非純電阻電路的計算介紹

今天來講一講電路公式的適用范圍及非純電阻電路的計算方法

首先記住一點，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，這給我們計算某一非純電阻的各物理量帶來困難，那如何計算非純電阻的各物理量呢？

答案是：躲著計算，也就是不要直接計算非純電阻的電壓與電流

思路：

先根據閉合電路歐姆定律求出純電阻與電源內阻相應的電壓、電流。

再根據各用電器串并聯關系求出非純電阻的電壓與電流

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

來看一道例題

例。(2019·天津市實驗中學模擬)如圖所示為一玩具起重機的電路示意圖．電源電動勢為6 V，內阻為0.5 Ω，電阻R＝2.5 Ω，當電動機以0.5 m/s的速度勻速向上提升一質量為320 g的物體時(不計一切摩擦阻力，g＝10 m/s2)，標有“3 V,0.6 W”的燈泡恰好正常發光．則電動機的內阻為( )

A．1.25 Ω

B．3.75 Ω

C．5.625 Ω

D．1 Ω

【解析】由燈泡正常發光得到燈泡電壓電流，再根據串并聯電壓電流關系得到電動機的電壓電流，最后根據P=PQ+P輸出解出電動機內阻

由“3 V,0.6 W”的燈泡恰好正常發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，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

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

由P= I2R2 +mgv得電動機內阻R2=1.25Ω

【答案】A

這道例題詮釋了如何通過“躲著求”，也就是通過串并聯關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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