焦耳定律適用于純電阻電路,不適用于非純電阻電路。
非純電阻電路是指有化學(xué)反應(yīng)或電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等的電路,在這些電路中,電能不僅轉(zhuǎn)化為熱,還轉(zhuǎn)化為了其他形式的能量(如產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng))。
此外,焦耳定律不適用于交流電路,因?yàn)榻涣麟娐返碾娮枋请S時(shí)間變化的。
另外,如果電流與電阻的乘積不為一個(gè)恒定的值(即有非線性),那么焦耳定律也不適用。
總的來(lái)說(shuō),焦耳定律只有在純電阻電路、直流電路和恒定電流電路中才能使用。
例:一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中,消耗的電功率為P,轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率為P1,已知電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r,則電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為:
A. P - P1 = I^2r (正確)
B. P = I^2r (錯(cuò)誤)
C. P1 - P = I^2r (錯(cuò)誤)
D. P + P1 = I^2r (錯(cuò)誤)
解析:本題考查焦耳定律的應(yīng)用。由于電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路,歐姆定律不適用,因此選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。根據(jù)能量守恒定律,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量等于電動(dòng)機(jī)消耗的電功率減去電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率,即選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。因此,本題答案為A。