电阻电功及电功率.ppt

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1、第七章恒定电流第1讲电流电阻电功及电功率考考纲考情考情三年三年2 2考高考指数：考高考指数：1.1.电流流2.2.电阻定律阻定律3.3.欧姆定律欧姆定律4.4.电功率、焦耳定律功率、焦耳定律【知知识梳理梳理】知知识点点1 1 电阻定律阻定律电流流1.1.电流：流：(1)(1)形成。形成。导体中有能体中有能够_的的电荷。荷。导体两端存在体两端存在_。自由移自由移动电压(2)(2)方向：方向：规定定为_定向移定向移动的方向。的方向。电流是流是_(_(选填：填：A.A.标量量B.B.矢量矢量)。(3)(3)定定义式：式：I=_I=_。(4)(4)微微观表达式：表达式：I=_I=_。(5)(5)单位：

2、安培位：安培(安安),),符号符号A,1 A=1 C/sA,1 A=1 C/s。正正电荷荷A AnqSvnqSv2.2.电阻：阻：(1)(1)定定义式：式：R=_R=_。(2)(2)物理意物理意义：导体的体的电阻反映了阻反映了导体体对电流的流的_。3.3.电阻定律：阻定律：(1)(1)内容：同种材料的内容：同种材料的导体体,其其电阻阻R R与它的与它的_成正比成正比,与它的与它的_成反比成反比,导体的体的电阻与构成它的阻与构成它的_有关。有关。(2)(2)表达式：表达式：R=_,R=_,单位：位：_。阻碍作用阻碍作用长度度横截面横截面积材料材料m m4.4.电阻率：阻率：(1)(1)计算式：算

3、式：=_=_。(2)(2)物理意物理意义：反映：反映导体的体的_,_,是表征是表征_的物理量。的物理量。(3)(3)电阻率与温度的关系。阻率与温度的关系。金属：金属：电阻率随温度升高而阻率随温度升高而_。半半导体：体：电阻率随温度升高而阻率随温度升高而_。导电性能性能材料性材料性质增大增大减小减小一些合金：几乎不受温度的影响。一些合金：几乎不受温度的影响。超超导体：当温度降低到体：当温度降低到_附近附近时,某些材料的某些材料的电阻率突然阻率突然_,_,成成为超超导体。体。绝对零度零度减小减小为零零5.5.欧姆定律：欧姆定律：(1)(1)内容：内容：导体中的体中的电流跟流跟导体两端的体两端的_成

4、正比成正比,跟跟导体的体的_成反比。成反比。(2)(2)表达式：表达式：I=_I=_。(3)(3)适用范适用范围。_导电和和_导电(对气体气体导电不适用不适用)。_电路路(不含不含电动机、机、电解槽的解槽的电路路)。电压电阻阻金属金属电解液解液纯电阻阻(4)(4)导体的伏安特性曲体的伏安特性曲线。I-UI-U图线：以：以电流流为纵轴、_为横横轴画出画出导体上的体上的电流随流随电压的的变化曲化曲线,如如图所示。所示。电压比比较电阻的大小：阻的大小：图线的斜率的斜率 ,图中中R R1 1_R R2 2(选填填“”“”“知知识点点2 2 电功率、焦耳定律功率、焦耳定律1.1.电功：功：(1)(1)定

5、定义：电路中路中_移移动电荷做的功。荷做的功。(2)(2)公式：公式：W=W=qUqU=_=_。(3)(3)电流做功的流做功的实质：_转化成其他形式能的化成其他形式能的过程。程。电场力力UItUIt电能能2.2.电功率：功率：(1)(1)定定义：单位位时间内内电流做的功流做的功,表示表示电流做功的流做功的_。(2)(2)公式：公式：P=_P=_。3.3.焦耳定律：焦耳定律：(1)(1)电热：电流流流流过一段一段导体体时产生的生的_。(2)(2)计算式：算式：Q=_Q=_。快慢快慢UIUI热量量I I2 2RtRt4.4.热功率：功率：(1)(1)定定义：单位位时间内的内的发热量。量。(2)(2

6、)表达式：表达式：P=P=_。I I2 2R R【思思维诊断断】(1)(1)导体中只要体中只要电荷运荷运动就形成就形成电流。流。()(2)(2)电流有方向流有方向,所以它是一个矢量。所以它是一个矢量。()(3)(3)根据根据I=,I=,可知可知I I与与q q成正比。成正比。()(4)(4)在小灯泡的在小灯泡的U-IU-I图线中中,图线上某点的切上某点的切线的斜率表示的斜率表示该点的点的电阻大小。阻大小。()(5)(5)由由I=I=知道知道,通通过同一段同一段导体的体的电流跟加在它两端的流跟加在它两端的电压成正比。成正比。()(6)(6)公式公式P=UIP=UI和和P=P=适用于任何适用于任何

7、电路的路的电功率的功率的计算。算。()提示：提示：(1)(1)。自由电荷定向移动才形成电流。自由电荷定向移动才形成电流。(2)(2)。电流虽然有方向。电流虽然有方向,但是它遵循代数运算法则但是它遵循代数运算法则,所以电流不是矢所以电流不是矢量量,是标量。是标量。(3)(3)。I=I=只是电流的定义式只是电流的定义式,它与它与q q、t t无关。无关。(4)(4)。小灯泡的。小灯泡的U-IU-I图线是弯向图线是弯向U U轴的曲线轴的曲线,图线上某点的电阻大小图线上某点的电阻大小等于该点与坐标原点连线的斜率而非切线斜率。等于该点与坐标原点连线的斜率而非切线斜率。(5)(5)。电阻是导体本身的性质。

8、电阻是导体本身的性质,通过同一段导体的电流跟加在它两通过同一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比。端的电压成正比。(6)(6)。P=UIP=UI、P=P=适用于任何电路的电功率的计算。适用于任何电路的电功率的计算。【小小题快快练】1.1.某某电解池解池,如果在如果在1s1s内共有内共有5.05.010101818个二价正离子和个二价正离子和1.01.010101919个一价个一价负离子通离子通过某横截面某横截面,那么通那么通过这个横截面的个横截面的电流是流是()A.0A.0B.0.8 AB.0.8 AC.1.6 AC.1.6 AD.3.2 AD.3.2 A【解析解析】选选D D。通过横截面的正

9、离子的电量。通过横截面的正离子的电量q q1 1=1.6=1.61010-19-192 25.05.010101818C,C,通过横截面的负离子的电量通过横截面的负离子的电量q q2 2=-1.6=-1.61010-19-191.01.010101919C,C,则则q=|qq=|q1 1|+|q|+|q2 2|=3.2C,|=3.2C,则则I=3.2A,DI=3.2A,D正确。正确。2.2.根据根据电阻定律阻定律,电阻率阻率=,=,对于温度一定的某种金属于温度一定的某种金属导线来来说,它的它的电阻率阻率()A.A.跟跟导线的的电阻成正比阻成正比B.B.跟跟导线的横截面的横截面积成正比成正比C.

10、C.跟跟导线的的长度成反比度成反比D.D.由所用金属材料本身性由所用金属材料本身性质决定决定【解析解析】选选D D。材料的电阻率与其电阻、横截面积、长度、导体的形。材料的电阻率与其电阻、横截面积、长度、导体的形状无关状无关,与材料本身和温度有关与材料本身和温度有关,故选项故选项D D正确。正确。3.(3.(多多选)一只一只标有有“220V220V60 W60 W”的白的白炽灯泡灯泡,加上的加上的电压U U由零逐由零逐渐增大到增大到220 V220 V。在此。在此过程中程中,电压U U和和电流流I I的关系可用的关系可用图线表示。在如表示。在如图所示的四个所示的四个图线中中,肯定不符合肯定不符合

11、实际的是的是()【解析解析】选选A A、C C、D D。由电阻的定义式。由电阻的定义式R=R=知：在知：在U-IU-I图像上图像上,某一点某一点的纵坐标的纵坐标U U和该点的横坐标和该点的横坐标I I的比值的比值 就对应着电阻值就对应着电阻值R R。由于白炽灯。由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到增大到220V220V时时,灯丝的温度不断升高灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大电阻将不断增大,A,A图像表示图像表示为一定值为一定值,说明电阻不变说明电阻不变,不符合实际不符合实际;C;C图像上各点的图

12、像上各点的 值随值随U U的增大的增大而减小而减小,也不符合实际也不符合实际;D;D图像中的图像中的 的值开始随的值开始随U U的增大而增大的增大而增大,后来后来随随U U的增大而减小的增大而减小,也不符合实际也不符合实际;只有只有B B图像中图像中 的值随的值随U U的增大而变的增大而变大大,符合实际符合实际,应选应选A A、C C、D D。4.(4.(多多选)下列关于下列关于电功、功、电功率和焦耳定律的功率和焦耳定律的说法中正确的是法中正确的是()A.A.电功率越大功率越大,电流做功越快流做功越快,电路中路中产生的焦耳生的焦耳热一定越多一定越多B.W=B.W=UItUIt适用于任何适用于任

13、何电路路,而而W=IW=I2 2Rt=Rt=只适用于只适用于纯电阻的阻的电路路C.C.在非在非纯电阻的阻的电路中路中,UII,UII2 2R RD.D.焦耳焦耳热Q=IQ=I2 2RtRt适用于任何适用于任何电路路【解析解析】选选B B、C C、D D。电功率公式。电功率公式P=,P=,电功率越大电功率越大,表示电流做功表示电流做功越快。对于一段电路越快。对于一段电路,有有P=IU,I=,P=IU,I=,焦耳热焦耳热Q=()Q=()2 2Rt,Rt,可见可见Q Q与与P P、U U、t t都有关都有关,所以所以P P越大越大,Q,Q不一定越大不一定越大,A,A错误错误;W=;W=UItUIt是

14、电功的定义式是电功的定义式,适用于任何电路适用于任何电路,而而I=I=只适用于纯电阻的电路只适用于纯电阻的电路,B,B正确正确;在非纯电阻在非纯电阻的电路中的电路中,电流所做的功电流所做的功=焦耳热焦耳热+其他形式的能其他形式的能,所以所以WQ,WQ,即即UIIUII2 2R,R,C C正确正确;Q=I;Q=I2 2RtRt是焦耳热的定义式是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热适用于任何电路中产生的焦耳热,D D正确。正确。考点考点1 1 电流的三个公式流的三个公式公公式式适用适用范范围字母含字母含义公式含公式含义定定义式式I=I=一切一切电路路q q为时间t t内通内通过导体横截体横

15、截面的面的电荷量荷量I I与与q q、t t无关无关,I I与与 的的值相等相等公公式式适用适用范范围字母含字母含义公式含公式含义微微观式式I=I=nqSvnqSv一切一切电路路n n为导体体单位体位体积内自由内自由电荷数荷数;q;q为每个自由每个自由电荷的荷的电荷量荷量;S;S为导体横截面体横截面积;v;v为电荷定向移荷定向移动速率速率微微观量量n n、q q、S S、v v决定决定I I的大小的大小决决定定式式I=I=金属、金属、电解液解液U U为导体两端的体两端的电压,R,R为导体本身的体本身的电阻阻IUIU I I 【典例典例1 1】(多多选)截面直径截面直径为d d、长为L L的的导

16、线,两端两端电压为U,U,当当这三个三个量中的一个改量中的一个改变时,对自由自由电子定向移子定向移动平均速率的影响平均速率的影响,下列下列说法正法正确的是确的是()A.A.电压U U加倍加倍时,自由自由电子定向移子定向移动的平均速率不的平均速率不变B.B.导线长度度L L加倍加倍时,自由自由电子定向移子定向移动的平均速率减的平均速率减为原来的一半原来的一半C.C.导线截面直径截面直径d d加倍加倍时,自由自由电子定向移子定向移动的平均速率不的平均速率不变D.D.导线截面直径截面直径d d加倍加倍时,自由自由电子定向移子定向移动的平均速率加倍的平均速率加倍【解解题探究探究】(1)(1)请写出有关

17、的三个表达式。写出有关的三个表达式。电流的微流的微观表达式表达式：I=_I=_。电阻定律：阻定律：R=_R=_。欧姆定律：欧姆定律：I=_I=_。(2)(2)根据以上三个表达式根据以上三个表达式导出自由出自由电子定向移子定向移动的速率表达式的速率表达式为v=_v=_。neSvneSv【解析解析】选选B B、C C。根据电流。根据电流I I的微观表达式、定义式以及电阻的决定的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得：式可得：I=I=neSvneSv=所以所以v=v=由此可知电压由此可知电压U U加倍时加倍时,自自由电子定向移动的平均速率由电子定向移动的平均速率v v加倍加倍,A,A错误错误;导线长

18、度导线长度L L加倍时加倍时,自由电自由电子定向移动的平均速率减半子定向移动的平均速率减半,B,B正确正确;导线截面直径导线截面直径d d加倍时加倍时,自由电子自由电子定向移动的平均速率定向移动的平均速率v v不变不变,C,C正确正确,D,D错误。错误。【总结提升提升】三种速率的比三种速率的比较(1)(1)电子定向移子定向移动速率：速率：电子在金属子在金属导体中的平均运体中的平均运动速率速率,也是公式也是公式I=I=neSvneSv的的v,v,大小大小约为1010-5-5m/sm/s。(2)(2)电流的流的传导速率：速率：电流在流在导体中的体中的传导速率等于光速速率等于光速,为3 3 1010

19、8 8m/sm/s。闭合开关的瞬合开关的瞬间,电路中各路中各处以光速建立恒定以光速建立恒定电场,电路中各路中各处的自由的自由电子几乎同子几乎同时定向移定向移动,整个整个电路也几乎同路也几乎同时形成了形成了电流。流。(3)(3)电子子热运运动速率：速率：电子做无子做无规则热运运动的速率的速率,大小大小约为10105 5m/sm/s。由于由于热运运动向各个方向运向各个方向运动的机会相等的机会相等,故此运故此运动不能形成不能形成电流。流。【变式式1+11+1】1.(1.(拓展延伸拓展延伸)【典例典例1 1】中中,若保持若保持d d、L L、U U不不变,而而换用其他材料的用其他材料的导线,则自由自由

20、电子定向移子定向移动的平均速率是否改的平均速率是否改变?【解析解析】由由I=I=neSvneSv和和R=R=再根据再根据I=I=可得：可得：v=v=故自由电子故自由电子的平均速率和导体单位体积内的自由电子数目的平均速率和导体单位体积内的自由电子数目n n、导体的电阻率、导体的电阻率有有关。故换用其他材料的导线时关。故换用其他材料的导线时,由于不同材料的由于不同材料的n n和和一般不同一般不同,所以所以自由电子定向移动的平均速率可能改变自由电子定向移动的平均速率可能改变,也可能不变。也可能不变。答案：答案：可能改变可能改变,也可能不变也可能不变2.(20152.(2015新新乡模模拟)安培提出了

21、著名的分子安培提出了著名的分子电流假流假说,根据根据这一假一假说,电子子绕核运核运动可等效可等效为一一环形形电流。流。设电量量为e e的的电子以速率子以速率v v绕原子原子核沿核沿顺时针方向做半径方向做半径为r r的匀速的匀速圆周运周运动,关于关于该环形形电流的流的说法法,正正确的是确的是()A.A.电流流强强度度为 ,电流方向流方向为顺时针B.B.电流流强强度度为 ,电流方向流方向为顺时针C.C.电流流强强度度为 ,电流方向流方向为逆逆时针D.D.电流流强强度度为 ,电流方向流方向为逆逆时针【解析解析】选选C C。电子绕核运动可等效为一环形电流。电子绕核运动可等效为一环形电流,电子运动周期为

22、电子运动周期为T=T=根据电流的定义式得：电流强度为根据电流的定义式得：电流强度为I=I=因为电子带因为电子带负电负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向即沿逆时针方向,故故C C正确。正确。【加固加固训练】(多多选)(2014)(2014武武汉模模拟)一根粗一根粗细均匀的金属均匀的金属导线,两端加两端加上恒定上恒定电压U U时,通通过金属金属导线的的电流流为I,I,金属金属导线中自由中自由电子定向移子定向移动的平均速率的平均速率为v,v,若将金属若将金属导线均匀拉均匀拉长,使其使其长度度变为原来的原来的2 2倍倍,仍仍给它两端加上恒定它两端加

23、上恒定电压U,U,则此此时()A.A.通通过金属金属导线的的电流流为B.B.通通过金属金属导线的的电流流为C.C.自由自由电子定向移子定向移动的平均速率的平均速率为D.D.自由自由电子定向移子定向移动的平均速率的平均速率为【解析解析】选选B B、C C。金属导线均匀拉长。金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的使其长度变为原来的2 2倍倍,横截横截面积变为原来的面积变为原来的 ,电阻变为原来的电阻变为原来的4 4倍倍,两端加上恒定电压两端加上恒定电压U,U,则通过则通过金属导线的电流为金属导线的电流为 ,A,A错误错误,B,B正确正确;根据根据I=I=nqSvnqSv可知自由电子定向移可知自由电子

24、定向移动的平均速率为动的平均速率为 ,C,C正确正确,D,D错误。错误。考点考点2 2 电阻、阻、电阻定律的阻定律的应用用1.1.电阻与阻与电阻率的区阻率的区别：(1)(1)电阻是反映阻是反映导体体对电流阻碍作用大小的物理量。流阻碍作用大小的物理量。电阻率是反映制作阻率是反映制作导体的材料体的材料导电性能好坏的物理量。性能好坏的物理量。(2)(2)导体体电阻与阻与电阻率无直接关系阻率无直接关系,即即电阻大阻大,电阻率不一定大阻率不一定大;电阻率小阻率小,电阻不一定小。阻不一定小。2.2.电阻的决定式和定义式对比：电阻的决定式和定义式对比：公式公式 意意义电阻定律的表达式阻定律的表达式电阻的定阻

25、的定义式式理解理解指明了指明了电阻的决定因素阻的决定因素提供了一种提供了一种测定定电阻的方法阻的方法,并并不不说明明电阻与阻与U U和和I I有关有关适用范适用范围只适用于粗只适用于粗细均匀的金属均匀的金属导体和体和浓度均匀的度均匀的电解液解液适用于任何适用于任何纯电阻阻导体体【典例典例2 2】(2014(2014德州模德州模拟)如如图甲所示甲所示为一一测量量电解液解液电阻率的玻璃阻率的玻璃容器容器,P,P、Q Q为电极极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注当里面注满某某电解液解液,且且P P、Q Q加上加上电压后后,其其U-IU-I图像如像

26、如图乙所示乙所示,当当U=10VU=10V时,求求电解液的解液的电阻率阻率。【破破题关关键】关关键信息信息思考方向思考方向P P、Q Q为电极极,设a=1ma=1m横截面横截面积为S=S=bcbc其其U-IU-I图像如像如图乙所示乙所示利用利用电阻的定阻的定义式式R=R=求求R R【解析解析】由题图乙可求得电解液的电阻为由题图乙可求得电解液的电阻为R=2 000R=2 000。由题图甲可知电解液长为：由题图甲可知电解液长为：l=a=1m,=a=1m,截面积为：截面积为：S=S=bcbc=0.02m=0.02m2 2。结合电阻定律结合电阻定律R=R=得得=40=40m m。答案：答案：4040m

27、 m【易易错提醒提醒】(1)(1)求求电阻阻R R时易易错用用该点的切点的切线的斜率的斜率 来来计算。因算。因本本题的的U-IU-I图线为曲曲线,电阻跟曲阻跟曲线的斜率无关的斜率无关,只能依据曲只能依据曲线对应的的点的坐点的坐标 计算求解。算求解。(2)(2)计算算电阻率阻率时,无法正确找到无法正确找到对应的的l和和S S。沿。沿电流方向流方向电解液的解液的长度度为l=a,=a,垂直于垂直于电流方向的横截面流方向的横截面积是是S=S=bcbc。【总结提升提升】电阻定律的阻定律的应用技巧用技巧(1)(1)在温度一定的条件下在温度一定的条件下,导体的体的电阻大小由阻大小由长度、横截面度、横截面积及

28、材料决及材料决定定,与与电压、电流无关流无关,若考若考虑温度温度,导体的体的电阻率会随着温度的阻率会随着温度的变化化而而变化。化。(2)(2)利用利用R=R=求求时,要根据要根据电流正确判断流正确判断l、S,S,沿沿电流方向流方向导体的体的长度度为l,垂直于垂直于电流方向的横截面流方向的横截面积为S S。【变式式训练】(多多选)某某导体的伏安特性曲体的伏安特性曲线如如图中中ABAB段段(曲曲线)所示所示,关关于于导体的体的电阻阻,以下以下说法正确的是法正确的是()A.BA.B点的点的电阻阻为1212B.BB.B点的点的电阻阻为4040C.C.导体的体的电阻因温度的影响改阻因温度的影响改变了了1

29、1D.D.导体的体的电阻因温度的影响改阻因温度的影响改变了了1010【解析解析】选选B B、D D。根据电阻的定义式可以求出。根据电阻的定义式可以求出A A、B B两点的电阻分别为两点的电阻分别为R RA A=30=30,R,RB B=40=40,所以所以R=RR=RB B-R-RA A=10=10,B,B、D D正确正确,A,A、C C错误。错误。【加固加固训练】(2014(2014山山东省名校省名校联考考)欧姆不欧姆不仅发现了欧姆定律了欧姆定律,还研研究了究了电阻定律。有一个阻定律。有一个长方体金属方体金属电阻阻,材料分布均匀材料分布均匀,边长分分别为a a、b b、c,c,且且abcab

30、c。电流沿以下方向流流沿以下方向流过该金属金属电阻阻,其中其中电阻阻阻阻值最小最小的是的是()【解析解析】选选A A。根据电阻定律。根据电阻定律R=R=,电阻阻值最小的应该是截面积电阻阻值最小的应该是截面积最大最大,长度最短长度最短;A;A图中图中,截面积最大截面积最大,长度最短长度最短,故故A A图电阻阻值最小图电阻阻值最小,选选A A。考点考点3 3 电功、功、电功率及功率及电热的的计算算纯电阻阻电路与非路与非纯电阻阻电路的比路的比较：纯电阻阻电路路非非纯电阻阻电路路实例例白白炽灯、灯、电炉、炉、电饭锅、电热毯、毯、电熨斗及熨斗及转子被卡住的子被卡住的电动机等机等电动机、机、电解槽、解槽、

31、日光灯等日光灯等电功功与与电热W=UIt,Q=IW=UIt,Q=I2 2Rt=Rt=W=QW=QW=UIt,Q=IW=UIt,Q=I2 2RtRtWQWQ电功率与功率与热功率功率P P电=UI,=UI,P P热=I=I2 2R=,PR=,P电=P=P热P P电=UI,P=UI,P热=I=I2 2R,R,P P电PP热【典例典例3 3】如如图所示是一提升重物用的直流所示是一提升重物用的直流电动机机工作工作时的的电路路图。电动机内机内电阻阻r=0.8,r=0.8,电路中路中另一另一电阻阻R=10,R=10,直流直流电压U=160V,U=160V,电压表示数表示数U UV V=110V110V。试求

32、：求：(1)(1)通通过电动机的机的电流。流。(2)(2)输入入电动机的机的电功率。功率。(3)(3)若若电动机以机以v=1m/sv=1m/s匀速匀速竖直向上提升重物直向上提升重物,求求该重物的重物的质量。量。(g(g取取10m/s10m/s2 2)【解解题探究探究】(1)(1)如何求解通如何求解通过电动机的机的电流流?提示：提示：由于电动机为非纯电阻电路由于电动机为非纯电阻电路,故电流不能用故电流不能用I=I=来求解来求解,可通可通过求解电阻过求解电阻R R的电流来求。的电流来求。(2)(2)能否通能否通过P=P=来求来求输入入电动机的机的电功率功率?提示：提示：不能。可用不能。可用P=UI

33、P=UI求解。求解。(3)(3)电动机的机的发热功率功率P P热=_,=_,机械功率机械功率P=_P=_。I I2 2r rP P电-P-P热【解析解析】(1)(1)由电路中的电压关系可得电阻由电路中的电压关系可得电阻R R的分压的分压U UR R=U-U=U-UV V=(160-110)V=50 V,(160-110)V=50 V,流过电阻流过电阻R R的电流的电流I IR R=5 A,=5 A,即通过电动机的电流即通过电动机的电流I IM M=I=IR R=5A=5A。(2)(2)电动机的分压电动机的分压U UM M=U=UV V=110V,=110V,输入电动机的功率输入电动机的功率P

34、P电电=I=IM MU UM M=550W=550W。(3)(3)电动机的发热功率电动机的发热功率P P热热=I IM M2 2r=20W,r=20W,电动机输出的机械功率电动机输出的机械功率P P出出=P=P电电-P-P热热=530W,=530W,又因又因P P出出=mgvmgv,所以所以m=53kgm=53kg。答案：答案：(1)5A(1)5A(2)550 W(2)550 W(3)53 kg(3)53 kg【总结提升提升】非非纯电阻阻问题的的“三点注意三点注意”(1)(1)无无论是是纯电阻阻还是非是非纯电阻阻,电功均功均为W=W=UItUIt,电热均均为Q=IQ=I2 2RtRt。(2)(

35、2)处理非理非纯电阻的阻的计算算问题时,要善于从能量要善于从能量转化的角度出化的角度出发,紧紧围绕能量守恒能量守恒,利用利用“电功功=电热+其他能量其他能量”寻找等量关系求解。找等量关系求解。(3)(3)非非纯电阻在一定条件下可能阻在一定条件下可能变为纯电阻阻,如如电动机卡住不机卡住不转时即即为纯电阻。阻。【变式式训练】(多多选)(2014)(2014绍兴模模拟)一台直流一台直流电动机的机的电阻阻为R,R,额定定电压为U,U,额定定电流流为I,I,当其正常工作当其正常工作时,下述正确的是下述正确的是()A.A.电动机所消耗的机所消耗的电功率功率为I I2 2R RB.tsB.ts内所内所产生的

36、生的电热为UItUItC.tsC.ts内所内所产生的生的电热为I I2 2RtRtD.tsD.ts内内输出的机械能出的机械能为(U-(U-IR)ItIR)It【解析解析】选选C C、D D。电动机所消耗的电功率为。电动机所消耗的电功率为UI,AUI,A错误错误;tsts内产生的电热内产生的电热为为I I2 2Rt,BRt,B错误错误,C,C正确正确;tsts内输出的机械能为内输出的机械能为UIt-IUIt-I2 2Rt,DRt,D正确。正确。【加固加固训练】(2015(2015唐山模唐山模拟)某同学利用某同学利用图甲所示装置甲所示装置测定某小定某小电动机的效率。分机的效率。分别用用电压传感器和

37、感器和电流流传感器感器测量量电动机的机的输入入电压和和输入入电流。当重物匀速上升流。当重物匀速上升时用位移用位移传感器感器测得重物上升的位移与得重物上升的位移与时间的关系的关系图线如如图乙所示乙所示,而而电压传感器的示数感器的示数为3.30V,3.30V,电流流传感器感器的示数的示数为0.14A0.14A。重物的。重物的质量量为0.05kg,g0.05kg,g取取10m/s10m/s2 2。则该小小电动机在机在2.402.402.80s2.80s时间内内的效率的效率为多少多少?【解析解析】电动机的输入功率为电动机的输入功率为P P入入=UI,=UI,由题图乙可知重物匀速上升时的速度为由题图乙可

38、知重物匀速上升时的速度为v=v=电动机的输出功率为电动机的输出功率为P P出出=mgvmgv,电动机的效率为电动机的效率为=100%,100%,联立解得联立解得=54%=54%。答案：答案：54%54%【资源平台源平台】备选角度：角度：电功、功、电热在在实际生活中的生活中的应用用【典例典例】电热毯是人毯是人们常用的常用的电热式家用式家用电器器,它一般具有加它一般具有加热和保和保温功能温功能,其工作原理大致相同其工作原理大致相同,如如图为某种某种电热式式电器的器的简化化电路路图,主主要元件有要元件有电阻阻丝R R1 1、R R2 2和自和自动开关开关S S。(1)(1)当自当自动开关开关S S闭

39、合和断开合和断开时,用用电器分器分别处于什么状于什么状态?(2)(2)用用电器由照明器由照明电路供路供电(U=220V),(U=220V),设加加热时用用电器的器的电功率功率为400W,400W,保温保温时用用电器的器的电功率功率为40W,40W,则R R1 1和和R R2 2分分别为多大多大?【规范解答规范解答】(1)(1)当开关当开关S S闭合时闭合时,R,R2 2被短路被短路,电路中只有电路中只有R R1 1,此时功率此时功率P P1 1=;=;当开关当开关S S断开时断开时,R,R1 1、R R2 2串联串联,此时功率为此时功率为P P2 2=,=,显然有显然有P P1 1PP2 2,故故S S闭合时闭合时,用电器处于加热状态用电器处于加热状态;S;S断开时断开时,用电器处于保温状用电器处于保温状态。态。(2)(2)加热时有：加热时有：P P1 1=,=,保温时有保温时有P P2 2=,=,代入数据解得：代入数据解得：R R1 1=121,R=121,R2 2=1089=1089。答案：答案：(1)S(1)S闭合为加热闭合为加热,S,S断开为保温断开为保温(2)121(2)12110891089