18.4 焦耳定律
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人教版初中物理九年级第十八章第四节18.4焦耳定律图文课件 (共18张PPT)
三、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为 内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = UIt =I2Rt=
U R
2
t
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电 机的机械能： 电能 内能+机械能
W＞ Q 热
1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方 成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2．公式：Q = I2Rt I——安（A）
3．单位：焦耳（J）
R——欧（Ω） t——秒（s）
4、推导公式：Q = W = UIt =I2Rt=
U
2
R
t
当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，以上公式 通用，当电能转化为内能以外的能量时，W = UIt只能用来 计算电功，Q = I2Rt 只能用来计算电热
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
1、学习外语并不难，学习外语就像交朋友一样，朋友是越交越熟的，天天见面，朋友之间就亲密无间了。——高士其 2、对世界上的一切学问与知识的掌握也并非难事，只要持之以恒地学习，努力掌握规律，达到熟悉的境地，就能融会贯通，运用自如了。 ——高士其 3、学和行本来是有联系着的，学了必须要想，想通了就要行，要在行的当中才能看出自己是否真正学到了手。否则读书虽多，只是成为一座死书库。 ——谢觉哉 4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。—— 贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。 ——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。—— 列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。—— 华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。 ——苏霍姆林斯基 11、学会学习的人，是非常幸福的人。 ——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。 ——布瓦罗 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。 ——华罗庚 14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。—— 莱杰 15、学习是劳动，是充满思想的劳动。 ——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。 ——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。 ——毛泽东 18、只要愿意学习，就一定能够学会。 ——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。—— 列夫· 托尔斯泰 20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。—— 赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。—— 约翰 · 贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。 ——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。 ——别林斯基
18.4焦耳定律
二、焦耳定律 1.内容：电流通过导体产生的热量 跟 电流的二次方 成正比， 跟 导体的电阻 成正比， 跟 通电时间 成正比。
2.公式： Q ＝ I 2 R t
J A Ωs
《一课一练》P77 【例2】
训练1.某导体的电阻是 2Ω，通过 2A 的电流时， 1min 产生多少焦耳的热量？
解：Q ＝I 2 R t ＝(2A)2×2Ω×60s ＝480J
训练2.一根 60Ω 的电热丝接在 36V 的电源两端， 在 5min 内共产生多少热量？
解：I
＝
U R
＝
36V 60Ω
＝0.6A
Q ＝I 2 R t ＝(0.6A)2×60Ω×5×60s ＝6480J
训练3.一个额定功率是 440W 的电饭锅，
在额定电压下使用 20 min，求：
(1)这个电饭锅产生多少电热。
小结
★电热的计算★
1.焦耳定律： Q ＝ I 2 R t 2.电 热 器： Q ＝ W ＝ P t
《一课一练》P77 【例3】
电热的防止
非电热器工作时产生的电热是 有害 的， 所以要及时 散热 。 如： 散热窗 、 散热片 、 散热风扇 。
三、电热的利用和防止
1.电热与电能
电 热 器：Q ＝ W 非电热器：Q ＞ W
2.电 热 器是利用电流的 热 效应来工作。
3.非电热器工作时产生的电热是 有害 的， 因此非电热器要及时 散热 。 如： 散热窗 、 散热片 、 散热风扇 等。
解：I
＝
P U
＝
440W 220V
＝2A
电热:Q ＝5.28×105J
R
＝
U I
＝
220V 2A
＝110Ω
课件3：18.4 焦耳定律
实验探究电热Q与I、R、t的关系：
设计实验
①研究方法
控制变量法
Q1:怎样研究通电导体产生的热量与电阻的关系?
☆实验中应控制哪些因素相同？ 电流I和通电时间t ☆怎样控制电流 I 相同？ 将阻值不同的电阻串联在电路中
Q2:怎样研究通电导体产生的热量与电流的关系? ☆实验中应控制哪些因素相同？
电阻R和通电时间t ☆怎样改变电路中的电流 I 呢？ 接入电压不同的2个电路 Q3:如何比较通电导体产生热量的多少?
第十八章 电功率
4 焦耳定律
下列用电器有什么共同之处？
一、电流的热效应
导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电 流的热效应。 注意：电流具有热效应的主要原因是导体有电阻。
二、电热器
1.定义：利用电流的热效应工作的装置，称之为电热器。
2.电热器的主要组成部分： 发热体 注意：发热体是由电阻大，熔点高的合金材料制成的。
Q1的 ( B )
A、2倍
B、4倍
C、0.25倍
D、0.5倍
问题2
1、课文前面“？” 中为什么“觉察不出和灯相连的电线发 热”？
2、课文前面“？”中的和电炉相连的电线为什么显著发热？
3、从第四节的例题知道，额定电压相同的灯泡，额定功率越 大，电阻越小，单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定 律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾， 这是怎么回事？
三、焦耳定律
电流通过导体时产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的 电阻成正比,与通电时间成正比.
公式：Q = I2 R t
单位： I-A, R-Ω, t-s, Q-J
纯电阻电路 ---电能全部转化为内能
Q热= I2Rt Q热 = W = UIt
18.4 焦耳定律
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。
对只存在电流热效应的电路均可用这些公式来计算热量。
电功与电热的区别与联系
①电功与电热的区别
电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路
消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。
电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的
那一部分。
两者表示的意义不同，是两个不同的概念。
例如：当电扇工作时，消耗的电能主要
转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。
W总＝UIt =W机械能＋Q热量
电能>内能
总结：电功与电热的联系
① 在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，电路消耗
的电能和生成的内能在数值上是相等的，即W=Q，如电炉、电
热器、电熨斗等.
② 在非纯电阻电路中，如含有电动机等，电流做的功一部
②影响电功大小的因素
电流所做的功与 电压、电流、通电时间 成正比。
③公式：
W = UIt
④国际单位：焦耳（J）
1焦 =1伏·1安·1秒
思考：生活中，利用电能转化为内能的用电器有哪些？
通电后产生热量取暖
通电后可以烧开水
电热水壶
电热扇
电能转化内能
能转化为能的现象
：
电饭锅
通电后产生热量煮饭
电热毯
通电后电热毯发热
想一想:
导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？
猜想：
可能与电阻有关；
可能与电流有关；
可能与通电时间有关；
研究方法：
控制变量法
视频讲解《探究实验—电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系》
实验探究
实验Байду номын сангаас置
1804 焦耳定律
义务教育教科书
物理
九年级
全册
第十八章
电功率
§18.4 焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产 生。请举例说明。
一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫 做电流的热效应。
想想议议
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热
得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
火线
供 电 站 零线 小 明 家
电池的充、放电计算
蓄电池、手机用锂电池可多次使用，充电时电能转化为化学能， 放电时，化学能转化为电能。通常手机上标有“3.7V 780mA·h”表示电池的额定电压为3.7V，容量为780mA·h 则 电池能储存的电能 W=3.7V×780mA·h=3.7V×0.78A×3600s=10389.6J
二次方成正比，跟导体的电阻成正
比，跟通电时间成正比。
2．公式：Q = I2Rt
3．单位：焦耳（J）
三、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为 内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电 机的机械输送与线损
（2）在保证输送功率不变的情况下，为什么采用高压送电？
（3）若使用相同的输电线，输送相同的电功率，从减少输电 线的电能损失，确保供电来看，在500kV和110kV高压输电方案 中，应选用哪种输电方案？所选方案的输电损失为另一方案的 百分之几？
小明学了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水 器的实际功率。他的做法是：打开标有“220V 1210W”的热水 器，关掉家里的其他用电器，测得电能表（标有“1800r/kWh”） 的铝盘转过200转所用的时间是400s。（热水器电热丝的阻值不 变），求： （1）热水器的实际功率； （2）通过热水器的电流； （3）下图是小明家的供电线路。已知此时供电站输出的电压是 220V，则供电站距他家多远？（已知每1km导线的电阻为5欧）
物理
九年级
全册
第十八章
电功率
§18.4 焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产 生。请举例说明。
一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫 做电流的热效应。
想想议议
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热
得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
火线
供 电 站 零线 小 明 家
电池的充、放电计算
蓄电池、手机用锂电池可多次使用，充电时电能转化为化学能， 放电时，化学能转化为电能。通常手机上标有“3.7V 780mA·h”表示电池的额定电压为3.7V，容量为780mA·h 则 电池能储存的电能 W=3.7V×780mA·h=3.7V×0.78A×3600s=10389.6J
二次方成正比，跟导体的电阻成正
比，跟通电时间成正比。
2．公式：Q = I2Rt
3．单位：焦耳（J）
三、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为 内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电 机的机械输送与线损
（2）在保证输送功率不变的情况下，为什么采用高压送电？
（3）若使用相同的输电线，输送相同的电功率，从减少输电 线的电能损失，确保供电来看，在500kV和110kV高压输电方案 中，应选用哪种输电方案？所选方案的输电损失为另一方案的 百分之几？
小明学了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水 器的实际功率。他的做法是：打开标有“220V 1210W”的热水 器，关掉家里的其他用电器，测得电能表（标有“1800r/kWh”） 的铝盘转过200转所用的时间是400s。（热水器电热丝的阻值不 变），求： （1）热水器的实际功率； （2）通过热水器的电流； （3）下图是小明家的供电线路。已知此时供电站输出的电压是 220V，则供电站距他家多远？（已知每1km导线的电阻为5欧）
18.4焦耳定律-知识点梳理
3.电热的利用和控制
利用：制造电热器，发热体是由电阻率大、 熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。 其优点是：一是清洁卫生，没有环境污染； 二是热效率高；三是可以方便地控制和调 节温度。 控制：装风扇和安散热窗等加快散热，防 止电热危害电器。
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第十八章 电功率
四、焦耳定律
目录
电流的热效应
焦耳定律
电热的利用和控制
1.电流的热效应
定义：电流通过导体时电能转化成热。 能量转化：电能转化为内能。 应用：电炉、电熨斗、电饭煲、电热毯等。
2.焦耳定律
探究方法：控制变量法 实验装置：
Байду номын сангаас 2.焦耳定律
内容：电流通过导体时产生的热量跟电流的二 次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时 间成正比。 公式：Q=I2Rt。 Q-热量-J、I-电流-A、R-电阻-Ω、t-通电时间-s 注意：在电路中接入的是电炉、电烙铁等“纯 电阻性”的用电器，当电流通过时，消耗的电 能全部转化为内能，此时消耗的电能与电热相 等，即W=Q，可以用计算电能的公式计算电热。 当电路中接入的是电动机，则消耗的电能中大 部分转化为机械能，电热只占小部分，W>Q， 只能用焦耳定律求电热了。
思创教育--18.4焦耳定律
越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内
产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，
电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件
是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式
时应该特别注意条件。
讨论
前面现象的解释 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热
得发红，而导线却几乎不发热?
答:略
额 1210W 解： （1）根据P额=U额I额，得： I额= = =5.5A 2 U 220V U额 2 额 2 U P = （2）根据 额 R 得：R= 额 = (220V) =40Ω P 1210W 额
（3）m=ρV=1千克/升 1升=1千克 5 ×10 ∴Q=CmΔt =4200J/(Kg. ℃) × 1Kg ×(100℃-20℃) =3.36 5 2 2 10 3.36 U 实 (210V) Q Q= * = =0.87=87% ∴ η = =1102.5W (4) P实= = 1102.5W 350S W P t 40Ω 实 R *
（4）爱探究的小强用另一只电流表A2和一个5W的 定值电阻R，连接了如图14 所示的电路，同样测 出了小灯泡的额定功率。具体操作是：闭合开关 ，移动滑动变阻器的滑片，使电流表A2的示数为 0.5 A，小灯泡正常发光。此时电流表A1的示数 如图15所示，则小灯泡的额定功率为 1 W。
6.在家庭电路中，有时导线长度不够，需 要把两根连接起来，而连接处往往比别处 更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。 这是为什么？
答： 根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻越大， 电功率越大。导线相互连接的位置接触电阻比较 大，因而电能转化为热的功率也较大，造成此处 比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾 。
18.4《焦耳定律》教学设计-2024-2025学年九年级物理人教版全一册
18.4《焦耳定律》教学设计20242025学年九年级物理人教版全一册在进行《焦耳定律》这一节的教学设计时，我思考的是如何让学生在理解能量转换的基础上，进一步认识到能量转换过程中的能量损失，从而引入焦耳定律的概念。
一、设计意图在设计这一节课的时候，我采用了从实践到理论的思路。
让学生通过实验观察能量转换的过程，然后引导学生思考能量转换中的损失问题，引入焦耳定律。
这样的设计方式旨在让学生能够从实践中感受到理论知识的重要性。
二、教学目标1. 让学生理解能量转换的概念。
2. 让学生了解焦耳定律的内容及其应用。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
三、教学难点与重点重点：焦耳定律的公式及其含义。
难点：焦耳定律在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备教具：实验仪器、投影仪、电脑。
学具：实验报告册、笔记本。
五、活动过程1. 实验观察：让学生通过实验观察能量转换的过程，记录下实验数据。
2. 思考讨论：引导学生思考能量转换中的损失问题，让学生尝试解释损失的原因。
3. 引入焦耳定律：在学生对能量转换损失问题有一定理解的基础上，引入焦耳定律的概念，解释其含义。
4. 公式推导：让学生通过实验数据，推导出焦耳定律的公式。
5. 应用讨论：让学生运用焦耳定律，解决实际问题。
六、活动重难点重点：焦耳定律的公式及其含义。
难点：焦耳定律在实际问题中的应用。
七、课后反思及拓展延伸课后，我让学生写了实验报告，并对自己在实验中的表现进行了反思。
同时，我布置了一道实际问题，让学生运用焦耳定律解决。
在课后拓展延伸中，我鼓励学生查阅相关资料，深入了解焦耳定律在现代科技领域的应用。
通过这一节课的教学，我发现学生对能量转换和焦耳定律有了更深刻的理解。
在实验操作和实际问题解决中，学生的能力也得到了提升。
但在教学过程中，我也发现部分学生在推导焦耳定律公式时，存在一定的困难。
在今后的教学中，我将继续关注这部分学生的学习情况，寻找更有效的教学方法，帮助他们更好地理解和掌握知识。
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导线
新知探究
探究一 研究电热与电阻关系
R1 = 2 Ω R2 =6 Ω
A
2Ω
6Ω
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
新知探究
探究二 研究电热与电流关系
R=5Ω
R=5Ω I1 R=5Ω I = 2I 1
I
A 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正 比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 Q=I²Rt
3、电热的利用和防止
作业布置
1. 完成导学与演练《焦耳定律》对应习题 2. 复习本章内容
随堂测试
定律应用
3.一根100Ω 的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是 400 通电1min时产生的热量是 24000 J。 2:3 。 4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_____ Q1:Q2=______ 2:3 。 W
课堂小结
小
1、电流的热效应： 2、焦耳定律： 公 式：
电热的利用和防止
随堂测试
定律应用
1.电炉丝和导线通过的电流相同。为什么 电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
原因：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。
随堂测试
定律应用
2.一根60Ω 的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量?
解： 通过电阻丝的电流为：
I=
U 36V = =0.6A R 60Ω
W＞Q
新知探究
应用1
1．电热的利用
电热器的优点: 清洁卫生，没有环境 污染，热效率高，还 可以方便地控制和调 利用电热孵化器孵小鸡 节温度。 用来加热
电热的利用和防止
新知探究
应用2
2．电热的防止
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有 很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
新知探究
探究三 研究电热与通电时间的关系
观察分析
在电阻相同、电流相同的情况下，通时间越长，这个电阻产生的热量 越多。
新知探究
结论 实验结论
结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件下
电阻越大，电流产生的热量越多。 结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下 电流越大，电流产生的热量越多。 结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下 通电时间越长，电流产生的热量越多。
人物
焦 耳
焦耳（James Prescott Joule，
1818—889），英国物理学家。用
近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于1840 年最先精确地确定了 电流产生的热量与电流、电阻和通 电时间的关系。
新知探究
定律 焦耳定律
内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电 阻成正比，跟通电时间成正比。 公式： Q = I²Rt 意义：热量 电流 电阻 时间 单位： J A Ω S
自主学习反馈
完成导学与演练 第4节 焦耳定律 课前导学 要点 1
1.电热水器、电熨斗、电饭煲等这些用电器有什么共同特点？
都是用电来工作，都能发热
2. 电流通过导体时电能转化成内能，这咱现象叫做电流的热效应。
情境导入
电阻丝
电炉丝和导线通过电流相同，为什么 电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么 因素有关?
电流产生的热量为： Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×5×60s=6480J
随堂测试
定律应用
3.额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产 生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者
似乎有矛盾，这是怎么回事?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件 是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是
第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
学习目标
1．通过生活实例，认识电流的热效应。 2．能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。 3．通过电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。
自主学习
请自主学习p99页的内容，解决以下问题：
1.电热水器、电熨斗、电饭煲等这些用电器有什么共同特点？
2.根据课本图18.4-1思考：使用这些用电器时，热量是从哪里来的？
电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
随堂测试
定律应用
1. 两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热 量之比为_____ 4︰3 ；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3，在相等的 时间里产生的热量之比为______ 1︰9 。 2.当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到 0.4安时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的（ B ） A. 2倍 B. 4倍 C. 0.25倍 D. 0.5倍
新知探究
电能 电热
电能与电热的关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转 化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q =W =UIt =I 2 Rt
（纯电阻电路）
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 电能 内能+机械能 （非纯电阻电路）