浙教版科学九上3.6电能之非纯电阻电路教案

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 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 和欧姆定律 导出： 。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 ，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 ，但此时 ，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 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 ，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： 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 ，用电功率公式 计算 5． 求电动机内阻消耗的电热功率 ，根据焦耳定律求出 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 、 之后，不难求出 举一反三，如果已知 、 、 中的任意两个，则另一个可以通过解能量守恒方程求出。 例题讲练： 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。 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。 例3.某同学的玩具电动车上有一微型直流电动机。从消耗电能方面看，其内部可等效为如图所示的电路。当电动机不转动时，相当于开关S置于“1”；当电动机正常工作时，相当于开关S置于“2”。电阻R1为线圈电阻，它的功