【新文案】初中物理中的非纯电阻电路计算

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。

纯电阻电路中只有电阻、电源、导线，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。

但是，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＝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．。

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。

非纯电阻电路的热量公式电阻电路一般指将电阻元件与电源及电路元件共同组成的电路，其结构可以简单地用电路图表示出来。

在这种电路中，电流流经受控电阻时，会损耗一定的功率，这也就意味着电阻会发热，热量的数量可以用一个称为“热量公式”的表达式来表述。

代表电阻电路的热量公式是P=I2R，其中P代表功率，I代表电流，R代表电阻。

也就是说，电阻电路中所消耗的功率与正在流经的电流的平方成正比，与电阻的大小成正比。

热量公式中所提到的电阻指的是电路中的纯电阻，也就是说，这个公式是在纯电阻电路中有效的。

在现实世界中，电路并不总是由纯电阻组成，有时候会有其它的电路元件，这种情况下，上述热量公式就不再有效了。

在这种时候，我们将使用更为复杂的热量公式来表示电路的热量情况，这些热量公式也称为非纯电阻电路的热量公式。

非纯电阻电路的热量公式主要由电路中电源的功率(P)、电路中任何元件的功率损失(Pd)和电路中任何元件的能量消耗(E)组成。

其中P代表电源的功率，Pd代表各元件之间发生功率损失，E代表各元件所消耗的能量。

这个公式可以用以下公式简单地表达出来：P=Pd+E从这里可以看出，非纯电阻电路的热量公式和纯电阻电路的热量公式的主要区别在于，前者同时考虑了电路中电源的功率、各元件之间发生功率损失以及各元件所消耗的能量等因素，而后者仅仅考虑了电阻元件以及正在流经电阻元件的电流的平方。

基于非纯电阻电路的热量公式，我们可以更加准确地计算出电路中各元件的热量情况，从而知道电路中的温度分布情况，从而可以判断出具体的安全状况和寿命预计。

为了更好地掌握非纯电阻电路的热量公式，有必要从理论上深入的学习，尤其是了解受控电阻电路中电功率的计算方法以及电路元件之间发生功率损失的原理、各元件能量消耗情况及电源输入功率损失等。

从这些知识点出发，我们可以更好地理解非纯电阻电路的热量公式，从而更好地掌握这个公式并运用到实践中去。

总而言之，非纯电阻电路的热量公式是用来表示电路中各元件的热量情况的重要公式，它不仅可以帮助我们计算出电路中的温度分布情况，还可以帮助我们判断出安全状况和寿命预计等，因此，我们有必要从理论上深入的学习这个公式，从而更好地掌握它并运用到实践中去。

纯电路和非纯电路公式1. 电路的基本概念说到电路，哎呀，咱们可得先搞明白啥是纯电路，啥又是非纯电路。

简单来说，纯电路就是那些理想化的电路，里面的元件都是完美的。

就像是电影里那种完美无瑕的爱情故事，没啥烦恼，只有甜蜜。

而非纯电路呢，就是生活中的真实电路，元件有时候出点小问题，就像恋爱中的那些小摩擦，嘿，谁都有过这样的经历吧。

1.1 纯电路公式好吧，先来聊聊纯电路的公式。

通常咱们会用欧姆定律，这个老家伙可真是电路里的“爷爷”了，公式就是 V = I * R。

简单来说，就是电压（V）等于电流（I）乘以电阻（R）。

想象一下，你在烤串，电流就像是串上的肉，电阻是炭火的温度，电压就是你烤串的速度，火大了，肉熟得快；火小了，慢慢来，总得等呀。

不过，纯电路就没那些杂七杂八的事儿，一切都在理想状态下运转。

1.2 非纯电路公式再说说非纯电路，咱们这里就得用到更复杂的公式了，比如基尔霍夫定律。

这个定律像个复杂的数学题，让人感觉头大。

简单点讲，基尔霍夫电压定律告诉我们，电路中任何闭合回路的电压总和为零。

听起来是不是有点像那些老话：“一山不容二虎”？在电路里，电压也是有“领地”的，大家得分清楚。

2. 纯电路与非纯电路的区别咱们再深挖挖，纯电路和非纯电路的区别可真不少。

纯电路呢，没啥干扰，所有元件都按照规定的角色来扮演，电流流淌得顺畅。

就像一条平坦的高速公路，车流畅通无阻。

非纯电路就不同了，有时候电流会被各种因素给干扰，像是堵车、限速什么的，这让电流的流动变得不那么顺畅。

2.1 理想与现实理想和现实总是相互碰撞，纯电路里的“理想”让人向往，但生活嘛，总是会有点儿波折。

非纯电路里的电流，可能因为温度、湿度等环境因素而变化。

这就像是你和朋友一起出去吃火锅，锅里的火力大小不一，味道当然会有所不同。

有时候火大了，菜煮得快，火小了，等得就有点久。

2.2 计算复杂度计算上，纯电路的公式一看就简单，搞定它就像吃豆腐一样顺手。

而非纯电路就像一道难题，得认真推敲，甚至需要用到微积分什么的，脑子得转得快，没点水平可不行！不过，这也是乐趣所在，挑战总能让我们成长，对吧？3. 总结与反思说到这儿，大家可能会觉得，电路的世界其实很丰富，远不止黑白分明。

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=I2Rt；所转化的机械能W机＝W总-W热＝UIt-I2Rt;电流做功的功率P总=UI；其发热功率P热=I2R；转化的机械能功率P机=P总-P热＝UI-I2R;二、例题解析例1．一个电动机的线圈电阻是Ω,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=×105；求电流产生的热量只能用Q=I2Rt=5A2×Ω×600s=×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=I2Rt;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= I2 R=1A2×1Ω=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 = I2 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电动机的电压/V 电动机工作状态通过电动机的电流/A不转动正常转动解析：1根据线圈不转动时是纯电阻电路可求出线圈电阻：R==Ω2电动机正常工作时消耗的总的电功率：P总=U2I2=2V×1A=2W,正常工作时发热的功率：P热=I2R= W,转化为机械能的功率：P机= P总-P热= W3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= I2R 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Ω,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=×105J2产生的热量Q热= I2 R t=50A2×Ω×60s=6×104J3所做的机械功W机=W总-Q热=×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;。

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。

非纯电阻电路公式
非纯电阻电路公式：
1、P=UI（经验式，适合于任何电路）
2、P=W/t（定义式，适合于任何电路）
3、Q=I2Rt（焦耳定律，适合于任何电路）
4、P=P1+P2+…+Pn（适合于任何电路）
5、W=UIt（经验式，适合于任何电路）
6、P=I2R（复合公式，只适合于纯电阻电路）
7、P=U2/R（复合公式，只适合于纯电阻电路）
8、W=Q（经验式，只适合于纯电阻电路。

其中W是电流流过导体所做的功，Q是电流流过导体产生的热）
9、W=I2Rt（复合公式，只适合于纯电阻电路）
10、W=U2t/R（复合公式，只适合于纯电阻电路）
非纯电阻电路就是在通电的状态下，有放热也有对外面做除内能外的其他形式的功的电路。

发电机，电动机，电风扇、电解槽等，除了发热以外，还对外做功，所以这些是非纯电阻电路。

电功计算只能用W=UIt=Pt.电功率计算只能用P=UI=W/t.电热用Q=I²Rt
交流电路中如果只有电阻，这种电路就叫做纯电阻电路。

电灯，电烙铁，熨斗，等等，他们只是发热，到这里可能会有疑问，既然这些电子元件只是发热，那为什么电灯除发热外还发光呢？因
为电灯的光能是从发热的热量转化而来，因此它们都是纯电阻电路。

常见的非纯电阻电路有远距离输电塔、电动机等等。

它们的功率的计算可用P=UI=W/t计算，电热可用Q=I²Rt计算。

非纯电阻电路欧姆定律引言在电学中，欧姆定律是最基本的电路定律之一，用于描述电流、电压和电阻之间的关系。

当电路中只包含纯电阻元件时，我们可以使用欧姆定律来计算电路中的各种参数。

然而，在实际应用中，许多电路包含了除了纯电阻以外的元件，例如电容器和感应器。

这样的情况下，我们需要考虑非纯电阻元件对电路行为的影响。

本文将详细介绍非纯电阻电路中的欧姆定律，并探讨其在实际应用中的意义和应用。

欧姆定律回顾首先，让我们回顾一下欧姆定律在纯电阻电路中的表达式：根据欧姆定律，一个导体上通过的电流I与该导体上的两个端点之间的电压V成正比。

这个比例关系由一个常数R来描述，称为导体的电阻：V=IR其中，V是单位时间内通过导体两端点之间传输能量所做功（单位：焦耳），I是单位时间内通过导体的电荷量（单位：库仑），R是导体的电阻（单位：欧姆）。

在纯电阻电路中，电流和电压之间的关系是线性的，即I−V曲线是一条直线。

然而，当我们考虑非纯电阻元件时，这种简单的线性关系将不再成立。

非纯电阻元件非纯电阻元件包括电容器和感应器。

它们分别对应着电路中的容抗和感抗。

1. 电容器一个理想的电容器可以看作是由两个平行金属板构成，并通过绝缘介质（如空气或塑料）隔开。

当在两个金属板之间施加一个电压时，正极板上会积累正电荷，而负极板上会积累负电荷。

这些积累的电荷会导致一个称为静电场的现象。

在一个充满静态场的理想情况下，静态场对于通过它的直流信号来说是不可见和无影响力的。

然而，在交流信号下，由于频率变化导致了反复充放电过程，因此静态场就不再无影响了。

对于一个电容器，我们可以用其电容值C（单位：法拉）来描述。

电容值是指当电容器两端施加一个单位电压时，所储存的电荷量。

对于一个交流信号或者频率为f的正弦波信号，通过带有电容器的电路时，会发生充放电过程。

这个过程导致了一个称为交流电压的现象。

交流电压可以通过以下公式计算：V=1 jωCI其中，V是通过电容器的交流电压（单位：伏特），I是通过电容器的交流电流（单位：安培），ω=2πf是角频率（单位：弧度/秒）。

非纯电阻电路的计算（初三）
成际秋
【期刊名称】《数理天地：初中版》
【年(卷),期】2003(000)006
【摘要】电功、电功率、电热相关公式复杂繁多，不好记，因而不易灵活运用，本文对这些公式分类梳理，并强调它们的适用范围，这样，有助于同学们掌握。

【总页数】2页(P37-38)
【作者】成际秋
【作者单位】江苏省宝应县郭桥中学225829
【正文语种】中文
【中图分类】G633.703
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