能，因为电流具有热效应，电流通过电动机线圈时要产生热。在电路不是纯电阻电路而发生了电能转化为其他形式的能（机械能、化学能等）时，不能用欧姆定律I=去进行运算。电流做的功W＝UIt分成两部分，大部分转化为机械能，小部分转化为内能Q＝I2Rt。题中15Ah为电荷量，1Ah＝3600C。

解答：10min内电动机消耗的电能：W＝UIt＝36V×5A×10×60ｓ＝1.08×105J。

10min内电流通过电动机线圈产生的热：Q＝I2Rt＝（5A）2×1Ω×10×60ｓ＝1.5×10J。

电能转化的机械能：E＝W－Q＝1.08×10J－1.5×10J＝9.3×10J。

电动机的效率（机械能占电功的百分比）： η=×100%=×100%≈86.1%。

电动机正常行驶的时间：t===3h。

电动机行驶的最大路程：S＝ｖｔ＝15km/h×3ｈ＝45km＝4.5×10ｍ。

例2 家用灯具有两类，一类是日光灯，另一类是白炽灯。日光灯的玻璃灯管实际上是一种低气压放电管，灯管两端装有电极(俗称灯丝)，内壁涂有钨酸镁、硅酸锌等荧光物质。制造时抽去空气，充入少量水银和氩气。通电后，管内因水银蒸气放电而产生紫外线，紫外线激发荧光物质使其发出可见光，即“光致发光”。白炽灯的钨丝正常通电后温度达到1700℃以上，会发出耀眼的光芒。

1.“光致发光”中的第一个“光”指的是 。

2.下边是明亮程度相当的白炽灯和日光灯的对照表，请补充完整表格内容。

3. 从能量角度分析白炽灯发光效率不高的原因。

解析：电灯供人们夜间照明，但消耗的电能并非全部转化为光能，特别是白炽灯，温度高达1700℃以上才发白炽光，一般情况下把它视为纯电阻（电能全部转化为内能）；日光灯的工作温度较低，电能转化的内能不多，所以发光效率高。

此题的参考答案分别为：1. 紫外线；2. 电流的热效应；3. 电能大部分转化为内能，少部分转化为光能。