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用电器都是把电能转化为不同形成的能量来为人们服务的.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=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=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=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=UIt，计算电能产生多少内能可用Q=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=UIt=2V×0.8A×60s=96J
小华解：W=I2Rt=（0.8A）2×1Ω×60s=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′=W-Q=96J-38.4J=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
=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=UIt；求产生的热量，利用焦耳定律Q=I2Rt；机械功应为电能与热量的差值，及W机=W-Q，代入数据即可求出.
（1）消耗的电能
W=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J；
（2）产生的热量
Q=I2Rt=（50A）2×0.4Ω×60s=6.0×104J；
（3）所做的机械功
W机=W-Q=6.6×105J-6.0×104J=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=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=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=U/I=6V/5A=1.2Ω，
总功率P总=UI′=6V×1A=6W，
发热功率
P热=I′2R=（1A）2×1.2Ω=1.2W.
机械功的功率
P有=P总-P热=6W-1.2W=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=U/I′=6V/3A=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=UIt，产生内能Q=I2Rt，机械能W′=W-Q，转动时的效率为：
η=W′/W=（W-Q）/W=1-Q/W=1-I2Rt
/UIt=1-IR/U=1-0.3A×2Ω/6V=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=U′/I′=0.2V/0.4A=0.5Ω，
正常工作时的效率为：
η=W′/W=1-IR/U=1-1A×0.5Ω/2V=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=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.
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=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=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=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=UIt，计算电能产生多少内能可用Q=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=UIt=2V×0.8A×60s=96J
小华解：W=I2Rt=（0.8A）2×1Ω×60s=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′=W-Q=96J-38.4J=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
=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=UIt；求产生的热量，利用焦耳定律Q=I2Rt；机械功应为电能与热量的差值，及W机=W-Q，代入数据即可求出.
（1）消耗的电能
W=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J；
（2）产生的热量
Q=I2Rt=（50A）2×0.4Ω×60s=6.0×104J；
（3）所做的机械功
W机=W-Q=6.6×105J-6.0×104J=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=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=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=U/I=6V/5A=1.2Ω，
总功率P总=UI′=6V×1A=6W，
发热功率
P热=I′2R=（1A）2×1.2Ω=1.2W.
机械功的功率
P有=P总-P热=6W-1.2W=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=U/I′=6V/3A=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=UIt，产生内能Q=I2Rt，机械能W′=W-Q，转动时的效率为：
η=W′/W=（W-Q）/W=1-Q/W=1-I2Rt
/UIt=1-IR/U=1-0.3A×2Ω/6V=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=U′/I′=0.2V/0.4A=0.5Ω，
正常工作时的效率为：
η=W′/W=1-IR/U=1-1A×0.5Ω/2V=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=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.