非纯电阻电路电功及电功率问题例析
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。
非纯电阻计算题及答案
非杂电阻估计题之阳早格格创做例Ω，当把它交正在220V电压下处事10min.已知：通过线圈的电流是5A,那时电效果干功____J，线圈爆收的热量是_____J.剖析：电效果为非杂电阻电路，供电流所干的功只可用W=UIt=220V×5A××105J；供电流爆收的热量只可用Q=I2Rt=(5A)2×Ω××104J.例2．某电效果线圈电阻为1Ω，交正在220V的曲流电压下，处事电流为1A，则电效果消耗的电功率为_____W；收热耗费的电功率为____ W ；转移为板滞能的功率为____ W.剖析：电效果消耗的电功率为总功率P总=UI=220V×1A= 220W；收热耗费的电功率 P热= I2 R=1A）2×1Ω=1W ；转移为板滞能的功率为 P机 = P总– P热 =220W - 1W = 219W 【面评】正在非杂电阻电路中估计电功率的三个公式P = UI 、 P = I2 R、P=没有克没有及等效互换，其中公式P = UI可估计电效果消耗的总功率；P = I2 R只可估计收热耗费的电功率；P=已没有克没有及再用.转移为板滞能的功率可用电效果消耗的总功率减来收热耗费的电功率即可.例3．小华准备介进玩具赛车角逐，她念通过真验选择一只可量变换效用较下的电效果，真验时她先用脚捏住电效果的转轴，使其没有转化，而后搁脚，让电效果平常转化，分别将2次真验的有闭数据记录正在表格中.请问：(1)那只电效果线圈的电阻为几？(2)当电效果平常处事时，转移为板滞能的功率是几？(3)该玩具电效果平常处事时电能转移为板滞能的效用是几？电效果的电压/V 电效果处事状态通过电效果的电流/A没有转化平常转化剖析：（1）根据线圈没有转化时是杂电阻电路可供出线圈电阻：R=Ω（2）电效果平常处事时消耗的总的电功率：P总=U2I2=2V×1A=2W，平常处事时收热的功率：P热=I2R=0.5 W，转移为板滞能的功率：P机= P总-P热=1.5 W（3）转移为板滞能的效用：η==75％.【面评】原题是典型的杂电阻电路战非杂电阻电路的分离，许多教死对付电效果转化战没有转化状态时的电路没有知怎么样分解，再加上题中各有2个电压值战电流值，教死正在解题时更是无所适从.电效果没有转化时，此时电路可瞅做是杂电阻电路，电效果平常转化时利害杂电阻电路.没有管电效果转取没有转，它的线圈电阻咱们认为是没有改变的.例4．电效果是一种使用广大的能源板滞，从能量转移的角度瞅．它主假如把电能转移为板滞能，另有一部分能量正在线圈中以热量的形式集得掉.现有一台电效果，当电效果二端加220V电压时，通过电效果线圈的电流为50A.问：（1）每分钟该电效果消耗的电能是几？（2）已知电流利过导体时爆收的热量Q= I2 Ω，则线圈每分钟爆收的热量是几?（3）那台电效果每分钟所干的板滞功是几?剖析：（1）消耗的电能W总=UIt=220V×50A××105J（2）爆收的热量Q热= I2 R t=(50A)2×Ω×60s=6×104J （3）所干的板滞功W机=W总-Q热×105J－6×104J=6×105J.【面评】对付于此题的第1问曲交用公式W总=UIt解问，第2问用公式Q热= I2 R t即可，但是一定没有克没有及用其余公式解问，第3问中的板滞能应用消耗的总的电能减来电能转移为内能的部分，即W机=W总－Q热.。
【高中物理】非纯电阻电路及其电功率的简便转化方法
r
R
热能
机械功 （其他形式能量）
转化后，非纯电阻电路问题就完全变成了纯电阻电路问题。 设总电压为U总，电阻r、R两端的电压分别为Ur、UR，因 此有
• 总功 • 焦耳热
• 机械功
2 U W总 U 总 It I 2 R总t 总 t R总
Ur2 Q=U r It I rt t r
2
实际应用
人教版《高中物理选修3-1》第54页 例题1
例题1 一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压
为220V，通过的电流为5A，这台电动机每分钟所做的机械
功有多少？
解析：将非纯电阻电路转化为纯电阻电路：
M
内阻r
r
R
(a)非纯电阻电路
(b)纯电阻电路
已知：U总=220V、I=5A、r=0.4Ω
2 U Q=U r It I 2 rt r t r
因为电阻r两端的电压Ur未知，因此只用Q=I2rt适用。
（3）机械功W机械：
W机械 U R2 U R It I Rt t R
2
因为电阻R以及两端的电压UR未知，因此上面公式均不
适用，只能应用公式 W机械 W总 Q 计算。
W机械
2 U U R It I 2 Rt R t R
公式适用性的理解
（1）总功率P总和总功W总：
U总2 P 总 U 总 I I R总 R总
2
U总2 W总 U总It I R总t t R总
2
因为R未知，R总未知，因此只用P总=U总I、W总=U总It适用。
（2）焦耳热Q：
高中物理板块
非纯电阻电路问题的转化方法
——将非纯电阻电路转化为纯电阻电路
对非纯电阻电路而言,功率间的关系？
对非纯电阻电路而言，功率间的关系？在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题，上课觉着什幺都懂了，可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣，伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题，是一些同学们的学习疑问，小编做一个统一的回复，有同样问题的同学，可以仔细看一下。
【问：对非纯电阻电路而言，功率间的关系？】答：用电动机来举例子做说明。
电动机消耗的功率是电功率，p总=ui；输出的功率有两部分，一部分是机械功率，p机；其余就是机器自身发热耗损，热功率p热=i2*r；功率之间关系为p总=p机+p 热；电压要用p总=ui计算，i不能用欧姆定律计算。
【问：地球同步卫星有何特点？】答：围绕地球做匀速圆周运动的地球同步卫星轨迹与赤道同面，与地心的距离r为是一个固定值，运行周期是24小时，与地球自转同步，从地球上来看，某个人造地球同步卫星永远在赤道上某个点的上方。
【问：平抛运动怎幺分解？】答：平抛运动可视为以下两个运动的合运动：（1）物体在水平方向上不受外力，由于惯性而做初速度不变的匀速直线运动；（2）物体在竖直方向上初速度为零，只在重力作用而做自由落体运动。
这两个分运动各自独立，一般都是将平抛分解为这两种运动进行分析。
【问：什幺是电容？】答：电容器指的是其容纳电荷的本领，常用字母c表示。
相关的公式有两个，计算公式c=q/u；决定式c=es/4πkd；任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都能够构成一个电容器。
【问：考前如何突击复习物理？】答：物理试卷的难度主要是命题综合，建议同学们考前把知识点梳理清晰，打开教材，翻到目录页，根据目录的提示，把所有知识默默过一遍。
这样，你就立刻清楚哪些知识没有掌握牢了。
此外，就是要把彼此能够联系命题的。
电功电功率分类例析专题
电功、电功率分类例析专题12，公式是：3、电功和电热的关系:⑴纯电阻电路：电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.电功: W= 电热:Q= 电热和电功的关系表明: 在纯电阻电路中,电功电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的⑵非纯电阻电路：电流通过电动机M时电功 :W= 电热: Q= 电热和电功的关系：表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍 UIt,电热仍 I2Rt.但电功不再等于电热而是电热了.4、电能表的铭牌含义：220V 5A 2500R/KW.h5、额定电压是指用电器在__ __时的电压，额定功率是指用电器在____ 时的电功率。
某灯泡上标有“PZ220-60”，“220”表示，“60”表示电阻是典题解析：题型一：电功和电功率概念理解例1、电能表是测量________的仪表．1 kWh的电能可供标有“220V 40W”的灯泡正常工作________h。
练习：错误！未指定书签。
．(03常德)有一灯泡铭牌如图所示，根据图中所给信息判断下列说法中正确的是：（）A、只有在220V的电压下工作时灯泡的功率才是25W；B、灯泡工作时的功率一定是25W；C、只要电压高于220V，灯泡一定会烧坏；D、只要电压低于220V，灯泡一定不能工作；错误！未指定书签。
．（03成都）一个灯泡的灯丝烧断了，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮，其原因是：（）A．灯丝电阻增大，功率增大B．灯丝电阻减小，功率增大C．灯丝两端电压增大，功率增大D．灯丝中电流增大，功率减小题型二：额定功率、实际功率的计算解题方法：找准题中的不变量、变量，选择合适的公式计算例1、把一个标有“220V 40W ”灯泡接在电压为110V 电源上使用，该灯泡的额定状态下的电阻、额定电流、额定功率、实际状态下的电阻、电流、实际功率分别是多少？例2：将一个标有“36V, 18W ”的灯泡接入某电路中, 测得通过灯泡的电流为0.4安, 那么它的实际功率为： ( )A 、小于18W;B 、大于18W;C 、等于18W;D 、无法确定练习：1.一盏标有“36V,40W ”的电灯，正常工作时，流过它的电流是 A ，此时的电阻是 Ω ，如果将它接到某电路中，通过它的电流是1A ，此时它的功率是 W 。
非纯电阻电路功和功率的计算
5.如图所示利用小型发电机给工厂中的电动机和灯 泡供电,发电机的输出功率为1Kw,输电电压为 250V,发电机与工厂之间距离为400m,发电机与工 厂之间两根输电导线总电阻为7.5欧,其他导线电阻 忽略不计,在该电路中灯泡的实际功率为110W,电 动机线圈电阻4欧.求: （1）输电效率为多少? （2）电动机的电功率及输出功率.
中考专题复习
非纯电阻电路功和功率的计算
——以电动机类的非纯电阻电路为例
思考：一台“220V,220W”的电风扇，其 电动机线圈的内阻为2欧，那么它正常工 作时，通过线圈的电流为多少？
I
2欧
M
220V
欧姆定律的适用范围 I=U/R
欧姆定律仅在纯电阻电路（电能仅 仅转化为内能）中适用。 对于转化成机械能的电路的 非纯电阻电路（如电动机），
欧姆定律不适用。
电动机工作时相当于串连着一个内阻R
I
Rห้องสมุดไป่ตู้
热能
M 机械能
总电能 U
任何元件都相当于串连着一个内阻
I
R
U
M
机械功
2 Q=I Rt
热功
W机
2 =UIt-I Rt
W=UIt
总功
M
（1）小杰正确，小施不正确，因为 （ 2 ）这台电动机在时间 t内，电 1.P=I2R （ 2011· 杭州）在计算电动机工作时所消耗的电功 只是线圈的发热功率，而电动 （ 3 ）电动机在时间 t内所做的机 率时，小杰和小施产生了不同意见。小杰利用公 2Rt． 动机线圈产生的热量 Q=I2Rt ． 机正常工作时消耗的电能没有全部转 式 P=U W I计算电动机所消耗的电功率，小施利用 械功 机 =W 电 -Q=UIt-I P=I2R 来计算电动机所消耗的电功率。（已知：电 化为机械能，有一部分转化成了内能， 动机线圈电阻为 R ，电动机工作时两端的电压为 U ，通过电动机的电流强度为 I） 所以利用 P=I2R来计算电动机所消耗 （ 1）请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功 的电功率是错误的． 率的方法是否正确，并说明理由。
纯电阻与非纯电阻区分(建议收藏)
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。
非纯电阻电路功和功率的计算
欧姆定律不适用。
纯电阻 非纯电阻
• （2011·杭州）在计算电动机工作时所消耗 的电功率时，小杰和小施产生了不同意见 。小杰利用公式 P=IU 计算电动机所消耗 的电功率，小施利用 P=I2R 来计算电动机 所消耗的电功率。（已知：电动机线圈电 阻为 R ，电动机工作时两端的电压为 U ，通过电动机的电流强度为 I ）
（1）请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功 率的方法是否正确，并说明理由。
（2）求这台电动机在时间t内，电动机线圈产生的 热量。
（3）求电动机在时间t内所做的机械功。
• 某电动机的额定电压是220V,它正常工作时 的电流为1.5A,电动机线圈电阻为4Ω,若此 电动机工作300s,那么它所消耗的电能及产 生的热量分别是?
(2)当V示数为3V时，电动机正常转动，此时A示数 为1A。求电动机的发热功率及对外做功的机械功 率。
• 用手按住玩具电动机的转子，不让它转动 ，这时与电动机并联的电压表读数为3V， 与电动机串联的电流表读数为6A．松手后 ，电动机正常转动，此时电流表读数为1A ．这台电动机正常转动时，每秒钟有____J 的电能转变为机械能．
• 电功，电功率的定义式 • W=UIt P=UI • 焦耳定律（计算热量/内能/热功/热功率） • Q=I2Rt P热=I2R • 机械功/功率（根据能量转化） • W机械=UIt-I2Rt P机械=UI-I2R
中考命题方向
• 题型：填空题 小计算题
• 考点： 公式的选择和计算 公式的变形及解方程 “电动机不转”类问题 电路中的综合分析类问题
• 电动机工作时两端电压为U，电流为I，电 动机线圈的电阻为R，则该电动机工作时输
出的最大机械功率为（ c ）
微专题67 纯电阻电路与非纯电阻电路电功与电热的比较
微专题65 纯电阻电路与非纯电阻电路电功与电热的比较【核心考点提示】1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功．(2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程．2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢．(2)公式：P ＝W t＝IU (适用于任何电路)． 3．焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)公式：Q ＝I 2Rt .4．电功率P ＝IU 和热功率P ＝I 2R 的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P 电＝UI ，热功率均为P 热＝I 2R .(2)对于纯电阻电路而言：P 电＝P 热＝IU ＝I 2R ＝U 2R. (3)对于非纯电阻电路而言：P 电＝IU ＝P 热＋P 其他＝I 2R ＋P 其他≠U 2R ＋P 其他． 【微专题训练】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍【解析】由于电饭煲是纯电阻元件，所以R 1＝U I 1＝44 Ω，P 1＝UI 1＝1 100 W 其在1 min 内消耗的电能W 1＝UI 1t ＝6.6×104 J洗衣机为非纯电阻元件，所以R 2≠U I 2，P 2＝UI 2＝110 W 其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J其热功率P 热≠P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍．【答案】C(多选)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0.12 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【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 ，因此充电器充电功率为0.12 W ，故A 、B 、C 正确，D 错误．【答案】ABC如图所示为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6 V ，内阻为0.5 Ω，电阻R ＝2.5 Ω，当电动机以0.5 m/s 的速度匀速提升一质量为320 g 的物体时(不计一切摩擦阻力，g ＝10 m/s 2)，标有“3 V 0.6 W”的灯泡恰好正常发光，则电动机的内阻为( )A ．1.25 ΩB ．3.75 ΩC ．5.625 ΩD ．1 Ω【解析】通过并联电路求通过电动机的电流是本题的关键．电动机输出功率P 出＝mgv ＝1.6 W ，灯泡中电流I L ＝P 额U 额＝0.2 A ，干路电流I ＝E －U 额r ＋R＝1 A ，电动机中电流I M ＝I －I L ＝0.8 A ，电动机的功率P ＝U 额I M ＝I 2M R M ＋P 出，计算得R M ＝1.25 Ω，所以A 正确．【答案】A汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A ，电动机启动时电流表读数为58 A ．若电源电动势为12.5 V ，内阻为0.05 Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了( )A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W【解析】电动机不启动时，灯泡的电压为电源路端电压，设为U L，电动机启动后灯泡电压仍为路端电压，设为U L′.电动机不启动时，由欧姆定律得I＝ER L＋r求得R L＝1.2 Ω，灯泡消耗功率为P L＝EI－I2r＝120 W；电动机启动后，路端电压U L′＝E－I′r＝9.6 V，灯泡消耗电功率为P L′＝U L′2R L＝9.621.2W＝76.8 W．所以灯泡功率降低了ΔP＝120 W－76.8 W＝43.2 W.【答案】B如图所示，电源电动势为E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R′0＝1 Ω，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2 W)，则R1和R2的值为()A．2 Ω，2Ω B．2 Ω，1.5 ΩC．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω【解析】对于题图甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1＝2 Ω；对于题图乙电路是含电动机电路，欧姆定律不成立，其输出功率P＝IU＝I(E－Ir)，当I＝E2r＝2 A时有最大值，此时电动机的输出功率为2 W，发热功率为4 W，所以电动机的输入功率为6 W，电动机两端的电压为3 V，电阻R2两端电压为3 V，所以R2＝1.5 Ω，即B正确．【答案】B如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W．关于该电吹风，下列说法正确的是()A ．电热丝的电阻为55 ΩB ．电动机的电阻为1 2103Ω C ．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 JD ．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 120 J【解析】电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P ＝1 000 W －120 W ＝880 W ，对电热丝，由P ＝U 2R 可得电热丝的电阻为R ＝U 2P ＝2202880Ω＝55 Ω，选项A 正确；由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项B 错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880 J ，选项C 错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J ，选项D 错误．【答案】A如图所示，A 为电解槽，为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12 V ，电解槽内阻R A ＝2Ω，当S 1闭合，S 2、S 3断开时，示数为6 A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，示数为5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，示数为4 A ．求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少．【解析】(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：R ＝U I 1＝126Ω＝2 Ω 其发热功率为：P ＝UI 1＝12×6 W ＝72 W.(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI 2＝I 22R M ＋P 输出所以：R M ＝UI 2－P 输出I 22＝12×5－3552Ω＝1 Ω. (3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：P 化＝UI 3－I 23R A所以P化＝(12×4－42×2) W＝16 W.【答案】(1)2 Ω72 W(2)1 Ω(3)16 W(2016·山东文登检测)某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103 kg。
电功率公式及典型例题分析
电功率公式及典型例题分析常用于并联电路（电压不变时）常用于串联电路（电流不变时）【例1】一把电烙铁接在220V的电路中，通过的电流是350mA，问通电1h消耗了多少电能？【分析】只需求出在1h的电功，就可知道所消耗的电能。
【解答】由电功的公式得W = UIt = 220V×0.35A×3600s = 2.8×105J答：电烙铁1h消耗电能2.8×105J。
【例2】一定阻值的电阻，接在电压为3V的电路上，消耗的功率为0.6W，求这个电阻的阻值，5min电流做功多少？【分析】：可用P = U2/R求电阻，由W = Pt求出电功。
【解答】因为P=UI 和I=U/R 所以P = U2/R所以 R = U2/P = (3V)2/0.6W = 15Ω因为P=W/t 所以W = Pt = 0.6W×5×60s = 180J答：这个电阻的阻值是15Ω，5min电流做的功是180J。
对于此题：你还能用什么办法？【例3】1kwh的电能能使一只“220V 40W”的灯泡正常工作几小时？【分析】由公式P = W/t得t =W/P，即可求解。
若W 取kW·h ，P 取kW，则t 的单位即为h.【解答】由P = W/t 得t = W/P = 1kW·h/0.04kW = 25h[答]使电灯工作25h。
不这样算还可以怎么算？【例4】某校教学大楼有教室24间，每间教室装有“PZ220-40”白炽灯6只。
（1）求引入大楼照明线中的电流；（2）若平均每日用电3h，每月以30日计，每月耗电多少度？【分析】可由P=UI及并联电路中I=I1+I2+……求出大楼照明线中的电流I可由W=Pt求耗电量。
【解答】（1）每个教室用电的功率是P = 40 ×6W = 240W全楼用电的总功率P总= P ×24 = 5.76 ×10３W所以I总= P总/U = 5.76 ×10３W/220V = 26.2A（2）全楼月耗电量5.76 ×10３W=5.76 kWW = P总t = 5.76kW×3×30h = 518.4kW·h = 518.4度[答]（1）照明线中电流是26.2A；（2）每月耗电518.4度。
初中物理中的非纯电阻电路计算
初中物理中的非纯电阻电路计算——电动机及高压输电安徽省萧县初级中学城北校区：姜春辉近年来安徽中考物理试题灵活多变，考查内容不再是传统知识的认识与认知，逐步走向思维与方式方法的结合，学生单靠记忆与练习已经不能适应中考，这类测试题一般称为信息给予题或初高中知识衔接题，主在培养学生的思维能力和分析解决问题能力，今天就来说一说关于这一类型的电动机及高压输电的计算：一、关于电动机的问题：例题1：小明利用玩具车上的电动机做实验，发现当电动机两端电压为3V时，电动机正常工作，用电流表测量通过电动机的电流为1A，查阅电动机的说明书发现电动机的电阻为1Ω；小明看了数据感到十分奇怪，怎么此时R≠U，那么怎样计算电动机1min消耗的电能？怎样计算电动机1min产生的热量？怎样计算电动机1min输I出的机械功？怎样计算电动机转化为机械能的效率？【总论】初中物理电学知识相对来说是一个难点，而电学中的非纯电阻计算又是电学中的难点，故学生在遇到这类习题时常感到无从下手，纷繁的电学公式不知用哪个才能解决，今天就电动机问题做一总结，从中理解公式应用原理及解题的途径，做到对该类问题有的放矢、举一反三。
【名师讲解】：一般的电学计算中的用电器都是把电能转化为内能，即消耗的电能全部转化为内能，能量的转化单一，而电动机是将电能转化为机械能的机械，在转化过程中有部分电能转化为内能以热量的形式散发到空气中，也就是说电动机工作时能量的转化不再是单一，而是电能转化为机械能和内能两种形式，故计算起来相对就复杂些，因消耗电能W电与转化为机械能W机和内能Q之间存在W电=W机+Q，而电能公式W电=UIt，焦耳定律公式；即非纯电阻电路中欧姆定律不在适用，所以我们要认识第一点在电动机Q=I2Rt，故此时UIt≠I2Rt，可得R≠UI的计算中决不允许使用欧姆定律公式参与计算。
题中电动机1min消耗的电能用电能公式W电=UIt=3V×1A×60s=180J；题中电动机1min产生的热量用焦耳定律公式Q=I2Rt=（1A）2×1Ω×60s=60J;题中电动机1min输出的机械功W机=W电-Q=180J-60J=120J；题中电动机转化为机械能的效率η=W机/W电×100％=120J/180J×100％=66.7％.【总结】电动机的计算公式有消耗电能W电=UIt、产生热量Q=I2Rt、输出的机械功W机=W电-Q、转化为机械能的效率η=W机/W电×100％；另外当电动机不转时电能全部转化为内能此时欧姆定律成立U=IR 熟记此四公式，关于电动机的计算便可应付自如，当然也有推导公式消耗电功率P电=UIt、产生热功率P热=I2Rt、输出的机械功率P机=P电-P热、转化为机械能的效率η=P机/P电×100％；【强化训练】：1、如图是小明同学自制的电动机模型，若采用的电源电压是3V，线圈的内阻是1Ω，通过线圈的电流是1A，则此自制电动机转化为机械能的效率是。
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。
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。
非纯电阻电路像电动机，电风扇等，除了发热以外，还对外做功。
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。
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，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。
非纯电阻电路的功率问题
.非纯电阻电路的功率问题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：闭合电路中的功率（1）电源的输出功率：电源的总功率P=EI，对于纯电阻电路P=E2/(R+r)=I2/(R+r)输出功率为外电阻的功率P出=IU外，P出=I2R= RE2/(R+r)电源消耗的功率P=I2r非纯电阻用电器的功率为P=UI（2）P出-R图像（3）关于输出功率的4个结论（对上图的分析结果）：当R=r时，电源输出功率最大，当R＞r时，随着R的增大输出功率在增大；当R＜r时，随着R的增大输出功率在增大；当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1，R2，且R1×R2=r2（4）闭合电路中电功的分配关系：P=P出+P内即EI=UI+I2r(适合非纯电阻电路) P=I2(R+r)(只适合纯电阻电路) 闭合电路上的功率分配，反映了能量转化的守恒关系，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并转化为其他形式的能量。
（5）闭合电路电源效率：电源效率η= R/(R+r) （只适合纯电阻电路）η=U/E所以外电阻越大，电源效率越高。
但是，电源效率越大，电源的输出功率不一定也越大（二者没有必然联系）。
（6）电流通过用电器时把电能能全部转化为内能，这样的电路叫做纯电阻电路。
1.如图所示，电源电动势为30V，内电阻不计，一个“6V，12W"的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机M串联接入电路．已知电路中电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为A．40WB．44WC．48WD．60W2. 如图所示，电源电动势为E=30V，内阻为r=1Ω，电灯上标有“6V、12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω。
若电灯恰能正常发光，求电动机输出的机械功率为（）。
36w 44w 48w 60w3．如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r．当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作．已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是（）A．电动机的额定电压为IRB．电动机的输出功率为IE-I2RC．电源的输出功率为IE-I2rD．整个电路的热功率为I2（R0+R+r）4. 某直流电动机两端所加电压为U=110V，流过电动机的电流为I=2A，在1s内将m=4kg的物体缓慢提升h=5.0m（取g=10m/s2），下列说法正确的是（）A电动机的绕线内阻为55ΩB直流电动机电流的最大值为 AC电动机绕线两端的电压为5 VD电动机绕线产生的电热功率为20W5.如图所示，用输出电压为1.4V，输出电流为100mA的充电器对内阻为2Ω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0.12W B．充电器消耗的电功率为0.12WC．充电时，电池消耗的热功率为0.02W D．充电器把0.14W的功率储存在电池内6.如图所示为电动机与定值电阻R1并联的电路，电路两端加的电压恒为U，开始S断开电流表的示数为I1，S闭合后电动机正常运转，电流表的示数为I2电流表为理想电表，电动机的内阻为R2，则下列关系式正确的是（）A．=R2 B。
非纯电阻电路中其他功率
非纯电阻电路中其他功率今天来讲一讲电路公式的适用范围及非纯电阻电路的计算方法首先记住一点，欧姆定律R=U/I仅适用于纯电阻，任何涉及欧姆定律的式子都只适用于纯电阻，非纯电阻都不适用。
四大母公式普适：电功：W=UIt 电功率P=UI电热：Q=I2Rt 热功率PQ=I2R将上式与欧姆定律R=U/I联立得仅纯电阻适用公式：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/RP=PQ=UI=I2R=U2/R并且在非纯电阻中W＞Q，P＞PQ，R＜U/I由于欧姆定律不可用在非纯电阻上，这给我们计算某一非纯电阻的各物理量带来困难，那如何计算非纯电阻的各物理量呢？答案是：躲着计算，也就是不要直接计算非纯电阻的电压与电流思路：先根据闭合电路欧姆定律求出纯电阻与电源内阻相应的电压、电流。
再根据各用电器串并联关系求出非纯电阻的电压与电流最后根据W=UIt，Q=I2Rt，W=Q+W输出，P=UI，PQ=I2R，P=PQ+P输出来计算待求物理量来看一道例题例。
(2019·天津市实验中学模拟)如图所示为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6 V，内阻为0.5 Ω，电阻R＝2.5 Ω，当电动机以0.5 m/s的速度匀速向上提升一质量为320 g的物体时(不计一切摩擦阻力，g＝10 m/s2)，标有“3 V,0.6 W”的灯泡恰好正常发光．则电动机的内阻为( )A．1.25 ΩB．3.75 ΩC．5.625 ΩD．1 Ω【解析】由灯泡正常发光得到灯泡电压电流，再根据串并联电压电流关系得到电动机的电压电流，最后根据P=PQ+P输出解出电动机内阻由“3 V,0.6 W”的灯泡恰好正常发光得灯泡的电压与电流：U1=3V，I1=P1/U1=0.2A由于r与R与灯泡串联，则r与R的电压U3=E- U1=3V总电流即通过r与R的电流I= U3/(R+r)=1A由于电动机与灯泡并联，则电动机电压与电流：U2=U1=3V，I2=I-I1=0.8A由P= I2R2 +mgv得电动机内阻R2=1.25Ω【答案】A这道例题诠释了如何通过“躲着求”，也就是通过串并联关系来求非纯电阻的电压与电流从而解出正确答案。
人教九年级物理第十八章电功率第4节纯电阻与非纯电阻区分
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。
Rt=Pt=R=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。
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-I2Rt。
非纯电阻电路电能计算公式
非纯电阻电路电能计算公式
非纯电阻电功率的计算
电功率计算公式:P=UI=W/t=I2R=U2/R；电能:W=I2Rt；由于发动机，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。
在非纯电阻电路中，电功率就只能按照P=UI来算了，因为在非纯电阻电路中，电流和电压并不满足欧姆定律，那么产生的热功率也只是总功率P=UI的一部分，记住，电流产生的热只能是P=I2R来计算。
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非纯电阻电路电功及电功率问题例析
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、电饭锅等纯电阻电路工作时W=Q。
而非纯电阻电路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：在电动机转动、电铃、蓄电池(充电)等这些非纯电阻的电路中W>Q。
特别是涉及非纯电阻电路的有关电功、电热、电功率和发热功率的计算，学生极容易混淆。
一、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。
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=I 2Rt ；所转化的机械能W 机＝W 总-W
热＝UIt-I 2Rt 。
电流做功的功率P 总=UI ；其发热功率P 热=I 2
R ；转化的机械能功率
P 机=P 总-P 热＝UI-I 2R 。
二、例题解析
例1．一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 。
解析：电动机为非纯电阻电路，求电流所做的功只能用
W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105；求电流产生的热量只能用
Q=I2Rt=(5A)2×4.4Ω×600s=6.6×104J 。
【点评】电动机是将电能转化为机械能的机器，其中只有部分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=I 2Rt 。
例2．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 。
解析：电动机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= I 2 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 可计算电动机消耗的总功率；P = I 2 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动机消耗的总功率减去发热损耗的电功率即可。
例3．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)这只电动机线圈的电阻为多少？(2)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？(3)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？
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）电动机正常工作时消耗的总的电功率：P
总=U
2
I
2
=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】本题是典型的纯电阻电路和非纯电阻电路的结合，许多学生对电动机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。
电动机不转动时，此时电路可看作是纯电阻电路，电动机正常转动时是非纯电阻电路。
不管电动机转与不转，它的线圈电阻我们认为是不改变的。
例4．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= I2 R t（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?
解析：（1）消耗的电能W
总
=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J
（2）产生的热量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】对于此题的第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分，即W
机=W
总
－Q
热。