初中物理电学同步专题点拨与强化专题43纯电阻电路与非纯电阻电路电热计算含解析
物理重点突破第16讲 纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
第16讲 纯电阻电路与非纯电阻电路的比较【方法技巧】1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较（1）电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度． 计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt .（2）从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt .①纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W ＝Q .计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2Rt .②非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W >Q .电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用． 2.电功和电热问题的处理方法(1)P ＝UI 、W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W ＝Q ，UIt ＝I 2Rt ，在非纯电阻电路中，W >Q ，UIt >I 2Rt .(2)在非纯电阻电路中，由于UIt >I 2Rt ，即U >IR ，欧姆定律R ＝UI不再成立．(3)处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．【对点题组】1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路2．电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的灯泡两盏，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )3.如图所示为一未知电路，现测得两个端点a 、b 之间的电阻为R ，若在a 、b 之间加上电压U ，测得通过电路的电流为I ，则该未知电路的电功率一定为( )A ．I 2R B.U2RC ．UID ．UI －I 2R4．有一内阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( ) A ．电解槽消耗的电功率为120 W B ．电解槽消耗的电功率为60 W C ．电解槽的发热功率为60 W D ．电路消耗的总功率为60 W5．在如图所示的电路中，输入电压U 恒为8 V ，灯泡L 标有“3 V ,6 W”字样，电动机线圈的电阻R M ＝1 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )A ．电动机的输入电压是5 VB ．流过电动机的电流是2 AC ．电动机的效率是80%D ．整个电路消耗的电功率是10 W6．如图所示，用输出电压为1.4 V ，输出电流为100 mA 的充电器对内阻为2 Ω的镍－氢电池充电．下列说法正确的是( )A ．电能转化为化学能的功率为0.14 WB ．充电器输出的电功率为0.14 WC ．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD ．充电器把0.14 W 的功率储存在电池内7．如图所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻R M＝1 Ω，则下列说法中正确的是()A．通过电动机的电流为10 AB．电动机的输入功率为20 WC．电动机的热功率为4 WD．电动机的输出功率为24 W【高考题组】8.（2012·上海）当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J.为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是（）A.3V，1.8JB.3V，3.6JC.6V，l.8JD.6V，3.6J答案精析【对点题组】1.【答案】BCD【解析】电功率公式P ＝Wt ，表示电功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(PU )2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关，所以P 越大，Q 不一定越大，A 错． W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 只适用于纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 对． Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 对． 2．【答案】C【解析】判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知R A ＜R B .对于A 电路，由于R A ＜R B ，所以U B ＞U A ，且有U B ＞110 V ，B 灯被烧毁，U A ＜110 V ，A 灯不能正常发光．对于B 电路，由于R B ＞R A ，A 灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B ，所以U B ＞U 并，B 灯烧毁．对于C 电路，B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I A －I B )×110 V ，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110 V ，所以C 电路消耗电功率最小． 3.【答案】C【解析】不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R，故A 、B 错误；而UI －I 2R 为电能转化为除热能外其他形式能的功率，故D 错误． 4．【答案】B【解析】灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且流过电解槽的电流I ＝I灯＝60110 A ＝611A ，则电解槽消耗的电功率P ＝IU ＝P 灯＝60 W ，A 选项错误，B 选项正确；电解槽的发热功率P 热＝I 2r ＝1.3 W ，C 选项错误；电路消耗的总功率P 总＝IU 总＝611×220 W＝120 W ，D 选项错误． 5．【答案】AB【解析】根据灯泡恰能正常发光可知电路电流I ＝PU ＝2 A ．电动机的输入电压是5 V ，流过电动机的电流是2 A ，电动机输入功率P ＝UI ＝10 W ，整个电路消耗的电功率是8×2 W ＝16 W ，选项A 、B 正确，D 错误．电动机线圈的电阻发热消耗功率I 2R M ＝4 W ，电动机输出机械功率为10 W －4 W ＝6 W ，电动机的效率是η＝60%，选项C 错误． 6．【答案】BC【解析】充电器对电池的充电功率为P 总＝UI ＝0.14 W ，电池充电时的热功率为P 热＝I 2r ＝0.02 W ，所以转化为化学能的功率为P 化＝P 总－P 热＝0.12 W ，因此充电器把0.12 W 的功率储存在电池内，故B 、C 正确，A 、D 错误． 7．【答案】BC【解析】由E ＝30 V ，电动机两端电压为10 V 可得R 和电源内阻上分担的电压为20 V ，则I ＝209＋1A ＝2 A ，故A 错误；电动机输入功率P ＝UI ＝10 V×2 A ＝20 W ，故B 正确；P 热＝I 2R M ＝4×1 W ＝4 W ，故C 正确；P 输出＝P －P 热＝20 W －4 W ＝16 W ，故D 错误．【高考题组】8.【答案】D【解析】消耗的电能2Q I Rt qU ===0.9J ，则电阻两端的电压为0.9V 3V 0.3Q U q ===，当相同时间内使0.6C 的电荷量通过该电阻时，由q=It 可知，'2I I =，又U=IR ，则有'2236U U V V ==⨯=，所以2''440.9 3.6Q I Rt Q J J ===⨯=，故选项D 正确.。
电学易错点：纯电阻非纯电阻电路
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。
但是，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。
电路中,如果电容为零,电感为零的电路就是纯电阻电路。
平时使用的电炉，白炽灯就认为是纯电阻电路了。
但电路中电容、电感或多或少总是存在的，例如，二条很长的平行的输电线，就有较大的分布电容，所以纯电阻电路在实际中是不存在的。
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＝U² t /R②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/R②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．非纯电阻电路，电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I²Rt计算，这两个公式是普适的。
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填“等于”或“不等于” )
U R
r
，当电动机转动时，灯泡的电流
（选填“等于”或“不等于” )
U R
r
。
【解析】
（1）在电动机未转动时，灯泡和电动机线圈电阻串联，
则根据串联电路的特点和欧姆定律可得，此时电路中的电流为：
I
U R
r
；
（2）在电动机转动时，电流所做的功主要有两个利用：一个是转化为电动机的机械能，另一个是转化为 灯泡和电动机的内能；故通过灯泡的电流要改变，不等于 U ；
（1）通过电动机的电流；
（2）电动机消耗的电功率。
【解析】
（1）由图知，电动机 M 与变阻器串联，电压表测电动机 M 两端的电压，
根据串联电路电压的规律知，变阻器的电压： U R U UM 12V 3V 9V ；
由欧姆定律可得，通过变阻器的电流： IR
UR R
9V 6
1.5A ；
因串联电路中电流处处相等，
由 P I 2R 可得： 2
R
P I2
100W (5A)2
4 。
故选： D 。
2．如图是小金研究“电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响”的电路图。小金先抓住电动机的转轴，再
闭合开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡
的电阻为 R ，电动机线圈电阻为 r ，电源电压为U ) 。请你判断：在电动机未转动时，灯泡的电流 （选
因为 P W总 ， t
所以电动机提升货物所用的时间：
t
W总 P
1.08 105 J 7.2 103W
15s 。
答：（1） F 在提升重物时做的有用功是 8.64 104 J ；
专题提升Ⅲ非纯电阻(电动机)的计算(原卷版)
专题提升Ⅲ非纯电阻（电动机）的计算目录模块一、知识掌握 (1)知识点、非纯电阻电路做功与发热分析 (1)模块二巩固提高 (3)模块一、知识掌握知识点、非纯电阻电路做功与发热分析（一）常见的纯电阻电路:白炽灯、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电热毯、电炉等常见的非纯电阻电路:电动机、电风扇、电冰箱、洗衣机等（二）所谓纯电阻电路指的是工作时将电能全部转化为内能的电路。
电动机属于典型的非纯电阻电路，电动机工作时将电能主要转化为机械能，少量转化为内能。
任何电机都相当于串联着一个内阻，内阻发热为无用功，电机转动为有用功（三）电动机的耗电功率即为总功，计算公式：P总＝UI。
发热功率指电动机在工作时将电能转化为内能的功率，计算公式：P热＝I2R(此处的R指电动学习目录知识重点机的纯电阻)。
电动机的机械功率不能直接求得，只能通过前两者相减：P有＝P总－P热＝UI－I2R。
（四）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。
因此，在计算电动机电路可用以下公式。
电流做功是所消耗的总能量W总=UIt；工作时所产生的热能Q=W热=I2Rt;所转化的机械能W机=W总W热UIt12Rt【能力拓展】若机械能做功，如电机将物体升高，电动机的机械功率P有＝Gh/t=Fs/t=Fv[例题1]（2020秋•柯桥区期末）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（）A．电压表V1的示数为10VB．电路消耗的总功率是6WC．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240JD．通电1分钟电动机产生的机械能是300J[例题2]（2021秋•衢州期末）破壁机集合了榨汁机、豆浆机、冰激凌机、料理机、研磨机等产品功能，完全达到一机多用功能。
某品牌破壁机技术参数如表：产品类型破壁机适用范围家用额定电压220V产品容量 1.7L（1）图为破壁机的简易电路图，电热丝正常工作时电流为4A，电热丝的电阻值为多大？（2）小衢用破壁机为家人做热豆浆，他观察到开关打到“B档位”工作时间为15分钟，此时电动机正常工作时电流为5A，当开关打到“A档位”时工作了10分钟，请问整个热豆浆制作过程，破壁机共消耗了多少电能？（3）若豆浆的初温为20℃，豆浆的密度为1.0克/毫升，豆浆的比热为4200焦/（千克•℃），假设在装满的情况下，加热10分钟恰好煮沸（100℃），此过程中豆浆吸收了焦的热量。
非纯电阻电路讲解
非纯电阻电路一、理解焦耳定律焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的，它定量地描述了电能向内能转化的规律。
用公式Q I Rt =2表示，它适用于任何电路。
当电流所做的功全部用来产生热量时，焦耳定律可以根据电功的公式W UIt =和欧姆定律I UR=导出：Q W UIt U R t Pt ====2·。
这里的条件是电流所做的功全部用于产生热量，而电流做功全部转化成热的情况也只对纯电阻电路才成立。
所以上述导出公式只适用于纯电阻电路。
例如在电动机工作的电路中，加在电动机两端的电压是U ，通过的电流是I ，电动机的线圈也有一定的电阻R ，此时电流做的功W UIt =，而电流做的功并没有全部转化为热，绝大部分转化为机械能了，通过线圈电阻R 的电流仍使线圈发热，产生的热量为Q I Rt =2，但此时Q W ≠，而是Q ＜W ，此时W ＝Q ＋机械能。
初中阶段所研究的电路仅限于纯电阻电路，如电灯、电炉、电烙铁等电路。
故W ＝Q成立。
所以我们用公式Q I Rt Q UIt Q U Rt Q Pt ====22，，·，来计算的结果都一样，在不同情况下选用不同的公式进行计算问题会更简单二、含电动机的电路含电动机的电路（非纯电阻电路）由于涉及电能转化为机械能（或其他形式的能），电动机正常工作的电压电流关系不再满足UI R=，我们需要从能量守恒的角度去研究。
以电动机为例，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：P P P =+输入热输出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r4． 求电动机输入功率P 输入，用电功率公式P=IU 计算5． 求电动机内阻消耗的电热功率P 热，根据焦耳定律求出2P I r =热 注意：4、5中的两个公式不能使用纯电阻电路中的其他变形。
6． 求出P 输入、P 热之后，不难求出P 输出举一反三，如果已知P 输出、P 输入、P 热中的任意两个，则另一个可以通过解能量守恒方程求出。
纯电阻与非纯电阻区分(精品课件)
补充知识很重要奥!纯电阻电路与非纯电阻电路纯电阻电路：在通电的状态下，只发热的电路.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、电烙铁、电热毯、卡住的电动机等纯电阻电路工作时W=Q.非纯电阻电路：在通电的状态下，除了发热以外，还对外做功的电路。
从能量转化的角度看，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：电风扇,洗衣机,电冰箱,电磁炉，电动机转动时，日光灯、电铃、蓄电池(充电）等这些非纯电阻的电路中W>Q。
康老师提醒同学们：纯电阻电路与非纯电阻电路在电功、电热、电功率的公式应用中有区别，（因为电能转化的方向不同），学生极容易混淆。
下面先简单理解一下,后面看具体公式分析纯电阻电路(W=Q)电功：W=Q=UIt=I2Rt=Pt=·t电功率:P=UI=I2R=W/t=非纯电阻电路(W>Q)电功：W=UIt=Pt电热：Q=I2Rt电功率:P=UI=W/t公式分析1．电功由W=UIt根据欧姆定律I=可推导得到W=I2Rt和,但欧姆定律公式I=只适用于纯电阻电路，所以W=I2Rt和W=·t只对纯电阻电路适用，即W=UIt适用于所有电路,W=I2Rt和只适用于纯电阻电路.2．电功率同样道理，由P=UI和I=可推导得到P=I2R和P=，而P=I2R 和P=也只适用于纯电阻电路，即P=UI适用于所有电路，P=I2R和P=只适用于纯电阻电路。
3．电热由焦耳定律公式Q=I2Rt和I=可推导得到Q=UIt和Q=·t ,很明显Q=UIt和Q=·t 只对纯电阻电路适用,即Q=I2Rt适用于所有电路，Q=UIt和Q=·t 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。
中考复习科学电路的分析与计算2
中考复习 专题四 电路的分析与计算2一、【知识要点梳理】（一）额定电压、额定功率用电器的实际电压等于额定电压时，用电器正常工作，此时消耗的实际功率为额定功率。
用电器的额定电压和额定功率是确定的。
根据用电器的额定电压和额定功率可以计算： 1、用电器正常工作时的电流（额定电流）：额额额U P I =2、用电器正常工作时的电阻：额额P U R 2=（二）纯电阻电路（用电器）和非纯电阻电路（用电器）纯电阻和非纯电阻的区别有两个：1、纯电阻电路消耗的电能全部转化为内能，如电热器；或者消耗的电能全部转化为内能和光能，如白炽灯。
非纯电阻用电器消耗的电能只有一部分转化为内能，如电动机（电能主要转化为机械能），蓄电池（电能主要转化为化学能）。
2、纯电阻电路适用于欧姆定律，而非纯电阻电路则不适用。
在有关电功率的计算中，普遍适用的公式：,tWP =UI P = 只适用于纯电阻用电器的公式：R I P RU P 22,== 在有关电热的计算中，普遍适用的是：Rt I Q 2=（焦耳定律）只适用于纯电阻用电器的公式有：Pt W Q t RU Q UIt W Q =====,,2因为我们碰到的电阻、小灯泡等都是纯电阻用电器，所以计算电功、电功率、电热时，上述公式都可以用。
只是具体题目要根据相应的条件来选择合适的公式。
此外，R I P R U P 22,==的变形公式PR U PU R ==,2,以及RPI I P R ==,2特别是前面两个在解题时常会用到。
（三）串联电路的电功率分配以及电路的总功率（以两电阻为例） 1、串联电路中，各电阻消耗的电功率跟电阻成正比，即2121R R P P =2、并联电路中，各电阻消耗的电功率跟电阻成反比。
即1221R R P P = 3、无论是串联电路、并联电路，都有21P P P +=总二、【经典试题精析和课中练习巩固】（一）“伏安法”测小灯泡电功率1、（2021-上海九年级二模）小李和小王同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验。
纯电阻与非纯电阻区分
弥补知识很重要奥！之马矢奏春创作创作时间：二零二一年六月三十日纯电阻电路与非纯电阻电路纯电阻电路：在通电的状态下, 只发热的电路.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, 即电功即是电热.（例如：日常生活中的白炽灯、电炉子、电饭锅、电烙铁、电热毯、卡住的电念头等纯电阻电路工作时W=Q.非纯电阻电路：在通电的状态下, 除发热以外, 还对外做功的电路.从能量转化的角度看, 是电流做功将电能主要转化为其他形式的能量, 但还有一部份电能转化为了热能, 此时电功年夜于电热.（例如：电风扇, 洗衣机, 电冰箱, 电磁炉, 电念头转动时, 日光灯、电铃、蓄电池(充电)等这些非纯电阻的电路中W>Q.康老师提醒同学们：纯电阻电路与非纯电阻电路在电功、电热、电功率的公式应用中有区别, （因为电能转化的方向分歧）, 学生极容易混淆.下面先简单理解一下, 后面看具体公式分析纯电阻电路(W=Q)电功：W=Q=UIt=I2Rt=Pt=·t电功率:P=UI=I2R=W/t=非纯电阻电路(W>Q)电功：W=UIt=Pt电热：Q=I2Rt电功率:P=UI=W/t公式分析1．电功由W=UIt根据欧姆定律I=可推导获得W=I2Rt和, 但欧姆定律公式I=只适用于纯电阻电路, 所以W=I2Rt和W=·t只对纯电阻电路适用, 即W=UIt适用于所有电路, W=I2Rt和只适用于纯电阻电路.2．电功率同样事理, 由P=UI和I=可推导获得P=I2R和P=, 而P=I2R和P=也只适用于纯电阻电路, 即P=UI适用于所有电路, P=I2R和P=只适用于纯电阻电路.3．电热由焦耳定律公式Q=I2Rt和I=可推导获得Q=UIt和Q=·t , 很明显Q=UIt和Q=·t 只对纯电阻电路适用, 即Q=I2Rt适用于所有电路, Q=UIt和Q=·t 只适用于纯电阻电路.以电念头为例, 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发生的热能.电念头工作时所消耗的电能年夜部份转化为机械能, 一小部份才转化为热能.因此, 在计算电念头电路可用以下公式.电流做功是所消耗的总能量W总=UIt；工作时所发生的热能Q=W热=I2Rt；所转化的机械能W机＝W总-W热＝UIt-I2Rt.电流做功的功率P总=UI；其发热功率P热=I2R；转化的机械能功率P机=P总-P热＝UI-I2R.例题解析例1．一个电念头的线圈电阻是, 当把它接在220V电压下工作10min.已知：通过线圈的电流是5A,这时电念头做功____J, 线圈发生的热量是_____J.解析：电念头为非纯电阻电路, 求电流所做的功只能用W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105；求电流发生的热量只能用Q=I2Rt=(5A)2×4.4Ω×600s=6.6×104J.【点评】电念头是将电能转化为机械能的机器, 其中只有部份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=I2Rt.例2．某电念头线圈电阻为1Ω, 接在220V的直流电压下, 工作电流为1A, 则电念头消耗的电功率为_____W；发热损耗的电功率为____ W ；转化为机械能的功率为____ W.解析：电念头消耗的电功率为总功率P总=UI=220V×1A= 220W；发热损耗的电功率 P热= I2 R=1A）2×1Ω=1W ；转化为机械能的功率为 P机 = 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=不能等效互换, 其中公式P = UI可计算电念头消耗的总功率；P = I2 R只能计算发热损耗的电功率；P=已不能再用.转化为机械能的功率可用电念头消耗的总功率减去发热损耗的电功率即可.例3．小华准备介入玩具赛车角逐, 她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电念头, 实验时她先用手捏住电念头的转轴, 使其不转动, 然后放手, 让电念头正常转动, 分别将2次实验的有关数据记录在表格中.请问：(1)这只电念头线圈的电阻为几多？(2)当电念头正常工作时, 转化为机械能的功率是几多？(3)该玩具电念头正常工作时电能转化为机械能的效率是几多？电念头的电压/V 电念头工作状态通过电念头的电流/A不转动正常转动解析：（1）根据线圈不转动时是纯电阻电路可求出线圈电阻：R==0.5Ω（2）电念头正常工作时消耗的总的电功率：P总=U2I2=2V×1A=2W, 正常工作时发热的功率：P热=I2R=0.5 W, 转化为机械能的功率：P机= P总-P热=1.5 W（3）转化为机械能的效率：η==75％.【点评】本题是典范的纯电阻电路和非纯电阻电路的结合, 许多学生对电念头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.电念头不转动时, 此时电路可看作是纯电阻电路, 电念头正常转动时是非纯电阻电路.不论电念头转与不转, 它的线圈电阻我们认为是不改变的.例4．电念头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, 还有一部份能量在线圈中以热量的形式散失失落.现有一台电念头, 当电念头两端加220V电压时, 通过电念头线圈的电流为50A.问：（1）每分钟该电念头消耗的电能是几多？（2）已知电流通过导体时发生的热量Q= I2 R t（其中I、R和t分别暗示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间）, 若该电念头线圈的电阻是, 则线圈每分钟发生的热量是几多?（3）这台电念头每分钟所做的机械功是几多?解析：（1）消耗的电能W总=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J（2）发生的热量Q热= I2 R t=(50A)2×0.4Ω×60s=6×104J （3）所做的机械功W机=W总-Q热=6.6×105J－6×104J=6×105J.【点评】对此题的第1问直接用公式W总=UIt解答, 第2问用公式Q热= I2 R t即可, 但一定不能用其它公式解答, 第3问中的机械能应用消耗的总的电能减去电能转化为内能的部份, 即W机=W总－Q热.。
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专题43 纯电阻电路与非纯电阻电路电热计算考点解读1.概念：纯电阻电路：电流通过导体做功,全部转化为内能的电路叫做纯电阻电路。
非纯电阻电路：电流通过导体,电能转化为内能和其他形式的能的电路叫做非纯电阻电路。
2.纯电阻电路焦耳定律（1）能量转化形式：电能全部转化为内能。
（2）电能、电功率的计算：t R U Rt I UIt Pt Q W 22=====、R U R I UI P 22=== （3）应用：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3.非纯电阻电路焦耳定律：（1）能量转化形式：电能转化机械能和内能。
（2）有关电功、电功率计算公式：UIt W =（计算总能量）、Rt I Q 2=（计算内能）、Rt I UIt W W W 2-==内总其他-（计算其他形式的能）UI P =（计算总功率）、R I P 2=（计算热功率）、R I UI P P P 2-==内总其他-（计算其他形式能的功率）注意：电动机上的功率表示机械功率,即输出功率其他P 。
电视机、电动机、电暖器额铭牌上都标有“220V 100W”,把他们并联在220V 的电压下,在相同时间里它们产生的热量是不一样的。
因为100W 指的是电流做功的功率,Pt W =计算出来的是电流做功的总能量,对于电视机、电动机来说,有部分内能是损失的,故电暖器产生的内能是最多的。
在纯电阻串并联电路中电热与电阻的关系：①在只有电阻R 1和R 2的串联电路中,电热和电阻成正比,即2121::R R Q Q =；②在只有R 1和R 2并联的电路中,通电时间相同,电热与电阻成反比,即1221::R R Q Q =③串并联电路中,总热量与各个用电器热量的关系：+⋯⋯++=21Q Q Q（3）应用：电风扇、电冰箱、电磁炉、电解槽、日光灯 4.-=100%=100%⨯⨯输出的其它形式能输入的电能自身发热的内能效率输入的电能输入的电能题型解读1．如图是直流电动机提升重物的示意图,电源电压为110V 且保持不变,电路中的电流是5A ,质量为50kg 的重物在电动机带动下以0.9/m s 的速度匀速上升,不计各处摩擦,则电动机线圈的电阻是(g 取10/)(N kg )A ．2ΩB ．22ΩC ．10ΩD ．4Ω【解析】电动机克服重力做功的功率：5010/0.9/450G W mgh P mgv kg N kg m s W t t====⨯⨯=, 电动机的功率：1105550M P UI V A W ==⨯=；,电动机的发热功率：550450100M G P P P W W W =-=-=热；由2P I R =可得：221004(5)P W R I A ===Ω。
故选：D。
2．如图是小金研究“电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响”的电路图。
小金先抓住电动机的转轴,再闭合开关,观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动,继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R,电动机线圈电阻为r,电源电压为)U。
请你判断：在电动机未转动时,灯泡的电流（选填“等于”或“不等于”)UR r+,当电动机转动时,灯泡的电流（选填“等于”或“不等于”)UR r+。
【解析】（1）在电动机未转动时,灯泡和电动机线圈电阻串联,则根据串联电路的特点和欧姆定律可得,此时电路中的电流为：UIR r=+；（2）在电动机转动时,电流所做的功主要有两个利用：一个是转化为电动机的机械能,另一个是转化为灯泡和电动机的内能；故通过灯泡的电流要改变,不等于UR r+；故答案为：等于；不等于。
3．一个电动机的线圈电阻是4.4Ω,把它接在220V的电源下工作10min。
通过线圈的电流是5A,则这时电动机消耗的电能J,线圈产生的热量J,电动机消耗的功率为W,线圈发热损失的功率为W。
【解析】时间10600t min s==,电动机消耗的电能：52205600 6.610P UIt V A s J==⨯⨯=⨯,线圈产生的热量：224(5) 4.4600 6.610Q W I Rt A s J===⨯Ω⨯=⨯,电动机消耗的功率：22051100P UI V A W ==⨯=,线圈发热损失的功率：22(5) 4.4110Q P I R A W ==⨯Ω=；故答案为：56.610⨯；46.610⨯；1100；110。
4．某吸尘器中的电动机线圈电阻为10Ω,接在220V 的电压下,工作电流为4A ,则吸尘器发热损耗的功率是 W ,输出功率是 W 。
【解析】电动机消耗电能的功率：2204880P UI V A W ==⨯=,电动机正常工作时因发热而损失的功率：22(4)10160P I R A W ==⨯Ω=热,电动机正常工作时的输出功率：880160720P P P W W W =-=-=出热。
故答案为：160；720。
5．有一个电动机接在电压为6V 不变的电源上,用手捏住电动机不让它转动,电流为3A ,松手后电动机稳定转动,电流为0.3A ．电动机转动时,每分钟线圈产生的热量 J ．电动机转动时的输出功率 W 。
【解析】电动机不转动时,电能全部转化为内能,所以电动机线圈电阻：623U V R I A===Ω, 当电动机转动时,每分钟产生热量：22(0.3)26010.8Q I Rt A s J ==⨯Ω⨯=；电能输入功率：60.3 1.8P UI V A W==⨯=输入, 线圈发热功率：22(0.3)20.18P I R A W ==⨯Ω=热输出的机械功率（输出功率）: 1.80.181.62P P P W W W =-=-=总热。
故答案为：10.8；1.62。
6．图是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。
假设电源电压380V 保持不变,电动机线圈电阻为1Ω,不考虑电动机各处摩擦。
当电动机将540kg 重物匀速提升16m 的过程中,电路中的电流为20A ,动滑轮的机械效率为80%(10/)g N kg =。
则：（1）电动机对动滑轮所施加的拉力为F ,则F 在提升重物时做的有用功是多少？（2）电动机对动滑轮所施加的拉力F 是多少？（3）试从能量转化和守恒的角度,求电动机提升重物所用的时间。
【解析】（1）拉力做的有用功：454010/168.6410W Gh mgh kg N kg m J ===⨯⨯=⨯有用,（2）因为100%W W η=⨯有用总,所以拉力所做的功（总功）:458.6410 1.081080\%W J W J η⨯===⨯有用总； 由图知,2n =,拉力移动的距离：221632s h m m ==⨯=,由W Fs =总得拉力大小：51.0810337532W J F N s m⨯===总； （3）电动机线圈电阻的发热功率：22(20)1400P I R A W ==⨯Ω=热,因能量守恒,电动机的拉力做功的功率为：3203804007.210P P P A V W W =-=⨯-=⨯总热, 因为W P t=总, 所以电动机提升货物所用的时间：531.0810157.210W J t s P W⨯===⨯总。
答：（1）F 在提升重物时做的有用功是48.6410J ⨯；（2）电动机对动滑轮所施加的拉力F 是3375N ；（3）电动机提升重物所用的时间为15s 。
7．小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,测得它的内阻为1.5Ω．为测量电动机工作时的电流,利用身边现有器材,设计了如图所示的电路（符号表示数值可读的变阻器）。
已知电源电压为12V ,当变阻器的阻值为6Ω时,电压表的读数为3V ．计算此时：（1）通过电动机的电流；（2）电动机消耗的电功率。
【解析】（1）由图知,电动机M 与变阻器串联,电压表测电动机M 两端的电压,根据串联电路电压的规律知,变阻器的电压：1239R M U U U V V V =-=-=；由欧姆定律可得,通过变阻器的电流：9 1.56R R U V I A R ===Ω； 因串联电路中电流处处相等,则通过电动机的电流： 1.5M R I I A ==；（2）电动机消耗的电功率：3 1.5 4.5M M M P U I V A W ==⨯=。
答：（1）通过电动机的电流为1.5A ；（2）电动机消耗的电功率4.5W 。
8．如图是一电动机提升物体的示意图,电源电压为120伏。
电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米,电路中的电流为5安培,(g 取10牛/千克）（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏？【解析】（1）由题意可知电动机1s 消耗的电能：12051600W UIt V A s J ==⨯⨯=,消耗电能转化成的机械能对物体做功,所以转化成的机械能：5010/0.9450W Gh mgh kg N kg m J ===⨯⨯=机,所以转化成的内能,即产生电热：600450150Q W W J J J =-=-=机；（2）由2Q I Rt =可得,电动机线圈阻值：221506(5)1Q J R I t A s ===Ω⨯； （3）电动机被卡住时,电动机可看成是纯电阻电路,通过电动机的电流过大,将电能全部转化为内能,所以电动机温度过高,所以容易烧坏。
答：（1）该电动机工作1秒钟所产生的电热为150J 。
（2）电动机线圈阻值为6Ω。
（3）电动机被卡住时,电动机可看成是纯电阻电路,通过电动机的电流过大,将电能全部转化为内能,所以电动机温度过高,所以容易烧坏。
9．有一个电动机接在电压为6V 不变的电源上,用手捏住电动机不让它转动,电流为3A ,松手后电动机稳定转动,电流为0.3A ．求：（1）电动机转动时,每分钟线圈产生的热量；（2）电动机转动时的机械功率。
【解析】（1）因为U I R =,所以电动机线圈的电阻623U V R I A===Ω电动机转动时每分钟线圈产生的热量：22(0.3)26010.8Q I Rt A s J ==⨯Ω⨯=（2）电动机总功率：60.3 1.8P UI V A W ==⨯=总线圈发热功率：22(0.3)20.18P I R A W ==⨯Ω=热输出的机械功率： 1.80.18 1.62P P P W W W =-=-=总热答：（1）电动机转动时,每分钟线圈产生的热量是10.8J ；（2）电动机转动时的机械功率是1.62W 。
10．某豆浆机内部简化电路如图所示,R 为电热丝,为电动机,其额定功率是220W ,1S 为控制电动机工作的自动开关,小明磨制豆浆时,把豆浆机接入220V 电路中工作20min ,其间电动机转动时间共2min ,电动机转动时电路总电流是3A ．求：（1）电动机转动时通过线圈的电流；（2）电热丝R 的阻值；（3）20min 内豆浆机消耗的电能。