初中物理电学是学好物理的拦路虎,其中,纯电阻电路和非纯电阻电路是难点之一。如何辨析纯电阻电路和非纯电阻电路?在这里,教你一招搞定纯电阻,非纯电阻电路。
一、纯电阻电路特点及辨析
1、 定义法:纯电阻电路就是把电能全部转化为内能的电路。即电功 W 电
热Q。在纯电阻电路中,欧姆定理是成立的,即I=U/R。此时:
W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R=Pt,但此方法不好确定电能是否全部转化为电热能。
纯电阻电路辨析此时可以选择第二种方法比较简单。
2、 看电路元件:如果电路中只有电阻,包括可变电阻、白炽灯、加热电器,如:
电炉子、电热毯、热得快、电饭煲等,即可判定该电路为纯电阻电路。
如图所示:
二、非纯电阻电路特点及辨析
1、 定义法:非纯电阻电路就是电能一少部分转化为内能、大部分转化为其他形式
的能的电路。 内能Q:电热只能这么算:Q= I2Rt
电功W 电功W只能这么算:W=UIt=Pt 其他形式能E其他:E其他=W-Q=UIt- I2Rt
W>电热Q。在非纯电阻电路中,欧姆定理不成立的,即I≠U/R,I可以这样
算:I=P/U。此时:W= UIt= Pt,Q= I2Rt,E其他=W-Q=UIt- I2Rt
但此方法不好确定,可以选择第二种方法比较简单。
2、 看电路元件:如果电路中有电动机、电铃、电磁铁(电磁继电器)、
电解槽、蓄电池充电时,即可判定该电路为纯电阻电路。 如图所示:
电动机问题专题练习:电动机正常工作时,是非纯电阻电路;电动机卡住时,是纯电阻电路。
1、 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为U,线圈的电
阻为r,线圈中的电流为I,则电动机正常工作时,消耗电能的总功率是 ,线圈的发热功率为 ,电能转化为机械能的效率为 。(摩擦不计)。 【答案】:UI, I2R, (UI- I2R)/UI
2、【2009•兰州市】一台电动机正常工作时,两端的电压为
220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为2Ω,
非纯电阻电路辨析那么它的电功率是___w,这台电动机1min内产生的热量是__ J,这台电动机的效率是____。 【答案】:2200 W 1.2 ×10 J 90.9%
3、(2013湖北宜昌,32,6分)现在电动自行车,电动汽车逐渐普及,它们都采用电动机来获得动力。某直流电动机的名牌上标有“220V 5.5kW”,电动机线圈的电阻为0.4Ω。 (l)电动机的工作原理是什么?
(2)该电动机正常工作1h,消耗多少电能?电动机线圈产生多少热量?
(3)在工作过程中,电动机因故障卡住无法转动,很快就闻到焦焦煳味道。请你从能量转化角度解释这个现象。 【答案】:(l)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到 力的作用。
(2)W=Pt=5.5kW×3600S=1.98×107J I=P/U=5.5Kw/220v=25A
Q=I2Rt =(25 A)2×0.4Ω×3600S=9×105J
(3)线圈被卡住无法转动,电能无法转化为机械能,消耗的电能全部转化为内能,因此产生大量的热,温度迅速升高,此时电动机为纯电阻电路。
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