纯电阻电路与非纯电阻电路经典练习

纯电阻电路与非纯电阻电路
①在纯电阻电路电路)中，电功等于电热，即W＝Q＝Pt＝UIt＝I²Rt＝U²/Rt,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
②在非纯电阻电路(如电动机、电风扇、电冰箱、电磁炉、电解槽、日光灯等)中：
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)
特别提醒：当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，有在电动机转动时为非纯电阻电路。

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
P输入=UI P热=I2R P输出=FV
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2
P I r
=
热
例题：在如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r未知，R1是阻值为9Ω的定值电阻，R2是由某金属氧化物制成的导体棒，可视为非纯电阻，实验证明通过R2的电流I和它两端电压U遵循I=0.1U3的规律．闭合开关S后，理想电流表的示数为0.8A．求：
（1）R1、R2消耗的电功率P1、P2
（2）电源的内阻r．
1．如图所示电路，电源电压不变，电灯L标有“6V 1.2W”字样。

当开关S1、S2均闭合时，电灯L恰能正常发光，电流表示数为0.5A．则：
（1）电动机两端电压为V，通过电动机的电流为A。

（2）通电1min电路消耗电能J。

2．如图所示，电源电压恒为12V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为10V，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是W；若电动机内部线圈的电阻为2Ω，则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是J．电动机的工作效率为。

二．计算题（共1小题）
3．小波的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机。

下表是这个豆浆机的主要技术参数。

如图甲所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸。

图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“P﹣t”图象。

请解答下列问题：
（1）豆浆机正常加热时的电流是多少？
（2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
4．如图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120W。

（1）要送冷风，选择开关应放在位置；要送热风，选择开关应放在位置。

（填“A”、“B”或“C”）（2）若电吹风的电动机在额定电压下工作，送冷风时，通电时每分钟消耗的电能是多少？
（3）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，热量的单位：焦耳），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？
（4）电吹风的电动机每分钟有多少电能转化为机械能？
（5）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为多大？
5．如图所示为电吹风的电路原理图。

电动机M上标有“220V 100W”字样，电热丝的电阻R=88Ω．求：（1）闭合S1，S2，电阻R通过的电流；
（2）闭合S1，断开S2，正常工作当送风8min，消耗的电能；
（3）闭合S1，S2，正常工作当送热风时，电路消耗的总功率。

6．用12V的电源为微型电动机供电的电路如图（甲）所示。

当单刀双掷开关S1、S2均向上合上时，电动机开始转动，电流I随时间t变化的图象如图（乙）所示。

当电流稳定时，电动机正常工作。

已知电动机转动时欧姆定律不适用，并忽略温度对电阻的影响，试解答下列问题。

（1）当单刀双掷开关S1、S2合上时可实现电动机的反转。

（2）当电动机正常工作时，电动机消耗的电功率为W。

（3）求电动机的电阻及正常工作时的输出功率。

7．当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示。

假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.5Ω．在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25s，把质量为3t的重物吊起22m（g取10N/kg）．求：（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能。

（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量。

（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。

8．如图所示是通过直流电动机提升重物的示意图。

已知电动机的线圈电阻为1.5Ω，电动机正常工作时，通过线圈的电流为2A；重物质量为540g，以10m/s匀速上升。

不计绳重和一切摩擦，g取10N/kg，试求在重物上升20s的过程中：
（1）电流通过线圈产生的热量；
（2）电动机的工作效率；
（3）电压表的示数。

9．桥式起重机是利用电动卷扬机和滑轮组工作。

已知电动卷扬机工作电压为380V，某次提升物体时通过的电流为5A，动滑轮重500N，被提升的物体M重为2500N，卷扬机拉着物体M以0.5m/s的速度匀速上升15m，不计钢丝绳的重、绳与滑轮的摩擦，求：
（1）此滑轮组提升重物的机械效率是多少？
（2）提升过程中电动卷扬机线圈产生了多少热量？
（3）该卷扬机线圈的电阻是多大？
10.规格为“220 V 36 W”的排气扇,线圈电阻为40 Ω,求:(1)接上220 V电压后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率;(2)如果接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率.
11.小崔想测量一个电动机（6V 12W）的内阻和机械功率，将小电动机转轴固定，另其不转动，然后接入电路，电路如下图，电路中定值电阻R=1Ω，电流表内阻RA=0.5Ω，电压U不变。

开关S断开时，电流表2A；开关闭合时，电流表2.4A。

（1）电动机内阻时多少？
（2）电动机正常工作的时机械功率是多少？（忽略摩擦产生的能量损失）。