电动势一定等于内外电路电势降落之和吗
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发布时间：2024-10-09 09:52
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时间：2024-10-31 00:59
电源电动势、电路中的电势描述的都是能量。
根据定义，电动势是指非静电力将单位正电荷从电源负极移到电源正极所做的功。那么单位时间内电源提供的能量（即为电源的功率），即为q*E/t=I*E（这里q是指时间t内，通过非静电力从电源负极搬运到电源正极的电荷数目）。这也就是表达式P=I*E的由来。
从另一方面看，整个电路的能量消耗又可以分为电源内电路与外电路两部分，将两部分的功率记为 P内 和 P外。自然而然，我们可以得到P=P内+P外
于是问题就转变为，是否对于非纯电阻电路，仍然有P=I*U.
回到电功率定义来考虑。所谓用电器消耗功率，是指单位时间内用电器消耗的能量。而这种能量的消耗模式是由静电力做功，将电荷所具有的电势能转变为其他形式的能量。（这里其他形式的能量包括了纯电阻电路中电阻上的内能，同样也包括非纯电阻电路，如风扇中叶片的动能。）
基于以上分析，我们来看在时间t内，电荷q通过用电器（纯电阻或是非纯电阻）电势能的降低了多少。根据电势U的定义，我们知道电势能共降低了q*U（这里U是用电器两端的电势差）。那么用电器的耗电功率即为P =q*U/t =I*U。此式即为我们所熟知的功率表达式，通过推导过程，我们知道，无论电路是否为纯电阻电路，此式均成立。
因而P内 = I *U内，P外= I *U外。从而有P =P内+P外 =I*E=I*U内 + I*U外。于是有E=U内+U外
以上是从功率的角度对上述问题进行了考量。当然，可以更简单地，直接考察能量，即你所说的非静电力做功=消耗的电能。考察电量为q的电荷。
非静电力做功 W产生=q*E， 消耗电能 W消耗=q*U内+q*U外（这部分的原因已经在上面论述过了）。
于是自然而然有了 E=U内+U外。
补充一下，关于非纯电阻电路的一些论述。我想你的问题大致可能是处在对于非纯电阻问题的一些不理解上。我在这里相应补充几点。
1. 根据我上面的论述，可以知道，无论电路是否纯电阻，耗电功率始终为 P=I*U（机理是静电力做功将静电能转化为其他形式的能量）
2. 对于纯电阻电路，欧姆定律满足，即U = I*R，于是有P =I*I*R=U*U/R（这也被称为焦耳定律）。强调，这是欧姆定律所导致的。
3. 对于非纯电阻电路，欧姆定律不在成立，因而焦耳定律不成立。
4. 对于非纯电阻电路，比如电扇，其耗能可以分为两部分，即产生内能和产生其他能量。
若该用电器电阻为R（虽然是非纯电阻电路，但是电阻是仍然存在的，这应该是显然的吧~），那么这里的其他能量的产生功率（如电扇的出风功率），就是P其他=P总-P内能=I*U-I*I*R
希望对你有所帮助~
