含电动机的电路求解分析.pdf

理论研究 新课程 NEW CURRICULUM 含电动机的电路求解分析 陈爱兵 （江苏省灌云县四队中学） 摘 要 ：在学习过程中，含有电动机等非纯电阻电路是电学部分学习的难点，很多学生对概念混淆不清，思路不明确，导致求解错 误。正确分析识别纯电阻与非纯电阻电路，是解决含电动机类电路问题的关键，也是分析问题能力与解决问题能力的重要体现。而实验 探究的感性认识与具体事例的分析，可以帮助学生更深入地了解和分析解决电路中出现的各种问题。 关键词 ：电动机；纯电阻与非纯电阻；电路分析 在直流电路中，通过电阻的电流产生的能量转化是能量计算的 热功率/W 总功率/W 热功率占总功 实验次数 电压/V 电流/mA 重点知识，但由于不能够正确区分纯电阻与非纯电阻，导致求解中 P=I2R P=UI 的百分比 出现问题，特别含有电动机的相关计算。 下面以电动机为例，来解 -2 -2 1 2.00 70.0 1.47×10 14.0×10 10.5% 决纯电阻与非纯电阻应用中的区别与联系。 一、过程再现及分析 -2 -2 2 1.50 65.0 1.27×10 9.75×10 13.0% 含有电动机电路，有电流通过电动机时，线圈消耗电能，产生 其他形式能量（内能、机械能等），该能量转化过程为电流做功的过 -3 -2 3 1.00 55.0 9.08×10 55.0×10 16.5% 程， 即消耗电功 W=UIt ， 电流通过线圈产生的焦耳热 Q=I2Rt ，那 探究结果：在非纯电阻电路中，热功率在总功率中所占比重 么，两者之间有何关系呢？ 小。根据能量守恒， W=E+Q ，即电动机消耗的电能等于产生的机械 解决方案：假如 Q=W ，则 UIt=I2Rt ， V 能及产生的热量的总和。 推导出 I= U ，即欧姆定律，而欧姆定律 M A 二、例题分析 R 工地经常用电动机提升重物， 其装置 是需在纯电阻情况下才成立的。 如图所示，电动机两端电压为 5V ，电路中 U 分析： 根据欧姆定律的适用条件， S Rt 的电流为 1A，物体 A 重 20N ，电动机线圈 电流通过电阻产生的电能全部转化为内能，即电功等于电热，此时 的电阻为 r＝1Ω 。 求： A v