非純電阻電路的計(jì)算介紹

今天來講一講電路公式的適用范圍及非純電阻電路的計(jì)算方法

首先記住一點(diǎn)，歐姆定律R=U/I僅適用于純電阻，任何涉及歐姆定律的式子都只適用于純電阻，非純電阻都不適用。

四大母公式普適：

電功：W=UIt 電功率P=UI

電熱：Q=I2Rt 熱功率PQ=I2R

將上式與歐姆定律R=U/I聯(lián)立得

僅純電阻適用公式：

W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R

P=PQ=UI=I2R=U2/R

并且在非純電阻中

W＞Q，P＞PQ，R＜U/I

由于歐姆定律不可用在非純電阻上，這給我們計(jì)算某一非純電阻的各物理量帶來困難，那如何計(jì)算非純電阻的各物理量呢？

答案是：躲著計(jì)算，也就是不要直接計(jì)算非純電阻的電壓與電流

思路：

先根據(jù)閉合電路歐姆定律求出純電阻與電源內(nèi)阻相應(yīng)的電壓、電流。

再根據(jù)各用電器串并聯(lián)關(guān)系求出非純電阻的電壓與電流

最后根據(jù)W=UIt，Q=I2Rt，W=Q+W輸出，P=UI，PQ=I2R，P=PQ+P輸出來計(jì)算待求物理量

來看一道例題

例。(2019·天津市實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示為一玩具起重機(jī)的電路示意圖．電源電動勢為6 V，內(nèi)阻為0.5 Ω，電阻R＝2.5 Ω，當(dāng)電動機(jī)以0.5 m/s的速度勻速向上提升一質(zhì)量為320 g的物體時(shí)(不計(jì)一切摩擦阻力，g＝10 m/s2)，標(biāo)有“3 V,0.6 W”的燈泡恰好正常發(fā)光．則電動機(jī)的內(nèi)阻為( )

A．1.25 Ω

B．3.75 Ω

C．5.625 Ω

D．1 Ω

【解析】由燈泡正常發(fā)光得到燈泡電壓電流，再根據(jù)串并聯(lián)電壓電流關(guān)系得到電動機(jī)的電壓電流，最后根據(jù)P=PQ+P輸出解出電動機(jī)內(nèi)阻

由“3 V,0.6 W”的燈泡恰好正常發(fā)光得燈泡的電壓與電流：U1=3V，I1=P1/U1=0.2A

由于r與R與燈泡串聯(lián)，則r與R的電壓U3=E- U1=3V

總電流即通過r與R的電流I= U3/(R+r)=1A

由于電動機(jī)與燈泡并聯(lián)，則電動機(jī)電壓與電流：U2=U1=3V，I2=I-I1=0.8A

由P= I2R2 +mgv得電動機(jī)內(nèi)阻R2=1.25Ω

【答案】A

這道例題詮釋了如何通過“躲著求”，也就是通過串并聯(lián)關(guān)系來求非純電阻的電壓與電流從而解出正確答案。

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