专题提升Ⅲ 非纯电阻（电动机）的计算-2023-2024学年浙教版九年级上册科学

专题提升Ⅲ 非纯电阻（电动机）的计算 学习目录 目录 模块一、 知识掌握 1 知识点、非纯电阻电路做功与发热分析 1 模块二 巩固提高 3 知识重点 模块一、 知识掌握 知识点、非纯电阻电路做功与发热分析 （一）常见的纯电阻电路:白炽灯、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电热毯、电炉等 常见的非纯电阻电路:电动机、电风扇、电冰箱、洗衣机等 （二）所谓纯电阻电路指的是工作时将电能全部转化为内能的电路。电动机属于典型的非纯电阻电路，电动机工作时将电能主要转化为机械能，少量转化为内能。 任何电机都相当于串联着一个内阻，内阻发热为无用功，电机转动为有用功 （三）电动机的耗电功率即为总功，计算公式：P总＝UI。 发热功率指电动机在工作时将电能转化为内能的功率，计算公式：P热＝I2R(此处的R指电动机的纯电阻)。电动机的机械功率不能直接求得，只能通过前两者相减：P有＝P总－P热＝UI－I2R。 （四）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-12Rt 【能力拓展】 若机械能做功，如电机将物体升高，电动机的机械功率P有＝Gh/t=Fs/t=Fv [例题1] （2020秋•柯桥区期末）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数为10V B．电路消耗的总功率是6W C．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240J D．通电1分钟电动机产生的机械能是300J [例题2] （2021秋•衢州期末）破壁机集合了榨汁机、豆浆机、冰激凌机、料理机、研磨机等产品功能，完全达到一机多用功能。某品牌破壁机技术参数如表： 产品类型 破壁机 适用范围 家用 额定电压 220V 产品容量 1.7L （1）图为破壁机的简易电路图，电热丝正常工作时电流为4A，电热丝的电阻值为多大？ （2）小衢用破壁机为家人做热豆浆，他观察到开关打到“B档位”工作时间为15分钟，此时电动机正常工作时电流为5A，当开关打到“A档位”时工作了10分钟，请问整个热豆浆制作过程，破壁机共消耗了多少电能？ （3）若豆浆的初温为20℃，豆浆的密度为1.0克/毫升，豆浆的比热为4200焦/（千克•℃），假设在装满的情况下，加热10分钟恰好煮沸（100℃），此过程中豆浆吸收了 焦的热量。 （4）豆浆富含蛋白质，小衢每天早餐都要喝一杯，除此之外他还要吃一个番薯、一根香肠，从膳食平衡的角度考虑，你建议他还需再补充以下食物中的 。（填字母） A.煎荷包蛋 B.肉松面包 C.蔬菜沙拉 D.菲力牛排 [例题3] （2023•定海区三模）如图是某种锂电池的部分参数，小舟同学将电池安装到遥控车上，进行花样赛车训练。已知小车质量为0.5千克，行驶时功率为2W，电动机效率为80%（表中“Ah”读作“安时”，2Ah表示该电池在4V电压下能以2A的电流放电1小时）。（取g＝10N/kg）求。 名称：充电式锂电池容量：2Ah 标称电压：4V 充电模式：恒流/恒压 …… （1）该电池充电一次可以储存的最大能量是 。 （2）造成电动机效率不能达到100%的原因可能是 。 （3）充满电一次，可供小亮同学训练多少小时？ 模块二 巩固提高 1. （2021秋•江干区校级期中）电风扇工作时，电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能按如图所示连接好电路，闭合开关，叶片转动，移动变阻器滑片至某一位置时，叶片刚好不转动，读出此时电压表和电流表的示数分别为U0、I0。移动变阻器滑片，使电压表示数为额定电压U，读出此时电流表的示数为I，电风扇正常工作。若忽略摩擦，只考虑线圈发热损耗，则下列说法正确的是（　　） A．电风扇正常运转时，电动机的发热功率P热＝U0I0 B．电风扇的电动机将电能转化为机械能效率 C．电风扇正常工作时的电动机内阻为r D．电风扇正常工作时的电功率P＝UI 2. （2023•鄞州区校级一模）2023年的植树节，我国利用无人机在沙漠地区播撒植物种子。如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量m＝2kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，20s末无人机离地高度h＝50m，整个运动过程中电动机提供升力F＝24N，所受空气阻力f大小不变