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专题11 纯电阻电路与非纯电阻电路模型
1.纯电阻电路与非纯电阻电路
(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。
(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做功将电能
除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能。例如电动机P 总＝P 出＋P 热。
2.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较
纯电阻电路
非纯电阻电路
举例
白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅
电动机、电解槽
能量转化情况
电功和电热的关系
W＝Q 即IUt＝I2Rt
W＝Q＋E 其他
UIt＝I2Rt＋E 其他
电功率和热功率的关
系
P＝P 热
即IU＝I2R
P＝P 热＋P 其他
即IU＝I2R＋P 其他
欧姆定律是否成立
U＝IR，I＝，成立
U＞IR，I＜，不成立
说明
W＝UIt、P 电＝UI 适用于任何电路计算电功和电功率
Q＝I2Rt、P 热＝I2R 适用于任意电路计算电热和热功率
只有纯电阻电路满足W＝Q，P 电＝P 热；非纯电阻电路W>Q，P 电
>P 热
【例1】 额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V 的电路
上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是( )
1
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【例2】一台直流电动机，其线圈的电阻值为0.5 Ω。当电动机两端所加电压为8 V 时，电动机正常工作，
通过线圈的电流是2 A。由此可知( )
A.电动机消耗的电功率为72 W
B.电动机输出的机械功率为12 W
C.电动机线圈的发热功率为2 W
D.电动机的工作效率为50%
【例3】扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。
若机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，通过的电流为I，下列说法
正确的是( )
A.I<
B.经过时间t，电动机消耗的电能W＝I2rt
C.经过时间t，电动机产生的热量Q＝UIt
D.经过时间t，电动机输出的机械功W＝UIt
【例4】某电动机提升重物的装置如图所示，电源的电压为120 V，不计内阻。重物的质量m＝50 kg。当
电机以v＝0.9 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I＝5 A，重力加速度g＝10 m/s2，则下列
判断不正确的是( )
A.电动机消耗功率600 W
B.电动机的机械功率450 W
C.电动机线圈电阻为6 Ω
D.电动机线圈电阻为24 Ω
一、单选题
1．如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L 标有“2V、0.4W”，开关S 接l，当变阻器调到R=4Ω 时，小灯
泡L 正常发光；现将开关S 接2，小灯泡L 和电动机M 均正常工作。则（ ）
2
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A．电路中的电流约为0.21A
B．电动机的内阻为4Ω
C．电动机正常工作电压为1V
D．电源效率约为93.3%
2．如图所示，电源电动势，
，内电阻
，小灯泡
标有“
”字样，小灯泡
标
有“
”字样，电动机D 的内阻
，当闭合电键S，将滑动变阻器R 的阻值调到
时，
两灯泡和电动机均能正常工作。则（ ）
A．流过电动机的电流为
B．电动机两端电压为
C．电动机输出的机械功率为
D．电源的输出功率为
3．如图所示，电源的电动势为E，电源内阻为r，定值电阻
，M 为直流电动机，其线圈电阻也为
，
电动机正常运转时，理想电压表读数为
，则（ ）
3
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A．通过电动机M 的电流为
B．电阻R 消耗的功率为
C．电源的输出功率为为
D．电动机M 的输出功率为
4．在如图所示的电路中，输入电压U 恒为8V，灯泡L 标有“3V 6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω。
若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．流过电动机的电流是5A
B．整个电路消耗的电功率是10W
C．电动机的输出功率6W
D．电动机的效率是80%
5．如图，一充电器对锂电池充电电路图，已知输出电压
，输出电流为
，锂电池的内阻
。则在充电时间为
的时间内，下列说法不正确的是（ ）
A．有18J 的电能转化为化学能
B．充电过程中电流做的功为18J
C．该过程中锂电池产生的热量为1.2J
D．该过程中有16.8J 的化学能储存在锂电池中
6．如图甲所示的U-I 图像为某电源的路端电压与电流的关系图线。将此电源与一个线圈电阻为0.4Ω 的电
动机和“4V，2W”的灯泡串联接入电路，如图乙所示。电动机正常工作，灯泡也正常发光。下列说法正确
的是（ ）
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A．电源电动势为9V，内阻为2.25Ω
B．电路中的电流为1A
C．电动机的输入功率2.25W
D．电动机的输出功率1W
7．直流电动机在生产和生活中有着广泛的应用，但是电动机启动瞬间，转子还未转动，电动机的启动电
流很大。为了减小启动电流，保护用电器，如图所示，将一线圈电阻为rM的电动机与电阻箱串联后接在电
源电动势E=8V，内阻r=1Ω 的电源两端，电压表可以视为理想表，现利用电动机竖直向上牵引一质量为
m=0.1kg 的物体，已知重力加速度为g=10m/s2。调节电阻箱至R=17Ω 后，闭合开关S，电动机转子稳定转
动时，物体以速度v=0.6m/s 匀速上升，电压表示数为U=3.4V，下列说法正确的是（ ）
A．电动机的线圈电阻rM=7Ω
B．电动机转动稳定时，其输入电压为4.6V
C．电动机转动稳定时，其输出功率为6W
D．调节电阻箱至R=17Ω 后，闭合开关S，电动机的启动电流为0.3A
8．一台小型电动机在10 V 的电压下正常工作，用此电动机提升重力为18N 的物体时，在10 s 内使该物体
在竖直方向上匀速上升了1m，上述过程中，通过电动机的电流为0.2 A。不计除电动机线圈发热外的其他
能量损失，则电动机的热功率为（ ）
A．0.1 W
B．0.2 W
C．0.3 W
D．0.4 W
9．一船模玩具如图所示，电池组直接给电动机供电，电动机带动螺旋桨使船模在水中前进。已知电池组
的电动势为3V、内阻为
，电动机线圈的电阻为
。接通电源船模正常前进时，电动机两端的电压
为2.5V。下列说法正确的是（ ）
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A．电动机的输入功率为3W
B．电动机的输出功率为2W
C．电动机线圈发热功率为13.5W
D．电池组消耗的总功率为9W
10．如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成。当闭合开关S1、S2后，
电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额
定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000 W。关于该电吹风，下列说法正确的
是（ ）
A．电热丝的电阻为55Ω
B．电动机的电阻为
Ω
C．当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000J
D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1000J
11．如图所示，直流电动机的额定电压为U，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r 的直流电源两
端时，电动机恰好能正常工作，其内部电路如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电动机的额定电流为
B．电动机的输入功率为
C．电动机消耗的热功率为
D．电源的总功率为
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二、多选题
12．如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成。当闭合开关S1、S2后，
电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额
定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是
（ ）
A．电热丝的电阻为55Ω
B．电热丝的电阻为
Ω
C．当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000J
D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J
13．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，白炽灯的灯丝电阻
为16Ω，电动机M 线圈的
电阻为2Ω。当开关S 闭合后，白炽灯的电功率为4W。若灯丝电阻保持不变，电动机的机械损耗可忽略不
计，则下列说法中正确的是（ ）
A．通过电源的电流约为3.1A
B．流过电动机M 的电流为1.5A
C．电动机M 输出的机械功率为12W
D．电源的总功率为24W
14．如图所示简易电吹风，主要器材有定值电阻R1、R2、电动机M 和电热丝R。已知电动机M 额定电压为
120V，其线圈内阻为5Ω，电热丝R=22Ω，R1=R2=200Ω，当该电吹风接入220V 家庭电路中，电动机M 恰
好可以正常工作，下列说法正确的（ ）
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A．电动机额定功率为100W
B．电动机M 正常工作时的机械效率约为95.8%
C．电热丝的热功率1100W
D．开关S1、S2都闭合，30s 消耗的电能约为7.26×104J
15．如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为
，额定电压为U，额定电流
为I。将它与电动势为E、内阻为r 的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（ ）
A．
B．路端电压为
C．电动机的热功率为
D．电源的输出功率为
16．如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成。已知电吹风的额定电压为
220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W，关于该电吹风，下列说法正确的是（ ）
A．电热丝的电阻为55Ω
B．若
、
闭合，则电吹风吹冷风
C．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J
D．电动机工作时输出的机械功率为120W
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17．如图所示为某品牌的电动车，质量为
，人的质量也为
，电动机正常工作的额定输入电流
，额定输入电压为
，电动车电池的容量为
。电动车行驶时所受阻力大小为人和车
总重力的0.05 倍：该电动车在水平地面上由静止开始以额定功率运行
通过
的距离，速度达到
，忽略电动机转动时的摩擦，重力加速度
。下列说法正确的是（ ）
A．电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为180 分钟
B．该过程中驱动电动机的输出功率为
C．驱动电动机的内阻为
D．电动车能达到的最大速度为
18．如图所示的电路中，利用电动机提升重物，电源电动势
，电源内阻
，电阻
，重物
质量
。当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，电动机最后稳定运行，重物匀速
上升时，电压表的示数为5.5V，不计摩擦，g 取
，下列说法正确的是（ ）
A．电动机内部线圈的电阻为
B．重物匀速上升时，流过电动机的电流为2A
C．重物匀速上升时的速度为
D．重物匀速上升时，电动机输出的机械功率是2W
三、解答题
19．如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，定值电阻R0=1Ω。闭合开关S 后，理想电压表示数为
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2V，额定功率为9W 的灯泡恰能正常发光。已知电动机M 的内阻Rm=4Ω，灯泡的电阻保持不变，求：
(1)电源的工作效率；
(2)灯泡的电阻；
(3)电动机对外输出的机械功率。
20．如图所示，已知电源电动势
，内阻
，定值电阻
。电动机的额定电压
，
线圈内阻
。滑动变阻器
的阻值范围为
，求：
(1)闭合开关
、
，断开
，当滑动变阻器触头置于正中间位置时，
消耗的功率为多大（结果可用分式
表示）；
(2)闭合开关
、
，断开
，当
的阻值为多大时，
消耗的功率最大；
(3)闭合开关
、
，断开
，调节滑动变阻器，当电源的输出功率达到理论最大值时电动机正常运转。电
动机正常运转时，电动机的输出功率为多大。
21．如图所示的电路图，电源的电动势
，内阻r 未知，电动机的内阻为
，定值电阻的阻
值
，电容器的电容
，当把两个开关都闭合，电容器的带电量为
，电动机正常工
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作，流过电动机的电流为
，求：
(1)电源的内阻；
(2)电动机正常工作时输出的机械功率；
(3)两开关都闭合时电源的效率。
22．小明同学在玩一个会发光的电动玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动机正常工作，车轮正
常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E = 10 V，r = 2
Ω，车轮电动机的额定电压UM = 6 V，额定功率P = 6 W，线圈电阻RM = 1 Ω。则：
(1)玩具汽车正常工作时，电动机的输出功率；
(2)玩具汽车正常工作时，流过灯泡的电流；
(3)玩具汽车被卡住后，流过灯泡的电流？
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