純電阻與非純電阻電路.doc

純電阻電路與非純電阻電路純電阻電路就是在通電的狀態(tài)下，只發(fā)熱的電路，即通電狀態(tài)下電能全部轉(zhuǎn)化為電路電阻的內(nèi)能，不對(duì)外做功。純電阻電路中只有電阻、電源、導(dǎo)線(xiàn)，電能不能轉(zhuǎn)化為熱能以外的能量形式。例如：電燈，電烙鐵，熨斗，等等，他們只是發(fā)熱。它們都是純電阻電路。非純電阻電路像發(fā)動(dòng)機(jī)，電風(fēng)扇等，除了發(fā)熱以外，還對(duì)外做功，所以這些是非純電阻電路。非純電阻電路中電能一部分轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能，如發(fā)動(dòng)機(jī)，電扇等，一部分電能就要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。在純電阻電路(如白熾燈、電爐、電飯鍋、電烙鐵、電熱毯、電熨斗、轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等電路)中，電功等于電熱，即WQPtUItIRtUt/R在非純電阻電路(含有電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、電磁爐、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等)中消耗的電能除轉(zhuǎn)化成內(nèi)能外，還有一部分轉(zhuǎn)化成機(jī)械能(如電動(dòng)機(jī))或化學(xué)能(如電解槽)，即：電動(dòng)機(jī)：WE機(jī)械Q(UItE機(jī)械IRt)電解槽：WE化學(xué)Q(UItE化學(xué)IRt)此時(shí)：WQ(UItIRt)在非純電阻電路中，Ut/R既不能表示電功，也不能表示電熱，因?yàn)闅W姆定律不再成立（2）電功率與熱功率在純電阻電路中，電功率等于熱功率，即PUIIRU/R在非純電阻電路中，電功率包含熱功率，PUI為電功率，PIR為熱功率，有PP特別提醒：不要認(rèn)為有電動(dòng)機(jī)的電路一定是非純電阻電路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，仍為純電阻電路，歐姆定律仍適用，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能只有在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為非純電阻電路，UIR，歐姆定律不再適用，大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能含電動(dòng)機(jī)的電路部分必須利用能量守恒求解，對(duì)于電動(dòng)機(jī)必須注意公式要運(yùn)用的正確。純電阻電路部分的一些公式的變形都不能使用，所以要求輸入功率，必須求出電動(dòng)機(jī)兩端電壓和工作電流；要求電動(dòng)機(jī)消耗的電熱功率，必須求出電動(dòng)機(jī)的工作電流和內(nèi)阻。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸入功率（即電動(dòng)機(jī)消耗的總功率）一部分轉(zhuǎn)化為電熱，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出。根據(jù)能量守恒：P輸入=P熱+P輸出1求電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U2求流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I3求電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r4求電動(dòng)機(jī)輸入功率P輸入，用電功率公式P=IU計(jì)算5求電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的電熱功率P熱，根據(jù)焦耳定律求出P熱=I2r有關(guān)電動(dòng)機(jī)電路的計(jì)算專(zhuān)題練習(xí)1、“220V、55kW”的電動(dòng)機(jī)，線(xiàn)圈電阻為04，它在正常工作時(shí)的電流為_(kāi)A，1s鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是_J，1s內(nèi)有_J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2、一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，電流為I，線(xiàn)圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時(shí)，下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A電動(dòng)機(jī)的輸出功率為U2RB電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2RC電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU-I2RD電動(dòng)機(jī)的功率可寫(xiě)作IU=I2R=U2R3、一臺(tái)電阻為2的電動(dòng)機(jī)，接在110V電路中工作時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為10A，則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為_(kāi)，發(fā)熱功率為_(kāi)，轉(zhuǎn)化成機(jī)械功率為_(kāi)，電動(dòng)機(jī)的效率為_(kāi)。4、如圖電路中，電阻R=2，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r=4，電壓UAB=60V，電壓表示數(shù)為50V，則電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為（電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗不計(jì)）。5、一只電爐的電阻絲和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈電阻相同，都為R。設(shè)通過(guò)它們的電流相同（電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)），則在相同的時(shí)間內(nèi)，下述說(shuō)法中不正確的是（）：A電爐和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電熱相等B電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率C電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D電爐和電動(dòng)機(jī)兩端電壓相等6、一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的輸出功率是10kW，這表明該電動(dòng)機(jī)工作時(shí)().(A)每秒消耗10kw電能(B)每秒對(duì)外做10kw功(C)每秒消耗10kJ電能(D)每秒對(duì)外做10kJ功7、一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電阻為4，在220V的額定電壓下運(yùn)行時(shí)，發(fā)熱消耗的電功率為400W.若電動(dòng)機(jī)工作5min，則電流做功_J.8、電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈阻值為R，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，兩端的電壓為U，通過(guò)的電流為I，工作時(shí)間為t，下列說(shuō)法中正確的是().(A)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為UIt(B)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為I2Rt(C)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量為I2Rt (D)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量為U2t/R9、某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m=50千克，電路的電壓是110伏，不計(jì)各處磨擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以V=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I=5安，由此可知，電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻R=歐（g取10m/s2）10、如圖1所示電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為10V和4V，已知電動(dòng)機(jī)M的線(xiàn)圈電阻為1，R是阻值為4的定值電阻.下列結(jié)論正確的是().A.R兩端的電壓為6VB.通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為6AC.電阻R消耗的電功率為144WD.電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為6W11、一個(gè)電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈電阻是4.4，當(dāng)把它接在220V電壓下工作10min。已知通過(guò)線(xiàn)圈的電流是5A,這時(shí)電動(dòng)機(jī)做功_J，線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量是_J。12、某電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈電阻為1，接在220V的直流電壓下，工作電流為1A，則電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為_(kāi)W；發(fā)熱損耗的電功率為_(kāi)W；轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為_(kāi)W。13、小華準(zhǔn)備參加玩具賽車(chē)比賽，她想通過(guò)實(shí)驗(yàn)挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動(dòng)機(jī)，實(shí)驗(yàn)時(shí)她先用手捏住電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動(dòng)，然后放手，讓電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)，分別將2次實(shí)驗(yàn)的有關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中。請(qǐng)問(wèn)：(1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？(2)該玩具電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？14.有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2伏電壓的電路中，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4安；若把電動(dòng)機(jī)接入2.0伏電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1.0安，求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大？如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？15、如圖所示，有一臺(tái)提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)M，線(xiàn)圈的內(nèi)阻為r=0.60，與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)的定值電阻阻值為R=10，電路的路端為U=160V圖中理想電壓表的示數(shù)為110V求：通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I是多大？電動(dòng)機(jī)的輸入功率P是多大？電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P/是多大？16、小瑩組裝了一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)模型，她將電動(dòng)機(jī)模型接入如圖11（a）所示的電路中，已知電源電壓U3V，并保持不變，線(xiàn)圈電阻R1.5，接通電路后，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表讀數(shù)I0.8A，已知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖11（b）所示，摩擦不計(jì)，求：（1）電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)1min消耗的電能W和線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量Q；（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P；（3）電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率17、有一臺(tái)“220V，1OOW的洗衣機(jī)，由于使用不當(dāng)，造成電動(dòng)機(jī)卡死，電動(dòng)機(jī)由于溫度升高而被燒壞，已知這臺(tái)電動(dòng)機(jī)內(nèi)的線(xiàn)圈阻值為2歐，則這臺(tái)洗衣機(jī)正常工作2min消耗多少電能?電動(dòng)機(jī)被卡死時(shí)，2min產(chǎn)生多少熱量?18、一臺(tái)接在220V電壓的電路中正常工作的電風(fēng)扇，通過(guò)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電流為0.455A，測(cè)得風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈電阻為5，試求（1）電風(fēng)扇的輸入功率多大？（2）電風(fēng)扇每分鐘消耗電能多少？（3）風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)每分鐘產(chǎn)生的電熱多少？產(chǎn)生機(jī)械能多少？19、如圖所示的電動(dòng)機(jī)是一種使用廣泛的動(dòng)力機(jī)械，從能量轉(zhuǎn)化的角度看它主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一部分能量在線(xiàn)圈中以熱量的形式散失掉?，F(xiàn)有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端加220V電壓時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電流為50A。問(wèn)：（1）每分鐘該電動(dòng)機(jī)消耗的電能是多少，（2）已知電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt（其中I、R和t分別表示通過(guò)導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間），若該電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻是0.4，則線(xiàn)圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?（3）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功是多少?圖3820、有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī),把它接入0.2V電壓的電路時(shí),電機(jī)不轉(zhuǎn),測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A,若把電動(dòng)機(jī)接入2.0V電壓的電路中,電動(dòng)機(jī)正常工作,工作電流是1.0A,求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大?如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？21、一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī),電樞電阻為20歐,接在電壓為120V的電源上,求:當(dāng)輸入電動(dòng)機(jī)的電強(qiáng)度為多大時(shí),電動(dòng)機(jī)可得到最大的輸出功率?最大輸出功率為多少?含電動(dòng)機(jī)電路的計(jì)算專(zhuān)題練習(xí)參考答案1.25,250,5250,;2.AD;3.1100W,200W,900W,82%;4.250W,150W;5.D;6.D;7.6.6X1058.AC;9.4;14.1.5W,8W.15.5A;550W;535W.16、(l）消耗的電能WUIt144J線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量QI2Rt（l分）57.6J(2）機(jī)械能EWQ86.4J機(jī)械功率P(W-Q)/t1.44W(3)能量轉(zhuǎn)化效率100%6017、由于電動(dòng)機(jī)正常工作功率P=100W，所以電流2min做的功：W=Pt=100Wx120s=l.2l04J.電動(dòng)機(jī)卡死后，電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電路中的電流：I=U/R=220V/2=110A所以可產(chǎn)生熱量Q=I2Rt=(110A)2x2x120s=2.9xl06J.答案：12x104J；29x106J19、20、不轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)外不做功，純內(nèi)阻消耗R=U/I=0.2