中小学教育资源及组卷应用平台 专题2 非纯电阻（电机）的计算 考点一、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-UIt-12Rt 典例1：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U=3V并保持不变，线圈电阻R=0.5Ω，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（b）所示，不计摩擦。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。 变式1：如图所示，电阻R和电动机串联接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（ ） A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2 C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2 变式2：某同学根据如图所示电路进行实验：先用夹子夹住电动机转抽使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数，后松开夹子，使电动机转抽转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如下： U(V) I(A) W(J) Q(J) 不转动 0.2 0.2 W1 Q1 转动 3.0 1.2 W2 Q2 利用上表数据计算和分析： （1）电动机不转动时，通电10s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。 （2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。 （3）试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。 变式3：爆米花松脆可口，几乎是年轻人看电影时的“标配”。如图是舟山某影城中爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S2时，R2加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关S1时，R1保温，防止爆米花变凉。爆米花机的铭牌如表所示。 额定电压 220V 加热功率 200W 保温功率 20W 电动机功率 44W （1）保温电阻R1的阻值是多少？ （2）将100克20℃玉米粒加热到300℃成为爆米花时，玉米粒吸收热量是多少？【不考虑热量的损失，c玉米=1.2×103J/(kg·℃)】 （3）制作一份爆米花用时5分钟，为了防止糊锅，需要电动机不停搅拌。已知电动机线圈电阻是1欧，求此过程中电动机线圈产生的热量是多少？ 1．用轻质的细线将4N的物体系在标有“3V0.5W”的小电动机上，当小电动机接在3V的电源上时，10s内将物体提升了1m。关于该过程，下列说法错误的是（ ） A．电流做了5J的功 B．消耗了5J的电能 C．只有4J的电能转化为机械能 D．只有4J的电能转化为其他形式能 2．如图为遥控直升飞机，该直升飞机的质量是60g，当电动机的电压为3V，通过电动机的电流为0.1A时，该直升机恰好以0.4m/s的速度匀速竖直 ... ...
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