3.6.3非純電阻電路與電池容量-2022-2023學(xué)年九年級(jí)科學(xué)上冊(cè)同步2024課堂（浙教版）

第六節(jié)電能非純電阻電路九年級(jí)科學(xué)第三章能量的轉(zhuǎn)化與守恒

電能是現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中最常用的一種能量。生活中每戶家庭都要向電力公司繳納電費(fèi)，那么，電費(fèi)是怎樣計(jì)算的？怎樣量度所消耗的電能？課堂導(dǎo)入基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的羅列和例題難點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)總結(jié)PART01知識(shí)點(diǎn)分析

日常生活中的電熱毯、電烙鐵、白熾燈、電爐子、電飯鍋、電熨斗、轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等元器件都屬于純電阻，含這些元件的電路稱純電阻電路。電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇、電吹風(fēng)、電冰箱、電視機(jī)、電解槽、電腦、電磁爐、蓄電池(充電)等元器件在工作時(shí)都屬于非純電阻，含這些元件的電路稱非純電阻電路。它們?cè)陔娐分械姆?hào)如下：(1)純電阻： (2)非純電阻一.從元器件角度識(shí)別

(1)純電阻電路：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(2)非純電阻電路：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其它形式能。其中：內(nèi)能應(yīng)只占少部分。對(duì)于含電動(dòng)機(jī)的電路，其它形式能為機(jī)械能；對(duì)于含電解槽的電路，其它形式能為化學(xué)能。二．從能量轉(zhuǎn)化角度識(shí)別1.定義：電池容量是衡量電池性能的重要性能指標(biāo)之一，它表示在一定條件下電池放出的電量，即電池的容量，通常以安培·小時(shí)為單位2.計(jì)算：由W=UIt可知：電池?cái)y帶的功為：電容量乘以輸出電壓。三．電池容量的計(jì)算精選近年各地中考、一模以及名校練習(xí)等好題進(jìn)行分析PART02典例精析【例1】如圖所示為華為充電寶，其輸出電壓和輸入電壓都是5V，電池容量為1000mAh，關(guān)于充電寶下列說法錯(cuò)誤的是（）A．當(dāng)給充電寶充電時(shí)，充電寶相當(dāng)于用電器B．當(dāng)充電寶充滿電時(shí)，儲(chǔ)存了5kW·h的電能C．充電寶給手機(jī)充電時(shí)，手機(jī)發(fā)熱是電流的熱效應(yīng)D．充電寶同時(shí)用兩個(gè)插孔對(duì)外供電，它們是并聯(lián)關(guān)系【答案】B【例2】如圖所示是小明用迷你電動(dòng)機(jī)制成的升降機(jī)模型。用它提升重為10N的物體，當(dāng)電源電壓為4V時(shí)，閉合開關(guān)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表示數(shù)為0.8A；當(dāng)電源電壓為12V時(shí)，閉合開關(guān)，電動(dòng)機(jī)正常工作，電流表示數(shù)為0.4A，電動(dòng)機(jī)同時(shí)以0.4m/s的速度勻速提升物體。若忽略溫度對(duì)電阻的影響，下列說法不正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是80%B．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是5ΩC．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的機(jī)械功率是4WD．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率是4.8W【答案】A【例3】在如圖所示的電路中，定值電阻R0的阻值為20Ω，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為2Ω，閉合開關(guān)，電流表A1的示數(shù)為0.3A，A2的示數(shù)為0.8A，則（）A．電源電壓為16VB．電動(dòng)機(jī)的功率為3WC．通過電動(dòng)機(jī)的電流為0.3AD．1min內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)熱180J【答案】B【例4】如圖所示為家庭常用的吸塵器，其核心部件為一高速電動(dòng)機(jī)。下列關(guān)于吸塵器應(yīng)用的物理知識(shí)的說法錯(cuò)誤的是（）A．電動(dòng)機(jī)的原理是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用B．電動(dòng)機(jī)放在雙層罩內(nèi)，且罩體之間裝有海綿，目的是減弱噪聲C．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R，正常工作時(shí)電壓和電流分別為U、I，則D．“吸塵”的原理是流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系【答案】C【例5】如圖所示，這是小明用迷你電動(dòng)機(jī)制成的升降機(jī)模型。用它提升重為10N的物體，當(dāng)電源電壓為4V時(shí)，閉合開關(guān)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表示數(shù)為0.8A；當(dāng)電源電壓為12V時(shí)，閉合開關(guān)，電動(dòng)機(jī)正常工作，電流表示數(shù)為0.4A，電動(dòng)機(jī)同時(shí)以0.4m/s的速度勻速提升物體。若忽略溫度對(duì)電阻的影響，下列說法不正確的是（

）A．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是5Ω

B．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率是4WC．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率是4.8W

D．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是80%【答案】D【例6】如圖所示，當(dāng)開關(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的線圈電阻為1Ω，R是阻值為4Ω的定值電阻，下列結(jié)論正確的是（）A．R兩端的電壓為6V

B．通過電動(dòng)機(jī)的電流為6AC．1s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能為5J

D．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為1W【答案】C【例7】如圖所示的華為Mate40手機(jī)具有多項(xiàng)黑科技，其中一個(gè)亮點(diǎn)就是“華為超級(jí)快充技術(shù)”。該手機(jī)的電池容量為57600J，快充時(shí)的功率為40W，如果不考慮快充時(shí)的電能損耗，利用該項(xiàng)快充技術(shù)，把這款手機(jī)電池從電量0%充到100%，需要的時(shí)間是______，若充電全過程電能表表盤轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn)，則消耗了______kW?h電能?！敬鸢浮?/p>

1440s

0.05【例8】如圖所示為一充電寶，其輸出電壓和輸入電壓都是5V，電池容量為1000mAh，當(dāng)用充電寶給手機(jī)充電時(shí)，充電寶是_______（選填“電源”或“用電器”）；當(dāng)充電寶充滿電時(shí)，儲(chǔ)存了_________J的電能。【答案】

電源

【例9】如圖所示，是額定電壓為220V的電吹風(fēng)電路，電熱絲R用來發(fā)熱，電動(dòng)機(jī)送風(fēng)，電動(dòng)機(jī)額定功率為120W，當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，開關(guān)S應(yīng)撥至______位置（A、B、C）。電吹風(fēng)在額定電壓下工作，吹熱風(fēng)時(shí)電路消耗的總功率為560W，則電熱絲R的阻值應(yīng)為______Ω，它在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是______J?！敬鸢浮?/p>

A

110

26400【例10】（1）充電寶是一種方便攜帶的大容量隨身電源，如圖是某鋰聚合物電芯充電寶的銘牌，標(biāo)有“電池容量：，3.7V，”，其中的“”表示______（填寫對(duì)應(yīng)的物理量的符號(hào)或是表達(dá)式）的大小，銘牌中空缺的地方應(yīng)該標(biāo)注“______”。（2）LED燈是由半導(dǎo)體材料制成的第四代綠色光源，因其具有高節(jié)能性而被廣泛使用。經(jīng)查：一顆白光LED的正常工作電壓3.2V、電流20mA，小軍打算用這種LED制作過年夜的燈帽，再用（1）中的充電寶供電。若燈帽需要20顆LED并聯(lián)成一個(gè)燈組，還需要______（串聯(lián)或并聯(lián)）一個(gè)阻值為______Ω的電阻；不計(jì)充電寶及其它部分的功率損耗，整個(gè)燈帽正常工作的總功率為______W?！敬鸢浮?/p>

Q或It

74

串聯(lián)

1.25

1.48【例11】如圖，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為0.5Ω，其轉(zhuǎn)軸上所繞的細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為2kg的重物，細(xì)繩足夠長。當(dāng)S閉合時(shí)，標(biāo)有“6V，3W”的電燈L恰好能正常工作；電動(dòng)機(jī)使重物勻速上升時(shí)，電流表讀數(shù)為2.5A，取g=10N/kg。計(jì)算：（1）通過電燈L的電流有多大？（2）重物被勻速提升時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率有多大？（3）重物被勻速提升時(shí)的速度有多大？【答案】（1）0.5A；（2）10W；（3）0.5m/s【例12】近幾年，宜昌大力進(jìn)行招商引資，打造綠色環(huán)保企業(yè)。宜昌鑫威新能源車輛制造有限公司是一家以生產(chǎn)電動(dòng)汽車為主的綠色環(huán)保企業(yè)，該公司生產(chǎn)鑫威牌電動(dòng)巡邏車、電動(dòng)老爺車、樓盤電動(dòng)看房車等。如圖為某款電動(dòng)車巡航時(shí)速為60km/h，電動(dòng)機(jī)效率為80%，電池為磷酸鐵鋰電池，電池電壓500V，容量10000Wh。該車勻速行駛時(shí)所受的牽引力為800N，請(qǐng)解答下列問題：（1）按照該款電動(dòng)車的電池容量，若巡航時(shí)速為60km/h，可以行駛多少千米？（2）有一款與它外形、重量均相同的汽油車，在相同路面上以60km/h的速度勻速行駛相同的距離，其效率為32%，需要消耗多少升汽油？（汽油密度取0.71×103kg/m3，計(jì)算結(jié)果保留二位小數(shù)）【答案】（1）36km；（2）2.76L【例13】如圖所示是一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置。電源電壓U=24V保持不變，已知電動(dòng)機(jī)線圈電阻為2Ω，串聯(lián)一個(gè)R=3Ω的電阻，開關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)正常工作，勻速提升質(zhì)量為4kg的重物，此時(shí)，電壓表讀數(shù)為6V，不計(jì)任何摩擦，求；（1）電動(dòng)機(jī)正常工作的電流；（2）電動(dòng)機(jī)的額定功率；（3）電動(dòng)機(jī)2s內(nèi)提升重物的高度。【答案】（1）2A；（2）36W；（3）1.4m【例14】如圖所示為“無人機(jī)”（多功能飛行器），可通過無線電進(jìn)行操控，其在拍攝調(diào)查、無人配送等方面具有廣闊的前景。（1）該機(jī)一個(gè)旋翼的電動(dòng)機(jī)額定電壓為15V，額定電流為2A，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為2Ω，求該電動(dòng)機(jī)正常工作100s，電動(dòng)機(jī)的線圈產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？（2）該機(jī)所需的能量是由一塊輸出電壓為15V，容量為5000mA?h的電池提供，若電能的80%用于飛行，飛行時(shí)的實(shí)際功率為100W，則該機(jī)最多能飛行多長時(shí)間？【答案】（1）800J；（2）2160s【例15】如圖所示，該電路是一臺(tái)提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作原理圖。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電動(dòng)機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一部分在線圈中以熱量的形式散失掉，該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻r＝0.8Ω，電路中另一定值電阻R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數(shù)UV＝110V。試求：（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流；（2）輸入電動(dòng)機(jī)的電功率；（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率?！敬鸢浮浚?）5A；（2）550W；（3）530W【例16】五菱宏光miniev是一款小電動(dòng)車，由于它小巧可愛，停車方便，使用成本極低，所以受到了廣大群眾的認(rèn)可，揪起了購買熱潮。以下是該車其中一款的一些參數(shù)：（1）已知家庭用電的電費(fèi)是0.6元/千瓦時(shí)，相比汽油車，電動(dòng)車的用車成本大大降低。如果汽油車的耗油量為7升/100千米，油價(jià)為7.5元/升。則每行駛100千米，電動(dòng)車比汽油車可節(jié)約費(fèi)用___________元；（2）“慢充”指該電動(dòng)車用家庭220V電壓充電，將電池容量慢慢充滿。不計(jì)充電時(shí)的能量損耗，充電時(shí)電流多大？___________（3）在電動(dòng)車實(shí)際使用時(shí)，電池一般會(huì)預(yù)留20%電量，即當(dāng)電量達(dá)到20%時(shí)就需要充電了。當(dāng)該電動(dòng)車以100千米/小時(shí)最大速度勻速行駛，電量從100%到20%時(shí)能行駛多少千米？【答案】

47.22

6.43A

83.64km【例17】閱讀短文并回答問題。無人機(jī)“無人機(jī)”（多功能飛行器）是利用無線電遙控設(shè)備和自備程序進(jìn)行操縱的不載人飛機(jī)。其在拍攝調(diào)查、無人配送等方面具有廣闊的前景。2018年9月份，世界海關(guān)組織協(xié)調(diào)制度委員會(huì)（HSC）第62次會(huì)議決定，將無人機(jī)歸類為“會(huì)飛的照相機(jī)”。如圖所示為某型號(hào)的航拍無人機(jī)，它具有4個(gè)相同旋翼，可通