高三復(fù)習(xí)物理課件：描述電路的基本概念

《高三復(fù)習(xí)物理課件：描述電路的基本概念》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三復(fù)習(xí)物理課件：描述電路的基本概念（75頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 2 第1講描述電路的基本概念 第十章 恒定電流 3 4 5 6 一 電流1 電流電荷定向移動(dòng)形成電流 2 形成電流的條件 1 物體內(nèi)要有大量的自由電荷 2 導(dǎo)體兩端要有持續(xù)的電壓 7 自由電荷 能夠自由移動(dòng)的電荷叫做自由電荷 金屬導(dǎo)體中的自由電荷是自由電子 電解液中是正 負(fù)離子 電離的氣體中是正 負(fù)離子和自由電子 3 電流方向規(guī)定 正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?在電源外部電路中電流方向由電源正極流向電源負(fù)極 是電場(chǎng)力做功 在電源內(nèi)部電流方向由電源負(fù)極流向電源正極 是非靜電力做功 8 4 電流的分類 1 交流電 電流的大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流 2 直流電 電流方向不隨時(shí)間變化的電流 3 恒定電流 電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流 產(chǎn)生恒定電流的條件是 導(dǎo)體兩端電壓保持恒定 9 5 電流強(qiáng)度 I 1 物理意義 是描述電流強(qiáng)弱的物理量 2 定義 通過(guò)導(dǎo)體某橫截面積的電量Q跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間t的比值叫電流強(qiáng)度 簡(jiǎn)稱電流 10 3 公式I Q t 注意 電流雖然有方向 但是標(biāo)量 不遵守矢量運(yùn)算法則 公式中Q應(yīng)是指通過(guò)導(dǎo)體某橫截面的電量 若正 負(fù)電荷做相向運(yùn)動(dòng)是兩種電荷之和 若正 負(fù)電荷做同向運(yùn)動(dòng)是兩種電荷之差 4 單位 安培 A 是國(guó)際單位制中的7個(gè)基本單位之一 1安 A 103毫安 mA 106微安 A 11 5 電流強(qiáng)度的微觀計(jì)算式 如圖10 1 1所示 設(shè)金屬導(dǎo)體的橫截面積為S 導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目為n 自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v 那么在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面積的自由電子數(shù)目為nSvt 每個(gè)電子的電量是e 則在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)橫截面的電量為Q enSvt 根據(jù)公式I Q t neSv 圖10 1 1 12 注意 此式是金屬導(dǎo)體中電子流動(dòng)時(shí)的電流決定式 公式中的v是電子定向移動(dòng)的平均速率 約為10 5m s 不是電子做熱運(yùn)動(dòng)的速度 約為105m s 也不是電流的傳播速率 為光速c 3 108m s 13 銅的原子量為m 密度為 每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子 今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線 當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí) 電子定向移動(dòng)的平均速率為 A 光速cB I neSC I nemSD mI ne S D 14 假設(shè)電子的定向移動(dòng)的平均速率為v 那么在t秒內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)相當(dāng)于在體積vtS中的自由電子數(shù) 而體積為vtS的銅的質(zhì)量為vt S 摩爾數(shù)為vt S m 自由電子數(shù)為vt nS m 所以電量q vt neS m 因電流I q t nv eS m 于是得v Im ne S 15 二 電阻和電阻定律1 電阻 表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的物理量 2 電阻定律 在溫度不變時(shí) 導(dǎo)體的電阻跟它的長(zhǎng)度成正比 跟它的橫截面積成反比 表達(dá)式 R L S說(shuō)明 該式為導(dǎo)體電阻大小的決定式 表明導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身因素 電阻率 長(zhǎng)度L 橫截面積S 決定 與其他因素?zé)o關(guān) 由此可更加明確電阻的定義式R U I中R與U I無(wú)關(guān)這一點(diǎn) 使我們對(duì)比值定義物理量有了更好更深刻的理解 16 3 電阻率 1 物理意義 反映材料導(dǎo)電性能的物理量 2 計(jì)算 由R L S得 RS L 可見 只要知道導(dǎo)體的電阻R 橫截面積S 長(zhǎng)度L 即可求出制作該電阻所用材料的電阻率 但是對(duì)某一材料而言 電阻率由材料本身而定 由 RS L可見 電阻率在數(shù)值上等于用該材料制成的長(zhǎng)為1m 橫截面積為1m2的導(dǎo)體的電阻大小 17 3 單位 國(guó)際單位 歐姆 米 中文符號(hào)是歐 米 國(guó)際符號(hào)是 m 4 各種不同材料的電阻率 純金屬的電阻率較小 合金的電阻率較大 橡膠的電阻率最大 各種材料的電阻率都隨溫度而變化 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 利用它可制作電阻溫度計(jì) 有些合金 如錳銅和康銅 的電阻率幾乎不受溫度變化的影響 利用它可制作標(biāo)準(zhǔn)電阻 18 有一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體 電阻是4 把它對(duì)折起來(lái)作為一條導(dǎo)線用 電阻是多大 如果把它均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍 電阻又是多大 由R L S知 當(dāng) 不變時(shí) 電阻R隨L S而變化 設(shè)導(dǎo)線電阻率為 原長(zhǎng)為L(zhǎng) 原橫截面積為S 則 19 當(dāng)導(dǎo)線對(duì)折后 其長(zhǎng)橫截面積S 2S 所以 導(dǎo)線電阻當(dāng)導(dǎo)線拉長(zhǎng)后 其長(zhǎng)L 2L 橫截面積所以 導(dǎo)線電阻 20 4 半導(dǎo)體 1 概念 導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì) 如鍺 硅 砷化鎵等 其電阻率約為10 5 m 106 m 2 半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可由外界條件控制 如改變溫度 光照 摻入雜質(zhì)等 都可以使其導(dǎo)電性質(zhì)發(fā)生顯著的變化 這種性能是半導(dǎo)體所特有的 21 3 半導(dǎo)體的應(yīng)用 熱敏電阻 能夠?qū)囟鹊淖兓D(zhuǎn)成電信號(hào) 測(cè)量這種電信號(hào) 就可以知道溫度的變化 光敏電阻 光敏電阻在需要對(duì)光照有靈敏反應(yīng)的自動(dòng)控制設(shè)備中起到自動(dòng)開關(guān)的作用 晶體二極管 晶體三極管 電容等電子元件可連成集成電路 二極管具有單向?qū)щ娦?半導(dǎo)體可制成半導(dǎo)體激光器 半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池等 22 5 超導(dǎo)體 1 超導(dǎo)現(xiàn)象 金屬的電阻率隨溫度的降低而減小 某些物質(zhì)在溫度降到某一數(shù)值時(shí) 電阻率突然降到幾乎為零的現(xiàn)象 2 轉(zhuǎn)變溫度 TC 材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度 3 應(yīng)用 超導(dǎo)電磁鐵 超導(dǎo)電機(jī)等 23 關(guān)于電阻率 下列說(shuō)法中不正確的是 A 電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量 電阻率越大 其導(dǎo)電性能越好B 許多材料的電阻率都與溫度有關(guān) 金屬的電阻率隨溫度升高而增大 A 24 C 所謂超導(dǎo)體 當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí) 它的電阻率突然變?yōu)榱鉊 某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響 通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻電阻率越大 導(dǎo)電性能越差 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 25 6 滑動(dòng)變阻器 1 原理 利用改變連入電路的電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻 2 構(gòu)造 如圖10 1 2所示 是滑動(dòng)變阻器的原理圖 AB是一根純金屬桿 其電阻可視為零 CD是電阻較大 長(zhǎng)度較長(zhǎng)且均勻的電阻絲 P是滑片 能將AB桿與電阻絲連通 若將AB直接接入電路當(dāng)中 其電阻為零 圖10 1 2 26 若將CD直接接入電路中 電阻是整個(gè)電阻絲的電阻 是一個(gè)定值 滑動(dòng)變阻器就起不到改變電阻的作用 正確的連接方法是接A與D或B與C或A與C或B與D 即 一上一下 如接A與D 連入電路的電阻就是DP部分 當(dāng)將P滑到A端時(shí)電阻最大 27 3 靈敏度問(wèn)題 如圖10 1 3所示 將一滑動(dòng)變阻器接在電壓為U的電路中 設(shè)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R 而此時(shí)連入電路中的電阻為Rx 因?yàn)镻的移動(dòng)至少移動(dòng)一匝線圈所對(duì)應(yīng)的電阻 設(shè)每匝線圈的電阻為 Rx 于是有I U Rx 圖10 1 3 28 當(dāng)移動(dòng)一匝時(shí) 電流的改變量為可見當(dāng)Rx很小時(shí) 電流的變化量大 而當(dāng)Rx很大時(shí) 電路中的電流變化量就很小 也就是說(shuō)隨著變阻器聯(lián)入電路電阻的增大 移動(dòng)P時(shí)對(duì)電路的影響就越來(lái)越小 靈敏度降低 29 其最小靈敏度因此我們做實(shí)驗(yàn)時(shí) 并不是選擇總電阻越大的滑動(dòng)變阻器就越好 要根據(jù)具體情況具體分析 選擇適當(dāng)R的滑動(dòng)變阻器就可以了 4 滑動(dòng)變阻器的缺點(diǎn)就是不能適時(shí)知道連入電路中的電阻阻值的具體數(shù)值 而實(shí)驗(yàn)室中的另一常用變阻器件 變阻箱卻能適時(shí)知道電阻的值 30 如圖10 1 4所示 滑動(dòng)變阻器R接在電壓U為10V的電路中 當(dāng)滑片P在最右端時(shí) 電路中的電流為1A 那么當(dāng)滑片P在正中央時(shí) 電路中的電流為A 如果整個(gè)滑動(dòng)變阻器由100匝均勻的電阻絲繞制而成 那么滑片P移動(dòng)的過(guò)程中 電流的最小變化量為A 圖10 1 4 2 0 01 31 當(dāng)P在滑動(dòng)變阻器的最右端時(shí) 整個(gè)滑動(dòng)變阻器的電阻都連在電路中 由此可以得出滑動(dòng)變阻器的總阻值R U I 10 當(dāng)滑片P在正中央時(shí) 連入電路中的電阻為R 2 5 所以此時(shí)電路中的電流 32 由于滑動(dòng)變阻器由100匝線圈繞成 每匝的電阻r R 100 0 1 由 6 滑動(dòng)變阻器 中的靈敏度問(wèn)題可知 當(dāng)P在最右端處時(shí) 有電流的最小改變量 33 三 部分電路歐姆定律1 內(nèi)容 導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比 跟它的電阻成反比 這就是歐姆定律 2 表達(dá)式 I U R 3 適用條件 金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電 注意 歐姆定律公式中的I U R必須對(duì)應(yīng)金屬導(dǎo)體或一段純電阻電路 不含電源 電動(dòng)機(jī) 電解槽 歐姆定律不適用于氣體導(dǎo)電 34 4 導(dǎo)體的伏安特性曲線 研究部分電路歐姆定律時(shí) 常畫成I U或U I圖象 對(duì)于線性元件伏安特性曲線是直線 對(duì)于非線性元件 伏安特性曲線不是直線 I U圖象的斜率U I圖象的斜率k R 可據(jù)此由圖線比較電阻的大小 如圖10 1 5所示 35 說(shuō)明 利用物理圖象求斜率時(shí) 切忌運(yùn)用直線傾角的正切來(lái)求 因?yàn)槲锢韴D象坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度是可以表示不同大小的物理量 不同I U圖象上表示同一電阻的伏安特性曲線時(shí) 直線傾角可能不同 圖10 1 5 36 四 電功 電熱及電功率1 電功 1 表達(dá)式 W UIt 電路兩端電壓為U 電路中電流為I 通電時(shí)間為t 2 電功實(shí)質(zhì) 電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做的功 電流做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過(guò)程 電功反映了電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少 3 單位 在國(guó)際單位制中是焦耳 J 實(shí)用單位是度 kW h 37 2 電熱 焦耳定律 1 定義 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量 2 公式 Q I2Rt 焦耳定律 3 單位 焦耳 J 3 電功率 1 定義 電流所做的功跟完成這些功所用時(shí)間的比值 叫做電功率 2 公式 計(jì)算電功率的普適公式為和P UI 38 3 單位 在國(guó)際單位制中的單位是瓦 符號(hào)為W 4 意義 電功率表示電流做功的快慢 5 用電器的額定功率與實(shí)際功率 額定功率是指用電器在額定電壓下正常工作時(shí)所消耗的功率 此時(shí)流經(jīng)用電器的電流就是它的額定電流 用電器在實(shí)際使用時(shí) 若加在它上面的實(shí)際電壓不等于額定電壓 那么它消耗的實(shí)際功率就不等于額定功率 因此 在實(shí)際計(jì)算用電器的功率時(shí) 要注意兩者的區(qū)別 39 說(shuō)明 在用電器上通常都標(biāo)明它的額定電壓和額定功率 如果在用電器上的實(shí)際電壓小于額定電壓 則實(shí)際消耗的功率小于額定功率 此時(shí)用電器不能正常工作 如果加在用電器上的實(shí)際電壓大于額定電壓 則實(shí)際消耗的功率大于額定功率 此時(shí)有燒壞用電器的危險(xiǎn) 所以將用電器接通電源前 必須查清用電器的額定電壓與電源的電壓是否一致 40 如圖10 1 6所示為電阻R1和R2的伏安特性曲線 并且把第一象限分為了 三個(gè)區(qū)域 現(xiàn)把R1和R2并聯(lián)在電路中 消耗的電功率分別用P1和P2表示 并聯(lián)的總電阻設(shè)為R 下列關(guān)于P1與P2的大小關(guān)系及R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是 圖10 1 6 C 41 A 特性曲線在 區(qū) P1P2D 特性曲線在 區(qū) P1 P2并聯(lián)之后電阻比R1和R2電阻都小 根據(jù)此圖中圖線的斜率的倒數(shù)是電阻 所以并聯(lián)之后的特性曲線在 區(qū) BD錯(cuò) 由原圖可得R1P2 C對(duì) 42 兩個(gè)額定電壓為220V的白熾燈L1和L2的U I特性曲線如圖10 1 7所示 L2的額定功率約為W 現(xiàn)將L1和L2串聯(lián)后接在220V的電源上 電源內(nèi)阻忽略不計(jì) 此時(shí)L2的實(shí)際功率約為W 99 17 5 圖10 1 7 43 由圖線可知U 220V時(shí) I 0 45A 故L2的額定功率P2 UI 99W 據(jù)串聯(lián)電路的特征可知通過(guò)L1和L2的電流相等 同時(shí)兩者電壓之和應(yīng)為220V 從圖線可知 符合上述條件的電流值應(yīng)為I 0 25A 此時(shí)L2對(duì)應(yīng)的電壓U2 70V 故L2的實(shí)際功率P2 U2I 70 0 25W 17 5W 44 五 電路和電路圖1 電路 由電源 用電器 開關(guān)和導(dǎo)線組成的一條電流的路徑 2 電源 能提供持續(xù)電流的裝置 電源的作用是在電源的內(nèi)部不斷地使正極聚集正電荷 負(fù)極聚集負(fù)電荷 以持續(xù)對(duì)外供電 在電源外部 電流的方向是從電源的正極流向負(fù)極 干電池 蓄電池 發(fā)電機(jī)都是電源 45 3 電路中有持續(xù)電流的條件 1 電路里必須有電源 2 電路必須閉合 4 通路 開路和短路 1 通路 接通的電路叫做通路 通路時(shí)電路是處處相通的 電路中有電流流過(guò) 用電器工作 2 開路 斷開的電路叫開路 又稱斷路 開路時(shí)電路中有一處或幾處是斷開的 電路中沒有電流 用電器不工作 開關(guān)斷開 導(dǎo)線斷裂 接頭松脫 接觸不良等都可能導(dǎo)致開路 46 3 短路 用導(dǎo)線直接連在電源的兩端或用電器兩端的電路叫短路 短路有整體短路和局部短路兩種情況 5 電路圖用符號(hào)表示電路連接的圖叫做電路圖 畫電路圖時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題是 1 電路元件的符號(hào)是統(tǒng)一規(guī)定的 2 導(dǎo)線要畫成橫平豎直 有棱有角 線路要畫得整潔 美觀 3 元件的位置要安排得當(dāng) 分布均勻 元件不要畫在線路的拐角處 47 6 串 并聯(lián)電路 48 49 50 如圖10 1 8所示 P為一塊均勻的半圓形薄電阻合金片 先將它按圖甲方式接在電極A B之間 測(cè)出電阻為R 然后再將它按圖乙方式接在C D之間 這時(shí)P的電阻為 圖10 1 8 D 51 A RB 1 2RC R 4D 4R將半圓形合金片從中間 圖中虛線所示 割開 分成完全相同的兩塊 設(shè)每塊電阻為R0 則圖甲連接方式相當(dāng)于兩個(gè)電阻并聯(lián) 圖乙連接相當(dāng)于兩個(gè)電阻串聯(lián) RAB R0 2 R RCD 2R0 4R 52 在 用電流表測(cè)電流 的實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)連接的電路如圖10 1 9所示 圖10 1 9 53 1 閉合開關(guān) 觀察到燈泡L1和L2的發(fā)光情況是 2 針對(duì)上述現(xiàn)象 該電路存在的問(wèn)題是 3 請(qǐng)?jiān)谠瓐D上只改動(dòng)一根導(dǎo)線 使兩只電流表A1 A2分別測(cè)干路和支路的電流 要求 在需改動(dòng)的導(dǎo)線上畫 用筆將改動(dòng)后的導(dǎo)線畫出 導(dǎo)線不許交叉 L2發(fā)光 L1不發(fā)光 L1 A2所在電路短路 54 3 如下圖 55 氫火焰離子化監(jiān)測(cè)器 可以檢測(cè)出無(wú)機(jī)物氣體中極其微量的有機(jī)分子的含量 其裝置如圖10 1 13所示 在氫火焰的作用下 有機(jī)物的分子電離為一價(jià)正離子和自由電子 而無(wú)機(jī)物的分子不會(huì)電離 設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有nmol被檢測(cè)氣體進(jìn)入檢測(cè)器 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 使得電流表的示數(shù)逐漸變大 直到最大值I 56 求有機(jī)物分子占被檢測(cè)氣體分子的數(shù)目比K是多少 阿伏加德羅常量為NA 電子的電量為e 圖10 1 13 57 電流的定義及其微觀表達(dá) 電離出的正離子和自由電子定向移動(dòng)形成電流 電流達(dá)到最大值I后 表明電離出來(lái)的離子全部到達(dá)了陰極 設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)極板的電量為q 則q It 電離出來(lái)的是一價(jià)正離子 則被電離的有機(jī)物分子的數(shù)目則有機(jī)物分子占待測(cè)氣體的數(shù)目比為 58 如圖10 1 14 來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子 初速度為零 經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速 形成電流為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流 已知質(zhì)子電荷e 1 60 10 19C 這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為個(gè) 假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的 在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處 各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流 其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2 則n1 n2 圖10 1 14 6 25 1015 2 1 59 按定義 所以個(gè) 由于各處電流相同 設(shè)這段長(zhǎng)度為l 其中的質(zhì)子數(shù)為n 則由和得故n 而v2 2as 由于則 60 材料的電阻率 隨溫度變化的規(guī)律為 0 1 t 其中 稱為電阻溫度系數(shù) 0是材料在t 0 時(shí)的電阻率 在一定的溫度范圍內(nèi) 是與溫度無(wú)關(guān)的常量 金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加 具有正溫度系數(shù) 而某些非金屬如碳等則相反 具有負(fù)溫度系數(shù) 利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性 可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻 已知 在0 時(shí) 61 銅的電阻率為1 7 10 8 m 碳的電阻率為3 5 10 5 m 在0 附近 銅的電阻溫度系數(shù)為3 9 10 3 1 碳的電阻溫度系數(shù)為 5 0 10 4 1 將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長(zhǎng)1 0m的導(dǎo)體 要求其電阻在0 附近不隨溫度變化 求所需碳棒的長(zhǎng)度 忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化 62 電阻定律 設(shè)所需碳棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 電阻率為 1 電阻溫度系數(shù)為 1 銅棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2 電阻率為 2 電阻溫度系數(shù)為 2 根據(jù)題意有 1 10 1 1t 2 20 1 2t 式中 10 20分別為碳和銅在0 時(shí)的電阻率 63 設(shè)碳棒的電阻為R1 銅棒的電阻為R2 有 式中S為碳棒與銅棒的橫截面積 碳棒與銅棒連接成的導(dǎo)體的總電阻和總長(zhǎng)度分別為R R1 R2 L0 L1 L2 式中L0 1 0m 64 聯(lián)立以上各式得 要使R不隨t變化 式中t的系數(shù)必須為零 即 10 1L1 20 2L2 0 聯(lián)立 式得 代入數(shù)據(jù)解得L1 3 8 10 3m 65 小燈泡的一段伏安特性曲線如圖10 1 15所示 由圖可見 燈絲的電阻因溫度的影響改變了多少 圖10 1 15 66 求因溫度變化而使電阻改變了多少 即求 R RB RA 雖然小燈泡的伏安特性是非線性的 然而小燈泡屬于純電阻用電器 滿足歐姆定律 我們只要求出伏安特性曲線中兩端點(diǎn)的阻值RA和RB 即可求出 R 67 對(duì)應(yīng)曲線上的A點(diǎn) 燈絲的電阻為對(duì)應(yīng)曲線上的B點(diǎn) 燈絲的電阻為所以對(duì)應(yīng)A到B的電阻變化為 R RB RA 40 30 10 68 如圖10 1 16所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置 電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r 1 電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5V 電路中的電流為1A 物體A重20N 不計(jì)摩擦力 求 圖10 1 16 69 1 電動(dòng)機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少 2 電動(dòng)機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少 3 10s內(nèi) 可以把重物A勻速提升多高 4 這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是多少 電功 電熱及電功率 70 首先要知道輸入功率是電機(jī)消耗的總功率 而輸出功率是機(jī)械功率 消耗的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能兩部分 由能量守恒定律可求解 1 根據(jù)焦耳定律 熱功率為PQ I2r 12 1W 1W 2 電功率等于輸入電流與電動(dòng)機(jī)兩端電壓的乘積P入 IU 1 5W 5W輸出功率等于輸入功率減去發(fā)熱消耗的功率 71 P出 P入 PQ 5W 1W 4W 3 電動(dòng)機(jī)輸出的功率用來(lái)提升重物轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率 在10s內(nèi) P出t mgh解得 4 機(jī)械效率點(diǎn)評(píng) 在非純電阻電路中 U IR 應(yīng)該從能量的觀點(diǎn)分析解決問(wèn)題 72 某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖10 1 17所示 重物的質(zhì)量m 50kg 電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U 110V 不計(jì)各種摩擦 當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v 0 9m s的恒定速率向上提升重物時(shí) 電路中的電流強(qiáng)度I 5 0A 求電動(dòng)機(jī)的線圈電阻大小 取g 10m s2 圖10 1 17 73 電動(dòng)機(jī)的輸入功率P UI 電動(dòng)機(jī)的輸出功率P1 mgv 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率P2 I2r而P2 P P1 即I2r UI mgv代入數(shù)據(jù)解得電動(dòng)機(jī)的線圈電阻大小為r 4 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全