纯电阻电路与非纯电阻电路.docx
《纯电阻电路与非纯电阻电路.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纯电阻电路与非纯电阻电路.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
纯电阻电路与非纯电阻电路
纯电阻电路与非纯电阻电路
纯电阻电路就是在通电的状态下，只发热的电路，即通电状态下电能全部转化为电路电阻的内能，不对外做功。
纯电阻电路中只有电阻、电源、导线，电能不能转化为热能以外的能量形式。
例如：
电灯，电烙铁，熨斗，等等，他们只是发热。
它们都是纯电阻电路。
非纯电阻电路像发动机，电风扇等，除了发热以外，还对外做功，所以这些是非纯电阻电路。
非纯电阻电路中电能一部分转化为电阻的内能，一部分转化为其他形式的能，如发动机，电扇等，一部分电能就要转化为机械能。
①在纯电阻电路（如白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、电热毯、电熨斗、转子被卡住的电动机等电路）中，电功等于电热，即W＝Q＝Pt＝UIt＝I²Rt＝U²t/R
②在非纯电阻电路（含有电动机、电风扇、电冰箱、电磁炉、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等）中消耗的电能除转化成内能外，还有一部分转化成机械能（如电动机）或化学能（如电解槽），即：
电动机：
W＝E机械＋Q （UIt＝E机械＋I²Rt）
电解槽：
W＝E化学＋Q （UIt＝E化学＋I²Rt）
此时：
W>Q （UIt>I²Rt）
在非纯电阻电路中，U²t/R既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立．
（2）电功率与热功率
①在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即P＝UI＝I²R＝U²/R
②在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，P＝UI为电功率，P′＝I²R为热功率，有P>P
特别提醒：
不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能．只有在电动机转动时为非纯电阻电路，U>IR，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能．
含电动机的电路部分必须利用能量守恒求解，对于电动机必须注意公式要运用的正确。
纯电阻电路部分的一些公式的变形都不能使用，所以要求输入功率，必须求出电动机两端电压和工作电流；要求电动机消耗的电热功率，必须求出电动机的工作电流和内阻。
电动机正常工作时的输入功率（即电动机消耗的总功率）一部分转化为电热，一部分转化为机械能输出。
根据能量守恒：
1．求电动机两端的电压U
2．求流过电动机的电流I
3．求电动机的内阻r
4．求电动机输入功率
，用电功率公式
计算
5．求电动机内阻消耗的电热功率
，根据焦耳定律求出
有关电动机电路的计算专题练习
1、“220V、5．5kW”的电动机，线圈电阻为0．4Ω，它在正常工作时的电流为_____A，1s钟内产生的热量是______J，1s内有____J的电能转化为机械能。
2、一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是（）
A电动机的输出功率为U2／RB电动机的发热功率为I2R
C电动机的输出功率为IU-I2RD电动机的功率可写作IU=I2R=U2／R
3、一台电阻为2Ω的电动机，接在110V电路中工作时，通过电动机的电流为10A，则这台电动机消耗的电功率为______，发热功率为______，转化成机械功率为______，电动机的效率为______。
4、如图电路中，电阻R=2Ω，电动机内阻r=4Ω，电压UAB=60V，电压表示数为50V，则电动机消耗的电功率为，电动机输出的机械功率为（电动机机械损耗不计）。
5、一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R。
设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同的时间内，下述说法中不正确的是（）：
A．电炉和电动机产生的电热相等B．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C．电炉两端电压小于电动机两端电压D．电炉和电动机两端电压相等
6、一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机工作时（）.
（A）每秒消耗10kw电能（B）每秒对外做10kw功
（C）每秒消耗10kJ电能（D）每秒对外做10kJ功
7、一台电动机的电阻为4Ω，在220V的额定电压下运行时，发热消耗的电功率为400W.若电动机工作5min，则电流做功________J.
8、电动机的线圈阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是（）.
（A）电动机消耗的电能为UIt（B）电动机消耗的电能为I2Rt
（C）电动机线圈产生的热量为I2Rt（D）电动机线圈产生的热量为U2t/R
9、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50千克，电路的电压是110伏，不计各处磨擦，当电动机以V=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5安，由此可知，电动机线圈的电阻R=欧（g取10m/s2）
10、如图1所示电路，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10V和4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻.下列结论正确的是（ ）.
A.R两端的电压为6VB.通过电动机的电流为6A
C.电阻R消耗的电功率为144WD.电动机消耗的电功率为6W
11、一个电动机的线圈电阻是4.4Ω，当把它接在220V电压下工作10min。
已知通过线圈的电流是5A,这时电动机做功____J，线圈产生的热量是_____J。
12、某电动机线圈电阻为1Ω，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。
13、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。
请问：
（1）当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？
（2）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？
电动机的电压/V
电动机工作状态
通过电动机的电流/A
0.2
不转动
0.4
2.0
正常转动
1.0
14.有一个直流电动机，把它接入0.2伏电压的电路中，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4安；若把电动机接入2.0伏电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0安，求电动机正常工作时的输出功率多大？
如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率多大？
15、如图所示，有一台提升重物用的直流电动机M，线圈的内阻为r=0.60Ω，与电动机串联的定值电阻阻值为R=10Ω，电路的路端为U=160V．图中理想电压表的示数为110V．求：
⑴通过电动机的电流I是多大？
⑵电动机的输入功率P是多大？
⑶电动机的机械功率P/是多大？
16、小莹组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图11（a）所示的电路中，
已知电源电压U＝3V，并保持不变，线圈电阻R＝1.5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I＝0.8A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图11（b）所示，摩擦不计，求：
（1）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q；
（2）电动机输出的机械功率P；
（3）电动机能量转换效率η．
图11
17、有一台“220V，1OOW'’的洗衣机，由于使用不当，造成电动机卡死，电动机由于温度升高而被烧坏，已知这台电动机内的线圈阻值为2欧，则这台洗衣机正常工作2min消耗多少电能?
电动机被卡死时，2min产生多少热量?
18、一台接在220V电压的电路中正常工作的电风扇，通过风扇电动机的电流为0.455A，测得风扇电动机线圈电阻为5Ω，试求
（1）电风扇的输入功率多大？
（2）电风扇每分钟消耗电能多少？
（3）风扇的电动机每分钟产生的电热多少？
产生机械能多少？
19、如图所示的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=I2Rt（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0.4Ω，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?
20、有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4A,若把电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A,求电动机正常工作时的输出功率多大?
如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
21、一台小型电动机,电枢电阻为20欧,接在电压为120V的电源上,求:
当输入电动机的电强度为多大时,电动机可得到最大的输出功率?
最大输出功率为多少?
含电动机电路的计算专题练习参考答案
1.25,250,5250,;2.AD;3.1100W,200W,900W,82℅;4.250W,150W;5.D;6.D;7.6.6X105
8.AC;9.4;14.1.5W,8W.15.5A;550W;535W.
16、（l）消耗的电能W＝UIt＝144J线圈产生的热量Q＝I2Rt（l分）＝57.6J
（2）机械能E＝W－Q＝86.4J机械功率P＝
＝1.44W
（3）能量转化效率η＝
×100%＝60％
17、由于电动机正常工作功率P=100W，
所以电流2min做的功：
W=Pt=1O0Wx120s=l.2×l04J.
电动机卡死后，电能全部转化为机械能，电路中的电流：
I=U/R=220V/2Ω=110A
所以可产生热量Q=I2Rt=（llOA）2x2Ωx120s=2.9xl06J.
答案：
1．2x104J；2．9x106J
19、
20、不转时，对外不做功，纯内阻消耗R=U/I=0.2/0.4=0.5Ω
正常时，总功率P=UI=2.0×1.0=2W
发热功率=I×I×R=0.5W
P输=2-0.5=1.5W
（2）卡住时U不变，纯内阻消耗P=U×U/R=2*2/0.5=8W
也即为发热功率8W
21、IU=I2R+P出
P出=-I2R+IU
当I=－U/2（－R）＝3（A）时电动机有最大的输出功率
电动机有最大的输出功率P出＝-32×203×120＝180（W
伏安法测电阻实验专题
1、某同学用电源、电压表、滑动变阻器、电键和若干导线，测定电阻Rx的值。
所有元件均完好，电源电压为6.0伏且不变，滑动变阻器标有“20Ω2A”字样，电路连接正确。
闭合电键，该同学在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.20~0.58安；当滑片在中点附近某个位置时，电压表、电流表的示数分别如图13（a）、（b）所示。
（1）请在下表中补上实验数据表格的有关栏目。
（2）根据该同学的实验器材及观察到的现象将有关的数据填入表格内，并求出Rx的阻值。
（计算电阻时，精确到0.1欧）
物理量
实验序号
2、（2003）某同学利用如图13所示的电路测定电阻Rx的阻值，所用滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，电源电压不变。
该同学实验步骤正确，闭合电键K，观察到电流表的示数为0.14安。
当他把滑动变阻器的滑片移到中点位置（即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧）时，电压表、电流表的示数分别为2．5伏、0.20安。
接着他又移动滑片到某点A，这时电压表、电流表的示数分别如图14（a）、（b）所示。
（1）通过分析可知A点在滑动变阻器中点的________侧（选填“左”或“右”）。
（2）请在下表中将该同学尚未记录的数据填写完整，并计算出电阻值。
（计算电阻时，精确到0．1欧）
物理量
序号
电压（伏）
电流（安）
电阻（欧）
电阻平均值（欧）
1
0．14
2
2．5
0．20
3
3、（黄浦区）某小组同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。
他们连接的电路如图14所示。
连接电路时，电键应处于状态（选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应移到变阻器的端（选填“左”或“右”）。
电流表左边接线柱的符号应是（选填“＋”或“－”）。
实验中滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表的示数为0.2安，电压表的示数如图15所示，则测得此电阻的大小为欧。
4、（静安区）小华同学在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中，电源电压保持不变。
所用电压表0~15伏量程损坏，但0~3伏量程完好，其余器材均完好。
所用滑动变阻器上标有“202A”字样。
（1）小华按图13正确连接实验电路，在闭合电键S前，他应将滑动变阻器的滑片置于变阻器的________端（选填“左”或“右”）。
（2）他实验步骤正确，闭合电键，观察到电压表、电流表的示数分别为2.4伏和0.18安，则所用的电源电压为伏。
（3）接着，他移动滑动变阻器的滑片到中点位置（即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧），观察到电流表示数为0.24安，则待测电阻RX两端的电压为_______伏，RX的阻值为____欧。
（4）小华继续减小变阻器连入电路中的阻值，同时在不更改器材的情况下，解决了实验中
遇到的困难。
当滑动变阻器的滑片在某点时，电压表的示数如图14所示，则此时待测电阻RX两端的电压为________伏。
5、（长宁区）小王同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，将最后一根导线连接
完毕后，发现电流表和电压表都有较大的示数，其原因可能是：
和。
他在发现问题后，重新进行实验，
前两次测得的电阻值分别为5.2欧和5.4欧。
第三次测量时，电流表和电压表的示数如图
（a）、（b）所示，则第三次测得的电阻值为欧。
该待测电阻的阻值为欧。
6、（金山区）如图是某小组同学做“用电压表、电流表测电阻”实验的电路：
（1）在连接电路时，电键应（选填“闭合”或“断开”）。
（2）该同学在闭合电键前，应该将滑动变阻器的滑片P移到端（选填“A”或“B”）；使用电流表时，所测电流不得超过它的，必须使电流从它的接线柱流进。
实验中如果要增大电路中的电流大小，可以
。
（3）闭合电键后，该同学移动滑动变阻器滑片，电流表、电压表示数如图所示，此时测得的电流为安，电压为伏，则由该组数据计算出该次实验测得的电阻值为欧。
7、（普陀区）某实验小组用电压表、电流表、电键、电源（电压保持不变）、标有“10Ω2A”字样的滑动变阻器、待测电阻和若干导线做“电压表、电流表测电阻”的实验。
实验过程中各实验元件均完好，且连接时各个接点的接触都良好。
①连接电路后，闭合电键S，他们发现电流表A无示数，电压表V有示数，且无论怎样移动滑片P，电压表示数始终都不变为6伏，发生这一现象的可能原因是。
②经讨论，该小组同学重新连接，并按照正确步骤实验，在滑片P移动的过程中，电流表A的最小示数如图14所示，读数是，此时电压表的示数是伏，这时候测得的待测电阻的阻值是欧。
③为了减小实验误差，该实验小组的同学可以采用的方法是。
8、（松江区）小丽和小华在做“用电流表和电压表测电阻”的实验。
（1）请你帮助他们在实物连接图13中，用笔画线代替导线将实物图连线补充完整（要求：
滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变大）。
（2）当小丽完成电路连接后准备闭合开关时，同伴小华提醒她电路还有一处不妥当，你认为是：
。
（3）在测量中小丽观察到电流表示数如图14所示，则Ｉ＝安。
若此时电压表示数为2.5伏,则电阻的阻值为______欧。
小华建议她还应多次测量，最后求出电阻的平均值。
这样做的目的是。
（4）在实验过程中，小丽突然发现电流表没有示数，而电压表有示数，且接近于电源电压，则故障可能是：
。
9、（闸北区）如图左所示电路为“用电流表、电压表测电阻”的实验电路，请填写空格处的内容。
① 实验目的：
伏安法测电阻，要求 ，求电阻的平均值。
② 实验原理：
。
③ 实验过程中，某次测量时，电压表和电流表的示数图右所示，可得电阻值为 欧。
④ 若某次实验时，电压表出现了故障不能使用，该同学选添了一个阻值已知的定值电阻R0，其实验操作过程如下：
（a）在Rx位置替换接入R0，测得电流表的示数为I0；（b）去掉R0，重新接入Rx，测得电流表的示数为I。
该同学得出Rx的阻值为
。
请指出该同学实验中的错误之处：
。
10、（徐汇区）在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，甲小组同学连接的电路如图14（a）所示，其中有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。
补上后要求：
闭合电键S前，若将滑动变阻器的滑片向左移动，能使滑动变阻器接入电路中的电阻最大。
在某次测量时，电流表和电压表的示数如图14（b）所示，则通过电阻Rx的电流为_______安，电阻Rx两端的电压为_____________伏，Rx的阻值为___________欧。
为减小测量误差，根据图14（a）所示的电路，在不改变电源的情况下，能实现多次测量的做法是：
，从而改变滑动变阻器接入电路的阻值，________________________________________________________________。
11、某实验小组用电压表、电流表、电键、电源（电压保持不变）、标有“10Ω2A”字样的滑动变阻器、待测电阻和若干导线做“电压表、电流表测电阻”的实验。
实验过程中各实验元件均完好，且连接时各个接点的接触都良好。
①连接电路后，闭合电键S，他们发现电流表A无示数，电压表V有示数，且无论怎样移动滑片P，电压表示数始终都不变为6伏，发生这一现象的可能原因是。
②经讨论，该小组同学重新连接，并按照正确步骤实验，在滑片P移动的过程中，电流表A的最小示数如图14所示，读数是，此时电压表的示数是伏，这时候测得的待测电阻的阻值是欧。
③为了减小实验误差，该实验小组的同学可以采用的方法是。
12、小王同学在做“用伏安法测电阻”的实验中，所用的器材有：
待测电阻.电源.电压表.电流表.标有“202A”字样的滑动变阻器.电键及导线若干，所有实验器材均完好。
他连接电路.闭合电键，记录数据，然后分别移动滑动变阻器的滑片在中点及阻值最小处，并将电压表.电流表的示数记录在表一中。
在数据记录和分析计算的过程中，小王同学发现数据有明显不合理之处，说明在实验操作中存在着一定的问题。
经过认真分析检查电路，他找到了问题所在，对表一数据进行了修正，并计算出了电阻的值。
（1）请仔细观察表一并指出小王同学在实验中电路存在的主要问题。
问题：
____________________________________________________________。
（2）请将正确的数据填写在表二中，并计算出电阻值。
（计算电阻时，精确到0.1欧）
表一表二
实验
序号
电压
（伏）
电流
（安）
电阻
（欧）
电阻
平均
值（欧）
1
4
0.2
20
2
3
0.3
10
3
0
0.6
0
实验
序号
电压
（伏）
电流
（安）
电阻
（欧）
电阻
平均
值（欧）
1
2
3
考点指津』
本专题为声现象，知识掌握基本要求：
知道声音是由振动产生的；知道声音的传播需要介质；知道不同介质的传声性能与传声速度不同及传播特点；了解声音的三要素及其影响因素；知道人耳听不见的声音；了解噪声的危害与控制方法。
命题热点：
声音的产生及传播；回声测距；实际问题中声音三要素的识别；
一、振动发声与听到声音
1．下列说法中正确的是（）
A．只要有声源就能听到声音
B．只要有传声介质就能听到声音
C．只要能听到声音就一定有振动物体
D．只要有传声介质和振动物体就能听到声音
2．人埋头在水缸中说话，听起来嗡声嗡气的，是由于（）A．听清了回声B．听到了回声
C．缸振动发声D．耳朵振动发声
3．关于声现象，下列说法中正确的是（）
A．只要物体在振动，人就一定能听到声音
B．只要听到物体在发声，那么物体一定在振动
C．只要人听不到声音物体就一定没有振动
D．发声的物体不一定都在振动
4.如图所示，小兰做有关声现象的实验时，将一个正在发声的音叉贴近面颊，目的是为了（）
A.感受发声音叉的振动
B.体验发声音叉的音调
C.判断发声音叉的好坏
D.估算声音的传播速度
二、声音的传播
5．如图所示，将一只小电铃放在密闭的玻璃罩内，接通电路，可清楚地听到铃声，用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气，将会发生（）
A．电铃逐渐停止振动
B．听到的铃声越来越响
C．听到的铃声越来越轻
D．听到的铃声保持不变
6．声音从声源发出，在空气中传播过程中与实际情况符合的是：
（空气是均匀的） （）
A.声的传播速度不断减小 B.声的频率不断减小
C.声音的振幅不断减小 D.声音的音调不断减小
7.如图所示，当敲响右边的音叉时，左边完全相同的音叉________（填“会”或“不会”）振动，靠在左边音叉的小球能弹起.这说明______________，这是由于右边音叉的振动发出的_______将传给了左边音叉的缘故.
（在真空管中会发生此现象吗?
）
8．关于声音的传播下列说法中，正确的是（）
A．在钢铁中的声速小于在水中的声速
B．在水中的声速小于在空气中的声速
C．在空气中声速随气温的升高而增大
D声音传播不一定需要介质，真空也能传播声音
9.关于声音的传播，下列说法正确的是（）
A.声音借助介质以波的形式传播
B.声音的只能在空气中传播
C.声的传播速度随声传播距离的增大逐渐变小
D.声音的传播速度与介质无关而只与温度有关
三、响度和音调
10．下面关于音调和响度的说法中正确的是（）
A．音调高就是响度大
B．音调低就是响度小
C．“高声大叫”中的“高”实际是指响度大
D．“低声细语”中的“低”实际是指音调低
11．关于扩音机的作用，说法中正确的是（）
A.改变响度B.改变音调
C.改变音色D.减小声音的分散
12．男同学一般比女同学的声音沉闷、浑厚，这是因为男同学发声时（）
A．频率高，振幅大B．频率低，振幅小
C．频率低，振幅大D．频率高，振幅小
13．男低音歌手独唱时由女高音歌手轻声伴唱，下面关于二人声音的说法正确的是（）
A“男声”音调高，响度大；“女声”音调低，响度小
B“男声”音调低，响度小；“女声”音调高，响度大
C“男声”声调高，响度小；“女生”音调低，响度大
D“男声”音调低，响度大；“女生”音调高，响度小
14．小明在家往保温瓶里灌开水过程中，听声音就能判断壶里水位的高低，他是根据什么来判断水是否满的（）
A．随着水位升高，音调逐渐升高
B．随着水位升高，音调逐渐降低
C．水位升高音调不变，响度越来越大
D．水位升高音调不变，响度越来越小
15．猪的叫声与小鸡的叫声是不同的：
__________叫声的响度小，说明它的发声部位振动的
升级会员 