第3章 章末综合提升—2020-2021学年【新教材】鲁科版（2019）高中物理必修第三册讲义

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[巩固层·知识整合]
(教师用书独具)
[提升层·能力强化]
非纯电阻电路的分析与计算
1.在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，此时不可用欧姆定律求电流，应用 P＝
UI 求解电流。
2．在非纯电阻电路中，电功大于电热，即 W＞Q，这时电功只能用 W＝UIt 计算，
电热只能用 Q＝I2Rt 计算，两式不能通用。
3．注意电路中的能量转化关系 W＝Q＋E其他，E其他为其他形式的能。
【例 1】　如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为 r＝1 Ω，电
动机两端的电压为 5 V，电路中的电流为 1 A，重物的重力为 20 N，不计摩擦，则：
(1)电动机线圈电阻消耗的热功率是________ W。
(2)电动机的输入功率和输出功率分别是________ W、
________ W。
(3)10 s 内，可以把重物匀速提升的高度是________ m。
(4)这台电动机的机械效率是________%。
思路点拨：①电机工作电路是非纯电阻电路。
②正确区分电机的各种功率。
[解析]　(1)根据焦耳定律可知，电动机线圈电阻消耗的热功率为 P热＝I2r＝12×1
W＝1 W。
(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即 P入＝IU＝1×5
W＝5 W
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即
P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W。
(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在 10 s 内，有 P出t＝mgh
解得 h＝＝ m＝2 m。
(4)机械效率 η＝×100%＝80%。
[答案]　(1)1　(2)5　4　(3)2　(4)80
[一语通关]　
电动机的几个功率
(1)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，即 P总＝UI。
(2)输出功率：电动机做有用功的功率。如图所示，P出＝mgv(设重物匀速上升)。
(3)热功率：电动机线圈有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率 P热＝I2r。
(4)功率关系：P总＝P出＋P热。
以测电阻为核心的电学实验基础
1.控制电路的选择
控制电路即滑动变阻器在电路中的连接，常有两种不同的形式，图甲为限流式，
图乙为分压式。
甲　　　　　　　　　乙
2．测量电路的选择
测量电路的选择即电流表在电路中有两种接法，图丙为电流表内接，图丁为电流
表外接。
丙　　　　　　　丁
3．电学实验仪器的选择
选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材，一般要考虑四方
面因素：
(1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。
(2)误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流
表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的以上；使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中
间刻度附近的倍率挡位。
(3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要
求，又便于调节。在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都用到。
(4)实验实际：除以上三个因素外，还应注重实验实际，如所用的电源与打点计时
器的匹配问题等。
4．实物图连接的注意事项
(1)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到
滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来；其次将要
并联的元件再并联到电路中去。
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