1、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：、（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：（计算总能量）、（计算内能）、（计算其他形式的能）（计算总功率）、（计算热功率）、（计算其他形式能的功率）注意：电动机上的功率
2、表示机械功率，即输出功率。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，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：在只有电阻R1和R2的串联电路中，电热和电阻成正比，即；在只有R1和R2并联的电路中，通电时间相同，电热与电阻成反比，即串并联电路中，总热量与各个用电器热量的关系：（3） 应用：电风扇、电冰箱、电磁炉、电解槽、日光灯4.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
3、为且保持不变，电路中的电流是，质量为的重物在电动机带动下以的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是取ABCD【解析】电动机克服重力做功的功率：，电动机的功率：；，电动机的发热功率：；由可得：。故选：。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，电动机线圈电阻为，电源电压为。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”，当电动机转动时，灯泡的电流（选填“等于”或“不等于”。【解析】（1）在电动机未转动时，灯泡和电动机线圈
4、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：；（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；故答案为：等于；不等于。3一个电动机的线圈电阻是，把它接在的电源下工作。通过线圈的电流是，则这时电动机消耗的电能，线圈产生的热量，电动机消耗的功率为，线圈发热损失的功率为。【解析】时间，电动机消耗的电能：，线圈产生的热量：，电动机消耗的功率：，线圈发热损失的功率：；故答案为：；1100；110。4某吸尘器中的电动机线圈电阻为，接在的电压下，工作电流为，则吸尘器发热损耗的功率是，输出功率
5、是。【解析】电动机消耗电能的功率：，电动机正常工作时因发热而损失的功率：，电动机正常工作时的输出功率：。故答案为：160；720。5有一个电动机接在电压为不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电流为，松手后电动机稳定转动，电流为电动机转动时，每分钟线圈产生的热量电动机转动时的输出功率。【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：，当电动机转动时，每分钟产生热量：；电能输入功率：，线圈发热功率：输出的机械功率（输出功率）。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。假设电源电压保持不变，电动机线圈电阻为，不考虑电动机各处摩擦。当电动机将重物匀
6、速提升的过程中，电路中的电流为，动滑轮的机械效率为。则：（1）电动机对动滑轮所施加的拉力为，则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：，（2）因为，所以拉力所做的功（总功）；由图知，拉力移动的距离：，由得拉力大小：；（3）电动机线圈电阻的发热功率：，因能量守恒，电动机的拉力做功的功率为：，因为，所以电动机提升货物所用的时间：。答：（1）在提升重物时做的有用功是；（2）电动机对动滑轮所施加的拉力是；（3）电动机提升重物所用的时间为。7小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机
7、，测得它的内阻为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，当变阻器的阻值为时，电压表的读数为计算此时：（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，电动机与变阻器串联，电压表测电动机两端的电压，根据串联电路电压的规律知，变阻器的电压：；由欧姆定律可得，通过变阻器的电流：；因串联电路中电流处处相等，则通过电动机的电流：；（2）电动机消耗的电功率：。答：（1）通过电动机的电流为；（2）电动机消耗的电功率。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
8、.9米，电路中的电流为5安培，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）由题意可知电动机消耗的电能：，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：，所以转化成的内能，即产生电热：；（2）由可得，电动机线圈阻值：；（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。（2）电动机线圈阻值为。（3）电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻电路
9、，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不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电流为，松手后电动机稳定转动，电流为求：（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，所以电动机线圈的电阻电动机转动时每分钟线圈产生的热量：（2）电动机总功率：线圈发热功率：输出的机械功率：答：（1）电动机转动时，每分钟线圈产生的热量是；（2）电动机转动时的机械功率是。10某豆浆机内部简化电路如图所示，为电热丝，为电动机，其额定功率是，为控制电动机工作的自动开关，小明磨制豆浆时，把豆浆机接入电路中工作，其间
10、电动机转动时间共，电动机转动时电路总电流是求：（1）电动机转动时通过线圈的电流；（2）电热丝的阻值；（3）内豆浆机消耗的电能。【解析】（1）电动机转动时，电热丝和电动机并联，根据可得，电动机工作时通过的电流：，（2）并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过电热丝的电流：；并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可得，电热丝的阻值：；（3）电热丝加热的功率：，内豆浆机消耗的电能：。答：（1）电动机转动时通过线圈的电流为；（2）电热丝的阻值为；（3）内豆浆机消耗的电能为。11太阳能电动车是由太阳能电池提供动力，如图是它的电路简化图，光能转化为电能储存在太阳能电池中，提供电动机转动需要的动力，
11、可通过改变调速电阻来调节电动机转速。已知太阳能电池电压为，且电压保持不变。请回答以下问题：（1）当调速电阻的滑片在最右端时，调速电阻接入电路的阻值为，闭合开关，电压表示数为，此时电动机的电功率是多少？（2）当调速电阻的滑片滑到最左端时，电动机电功率达到，此时电流表示数多大？（3）调速电阻滑片调到最右端时，它本身也会消耗一定的能量。此时太阳能电池能量的利用率是多少？【解析】（1）当调速电阻的滑片在最右端时，电动机与调速电阻串联，则：由串联电路的电压等于各部分电路两端的电压之和可得：调速电阻两端的电压，电路中的电流，此时电动机的电功率。（2）当调速电阻的滑片在最左端时，电路为电动机的简单电路，由得
12、：通过电流表的示数。（3）调到最右端时，；则；。答：（1）当调速电阻的滑片在最右端时，电动机的电功率为；（2）当调速电阻的滑片滑到最左端时，电流表示数为；（3）此时太阳能电池能量的利用率是。12如图甲所示电路，电动机内阻；电源电压，内阻（电源可以等效为图乙中的理想电源和电阻的串联）；闭合开关后，通过电动机线圈的电流为则电动机工作时间内：（1）电流通过电动机线圈产生的热量；（2）整个电路消耗的电能；（3）电动机产生的机械能。【解析】（1）线圈产生的热量；（2）整个电路消耗的电能；（3）由于电源内部有电阻，则电源内部电阻产生的热量为，产生的机械能：。答：（1）电流通过电动机线圈产生的热量为；（2）
13、整个电路消耗的电能为；（3）电动机产生的机械能为。13小华家新买了电动自行车，说明书上的部分内容录在如图甲中（注：“电池容量”可理解为“若以10安的电流放电可使用1小时”。请回答：（1）该电动自行车的额定电流多大？（2）若该电动自行车行驶的平均车速为20千米时，使用的电池容量（按额定电流放电，不计放电时能量损失），能行驶多长路程？（3）某天小华想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小华想在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座，应在、三处中哪两处之间安装才合理？。和和和【解析】（1）因为，所以电动车的额定电流为；（2）电动车行驶的时间为，因为，所以电动车行驶的路程为；（
14、3）由图知，要使双孔插座能够正常使用，需要与灯泡并联，并且不受开关控制。所以要连接在、之间。故选。答：（1）电动自行车的额定电流为；（2）电动自行车能行驶路程为；（3）。14如图所示，电动机的线圈电阻为当断开时，电流表读数为；当闭合时，电流表读数为，求：（1）电阻为多大？（2）电动机工作，电动机线圈产生了多少热量？（3）电动机的机械功率为多大？【解析】（1）当断开时，电路为的简单电路，电流表测通过的电流，由可得，电阻的阻值：；（2）当闭合时，与电动机并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电动机的电流
15、：，电动机工作电动机线圈产生的热量：；（3）电动机消耗电能的功率：，产生热量的功率：，电动机的机械功率：。答：（1）电阻为；（2）电动机工作，电动机线圈产生了的热量；（3）电动机的机械功率为。15小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a）所示的电路中，已知电源电压，并保持不变，线圈电阻，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b）所示，摩擦不计，求：（1）求电路的总功率。（2）电动机正常转动消耗的电能和线圈产生的热量。（3）电动机转换成机械能的效率（百分数后保留一位小数）。【解析】（1）由题知，电源电压，电动机正常转动时电路中电流，所以电路的总功率：；（2），由得电机正常运转时消耗的电能：，由得线圈产生的热量：，（3）由电动机能量转化关系可得电动机输出的机械功：，所以电动机转换成机械能的效率：。答：（1）电路的总功率为。（2）电动机正常转动消耗的电能为，线圈产生的热量为。（3）电动机转换成机械能的效率为。
