步步高2015高三物理(新课标)一轮讲义:7.1电阻定律 欧姆定律 焦(7)

2020-12-24 23:13

计算电功时用公式W=IUt,计算电热时用公式Q=I2Rt.

2.从能量转化的角度来看,电功和焦耳热之间的数量关系是W≥Q、UIt≥I2Rt.

(1)纯电阻电路:如电炉等构成的电路,电流做功将电能全部转化为内能,此时有W=U2

Q.计算时可任选一公式:W=Q=Pt=IRt=UIt.

R

2

(2)非纯电阻电路:如含有电动机、电解槽等的电路,电流做功除将电能转化为内能外,还转化为机械能、化学能等,此时有W>Q.电功只能用公式W=UIt来计算,焦耳热只能用公式Q=I2Rt来计算.对于非纯电阻电路,欧姆定律不再适用.

例3 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 Ω

B.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 W C.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 J D.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 U

R1=44 Ω,P1=UI1=1 100 W

I1

其在1 min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104 J 洗衣机为非纯电阻元件,所以 U

R2,P2=UI2=110 W

I2

其在1 min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103 J

其热功率P热≠P2,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

电功和电热的处理方法

1.P=UI、W=UIt、Q=I2Rt在任何电路中都能使用.在纯电阻电路中,W=Q,UIt=I2Rt,

在非纯电阻电路中,W>Q,UIt>I2Rt.

U

2.在非纯电阻电路中,由于UIt>I2Rt,即U>IR,欧姆定律R=

I

3.处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定

律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.

突破训练3 电阻R和电动机M串联接到电路中,如图6所示,已知电阻R跟电动机线圈

的电阻值相等,电键接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,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


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