电学易错点:纯电阻非纯电阻电路

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纯电阻电路与非纯电阻电路

纯电阻电路就是在通电的状态下,只发热的电路,即通电状态下电能全部转化为电路电阻的内能,不对外做功。纯电阻电路中只有电阻、电源、导线,电能不能转化为热能以外的能量形式。例如:电灯,电烙铁,熨斗,等等,他们只是发热。它们都是纯电阻电路。

但是,发动机,电风扇等,除了发热以外,还对外做功,所以这些是非纯电阻电路。非纯电阻电路中电能一部分转化为电阻的内能,一部分转化为其他形式的能,如发动机,电扇等,一部分电能就要转化为机械能。

电路中,如果电容为零,电感为零的电路就是纯电阻电路。平时使用的电炉,白炽灯就认为是纯电阻电路了。但电路中电容、电感或多或少总是存在的,例如,二条很长的平行的输电线,就有较大的分布电容,所以纯电阻电路在实际中是不存在的。

①在纯电阻电路(如白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、电热毯、电熨斗、转子被卡住的电动机等电路)中,电功等于电热,即W=Q=Pt=UIt=I²Rt=U² t /R ②在非纯电阻电路(含有电动机、电风扇、电冰箱、电磁炉、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等)中消耗的电能除转化成内能外,还有一部分转化成机械能(如电动机)或化学能(如电解槽),即:

电动机:W=E机械+Q (UIt=E机械+I²Rt)

电解槽:W=E化学+Q (UIt=E化学+I²Rt)

此时:W>Q (UIt>I²Rt)

在非纯电阻电路中,U²t/R既不能表示电功,也不能表示电热,因为欧姆定律不再成立.

(2)电功率与热功率

①在纯电阻电路中,电功率等于热功率,即P=UI=I²R=U²/R

②在非纯电阻电路中,电功率包含热功率,P=UI为电功率,P′=I²R为热功率,有P>P′.

特别提醒:

不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路,当电动机不转动时,仍为纯电阻电路,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能.只有在电动机转动时为非纯电阻电路,U>IR,欧姆定律不再适用,大部分电能转化为机械能.

非纯电阻电路,电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I²Rt计算,这两个公式是普适的。

而U²t/R是根据欧姆定律(I=U/R)推出来的变形式,因为欧姆定律在非纯电阻电路中不成立(非纯电阻用电器电阻一般是很小的,I< U/R),所以这些变形式也不成立。

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