纯电阻电路和非纯电阻电路.

1、从能量转化的角度看，纯电阻电路是将电能全部转化 为热能，即电功等于电热。例如：日常生活中的白炽灯、 电炉子、电饭锅等纯电阻电路工作时W=Qo 而非纯电阻电路是电流做功将电能主要转化为其他形 式的能量，但还有一部分电能转化为了热能，此时电功大 于电热。例如：在电动机转动、电铃、蓄电池（充电）等这 些非纯电阻的电路中WQO 一、公式分析 1电功 由W=Ult和欧姆定律l=U/R,可推导得到W=l电功率 同样道理，由P=UI和上可推导得到P=I2R和P二，而 P=I2R和P二U2/R也只适用于纯电阻电路，即P=UI适用 于所有电路，P=I2R和P=IF/R只适用于纯电阻电路。 电热 由焦耳定律公式Q

2、=PRt和I二U/R可推导得到Q=Ult和 Q=U2t /R,很明显Q=Ult和（3= U2t /R只对纯电阻电路适用, 即Q=l2Rt适用于所有电路，Q=UltQ= U2t /R只适用于纯 电阻电路。 以电动机为例，同学们在遇到非纯电阻电路时，可牢 记以下公式，解答所消耗的电能和产生的热能。电动机工 作时所消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分才转化 为热能。 Rt和W二 IFI/t,但欧姆定律公式l=U/R只适用于纯电阻电路，所以 W=l2Rt和闪=1只对纯电阻电路适用，即W=Ult适用于 所有电路，W=PRt和/=51只适用于纯电阻电路。 因此，在计算电动机电路可用以下公式。电流做功是所

3、消耗的总 能量W总二Ult；工作时所产生的热能Q=W=|2Rt；所转化的机械能W 机=W总W热= PRt。电流做功的功率P总二UI；其发热功率P热二阳； 转化的轨械能功率P机二卩总P = UI-PRO 二、例题解析 一个电动机的线圈电阻是4.4C,当把它接在220V电压下工作10mino 已知：通过线圏的电流是5A,这时电动机做功J,线圈产生的热 量是亠 解析:电动机为非纯电阻电路，求电流所做的功只能用 W=Ult=220VX5AX600s=6.6X105；求电流产生 的热量只能用 Q=l2Rt=(5A)2 X 4.4Q X 600s=6.6 X104J 【点评】电动机是将电能转化为机械能的机

4、器，其中只有部分能量消耗 在线圈发热上，是一个非纯电阻电路，计算电流做功只能用w=uit, 计算电热只能用Q=l2Rt. 例2某电动机线圈电阻为接在220V的直流电压下，工 作电流为1A,则电动机消耗的电功率为W；发热损 耗的电功率为W；转化为机械能的功率为W。 解析： 电动机消耗的电功率为总功率P总=UI=220V X1 A= 220W； 发热损耗的电功率P热二I2 R=(1A) 2X1Q=1W ； 转化为机械能的功率为P机二P总-P热=220W -1W = 219W 【点评】在非纯电阻电路中计算电功率的三个公式P = UI、 P = I2 R. P=U2/R不能等效互换，其中公式P = U

5、I可计算 电动机消耗的总功率；P = I2R只能计算发热损耗的电功 率；转化为机械能的功率可用电动机消耗的总功率减去发 热损耗的电功率即可。 例3.小华准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转 换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不 转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据 记录在表格中。 电动机的电压/V 电动机工作状态 通过电动机的电流 0.2不转动 0.4 2.0正常转动1.0 请问：(1)这只电动机线圈的电阻为多少? (2) 当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？ (3) 该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少? 解析：

6、(1)根据线圈不转动时是纯电阻电路可求出线圈电 阻：R=U1/l1=0.5Q(2)电动机正常工作时消耗的总 的电功率：P=U2I2=2VX1A=2W,正常工作时发热的功 率：P热=|2R=0.5W,转化为机械能的功率：P机二P总*执 =1.5 W (3)转化为机械能的效率：卩卩机炉总二75%。 【点评】本题是典型的纯电阻电路和非纯电阻电路的结合, 许多学生对电动机转动和不转动状态时的电路不知如何分 析，再加上题中各有2个电压值和电流值，学生在解题时 更是无所适从。电动机不转动时，此时电路可看作是纯电 阻电路，电动机正常转动时是非纯电阻电路。不管电动机 转与不转，它的线圈电阻我们认为是不改变的。

7、 例4.电动机是一种使用广泛的动力机械.从能量转化的角度看它主 要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散 失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时.通过电动机 线圈的电流为50A。问：(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少？ (2)已知电流通过导体时产生的热量Q= I2 R t (其中I、R和t分别表 示通过导体的电流.导体的电阻和通电时间)，若该电动机线圈的电 阻是0.4Q,则线圈每分钟产生的热量是多少？ (3)这台电动机每分 钟所做的机械功是多少？ 解析V1)消耗的电能总=Ult=220VX 50AX 60s=6.6X105J (2) 产生的热量0热=I2 R t=(50A)2X0.4QX60s=6X104J (3) 所做的机械功W机总Q热=6.6X105J