内容正文:
第3节 跨学科实践:为家庭电路做设计
1.如图为某同学家户内配电系统部分方框图。下列说法正确的是( )
A.如果电路连接符合安全用电原则,入户线①是火线
B.空调处空气开关跳闸,可能是空调短路
C.在插座处插入电饭锅,漏电保护器跳闸切断电路,可能是电饭锅的功率太大
D.空调和插座处用电器正常工作,而灯泡不能工作,可能是灯泡短路
【答案】B
【详解】A.家庭电路中,开关应接火线。观察知,与开关相连的入户线②是火线,故A错误;
B.空调处空气开关跳闸,可能是空调短路,也可能是空调的功率过大,导致电路中的电流过大,故B正确;
C.在插座处插入电饭锅,漏电保护器跳闸切断电路,是因为电路中出现了漏电现象,而不是电饭锅的功率太大。功率太大只会使空气开关跳闸,故C错误;
D.若灯泡短路,整个电路都会短路,空调和插座处用电器也不能正常工作,与题目中 “空调和插座处用电器正常工作” 不符,故D错误。
故选B。
2.下列关于日常生活中的电学知识错误的是( )
A.在户外如遇雷雨可以进入车厢内躲避且不能触碰金属部件
B.家用保险丝烧断时不可以用铜线临时替代
C.为避免频繁跳闸,家里总空气开关的选择是额定电流越大越好
D.有金属外壳的用电器应当使用三脚插头和插座
【答案】C
【详解】A.汽车车厢是金属壳体,但内部座椅是绝缘体,雷雨可以进入车厢内躲避,但内部金属部件在雷击时可能带电,不能触碰,故A正确,不符合题意;
B.保险丝的作用是在电流过大时熔断,铜线熔点高,起不到保险作用,容易引发火灾,故B正确,不符合题意;
C.空气开关额定电流应根据电线允许的最大电流选择,盲目增大可能导致电路中电流过大时,空气开关无法及时断开,从而过热起火,故C错误,符合题意;
D.三脚插头的上脚接地线,可防止金属外壳漏电时触电,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.如图所示的插座能够显示插在它上面的用电器功率的大小。一个电热水壶的铭牌上标明额定电压220V,额定功率1200W,容积1.5L。将其插到该插座上工作时,显示其功率为1168.0W。该数值明显小于1200W,原因可能是( )
A.壶中装水少于1.5L B.电热水壶通电时间较短
C.水壶两端实际电压小于220V D.水壶工作的实际电流大于额定电流
【答案】C
【详解】ABC.已知电热水壶的铭牌上标明额定电压220V,额定功率1200W,当实际工作时,其功率为1168.0W小于1200W,原因可能是水壶两端实际电压小于220V,电功率大小与壶中装水少、电热水壶通电时间较短都没有关系,故AB不符合题意,C符合题意;
D.若水壶工作的实际电流大于额定电流,由P=UI可知,其功率应大于1200W,故D不符题意。
故选C。
4.如图是小明家的部分家庭电路示意图,电能表上标有“220V10 (30)A”的字样,图中空气开关①②③的额定电流分别为20A、5A、5A,漏电保护器的漏电动作电流为30mA。炎炎夏日,他家正在工作的用电器的总功率是3100W,现在,小明又将图中的空调及灯泡接入电路正常工作,已知空调的额定功率为1kW,小灯泡的额定功率为60W,接着,小明想将标有“220V 0.8kW”的电吹风接入图中的三孔插座,下列关于此电路的判断正确的是( )
A.闭合电吹风的开关时,电路继续正常工作
B.闭合电吹风的开关时,图中的漏电保护器会迅速断开电路
C.闭合电吹风的开关时,图中干路上的空气开关会跳闸
D.闭合电吹风的开关时,图中三处的空气开关都会跳闸
【答案】C
【详解】A.空调的额定功率单位换算1kW=1000W,吹风机的额定功率0.8kW=800W
家庭电路中的总功率为
当闭合电吹风开关时,根据P=UI可得,
22.5A>20A,空气开关①会断开,故A错误;
B.漏电动作电流为30mA ,而电吹风接入的是三孔插座,漏电保护的电流是进出线电流差,正常工作时没有漏电,所以漏电保护器不会断开。故B错误;
C.通过A答案分析可知,干路上的空气开关①会跳闸,故C正确;
D.通过空调的电流为
4.5A<5A,空气开关②不会跳闸
通过灯的电流为
0.27A<5A,空气开关③不会跳闸
故D错误;故选 C。
5.下列做法符合安全用电原则的是( )
A.电水壶紧靠插线板烧水 B.更换灯泡前先断开电路
C.在电暖器上烘烤衣物 D.插座上的插头长期不拔
【答案】B
【详解】A.生活用水是导体,电水壶紧靠插线板烧水,水溅出会导致短路和触电, A不符题意;
B.更换灯泡时,要先切断电源,然后再换新灯泡,否则容易发生触电事故,故B符合题意;
C.在电暖器上烘烤衣物易引发火灾,故C不符合题意;
D.插座上的插头长期不拔会发热,引起线路安全事故,故D不符合题意。
故选B。
6.下列符合安全用电的是( )
A.用电器着火,要先灭火,再切断电源
B.使用测电笔时,不能接触笔尾的金属部分
C.有金属外壳的家用电器必须使用三孔插座
D.家里的多个大功率用电器可以同时共用一个插座
【答案】C
【详解】A.用电器着火时,应先切断电源,再救火,如果先用水灭火,容易引发触电,故A不符合题意;
B.使用测电笔时,手不能接触笔尖金属体,但要接触笔尾金属体,故B不符合题意;
C.有金属外壳的用电器应使用三孔插座,这样可防止因用电器漏电而触电,故C符合题意;
D.让家里的多个大功率用电器共用一个插座,会造成电流过大,易引发火灾,因此不能同时共用一个插座,故D不符合题意。
故选C。
7.电给我们的生活带来了极大的便利,只有做到安全用电,电才能更好地为人类服务。关于安全用电,下列做法正确的是( )
A.更换灯泡时不需要断开开关
B.用湿抹布擦去发光灯泡上的灰尘
C.电路着火时立即用水扑灭
D.大功率用电器的金属外壳接地
【答案】D
【详解】A.更换灯泡时,为了防止手触到火线而触电,需要断开开关,故A错误;
B.湿抹布是导体,用湿抹布擦去发光灯泡上的灰尘时,容易引起触电事故,故B错误;
C.水是导体,电路着火时用水扑灭,容易引起救火者触电,故C错误;
D.大功率用电器的金属外壳接地,当用电器漏电时,接地线能把电导入大地,避免接触用电器时触电,故D正确。
故选D。
8.安全用电意识是公民的基本素养。下列做法符合安全用电要求的是( )
A.导线绝缘皮破损后继续使用 B.将家用电器的金属外壳接地
C.电器起火时,立即泼水灭火 D.用湿手触摸电路开关
【答案】B
【详解】A.使用绝缘皮破损的导线,易引发触电事故,故A不符合题意;
B.家用电器的金属外壳接地可以防外壳带电危及人身安全,故B符合题意;
C.电器起火时,未切断电路就泼水灭火,容易触电,故C不符合题意;
D.不纯净的水是导体,用湿手摸开关,容易发生触电事故,故D不符合题意。
故选B。
9.如图所示,这是小明家的电能表表盘,则他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。春节期间,小明同爸妈回农村老家过年,出发前小明关闭家中其他用电器,仅让电冰箱(铭牌如图丁所示)工作,则仅此电冰箱正常工作八天,电能表的示数变为 。
甲 乙
【答案】 2200 35.6
【详解】由图甲可知,额定电压220V,额定电流10A,则他家同时使用的用电器总功率不能超过
P=UI=220V×10A=2200W
如图甲所示,电能表的示数是31.6kW•h,由图乙0.5(kW•h)/24h可知,电冰箱一天消耗的电能为0.5kW•h,则电冰箱正常工作八天消耗的电能
所以电能表的示数变为
10.某型号空气开关如图所示,空气开关“C20”中,“C”字母代表的是断电保护,“20”就是指20A的电流,如果电路上的电流超过20A,电路就会被切断,也就是我们所说的跳闸。家庭电路中,若同时使用一台2kW的空调和一台1500W的电热水壶,电路 (选填“会”或“不会”)跳闸。
【答案】不会
【详解】如果电路上的电流超过20A,电路就会被切断,也就是我们所说的跳闸。允许接入的最大电功率为P=UI=220V×20A=4400W
因为1500W+2000W=3500W<4400W
所以能同时工作,电路不会跳闸。
11.试电笔可以用来判断火线和零线。如下图所示,持笔方式正确的是 (选填“甲”或“乙”);如图丙是冰箱的三脚插头,三脚插头中较长的脚E应与冰箱的 相连,这是为了防止漏电时发生触电事故。家庭电路中总电流如果超过安全值,由于电流的 效应,导致线路温度过高,容易引发火灾。图丁中所示电路中电流过大的原因是 。
【答案】 乙 外壳 热 用电器总功率过大
【详解】在使用测电笔时,手必须与笔尾的金属体接触,以让微弱的电流通过人体从而形成通路,图乙持笔方式是正确的,甲持笔方式笔尾金属体没有与手接触,这时由于电路处于断路状态,笔尖接触火线时,氖管不会发光,导致误判。
三脚插头中较长的脚E与冰箱的外壳相连,当插头插入插座时,脚E首先和插座的地线相连这是为了防止漏电时发生触电事故。
家庭电路中总电流如果超过安全值,根据Q=I2Rt可知,由于电流的热效应,导致线路温度过高,容易引发火灾。
在家庭电路中,电流过大的原因有两个:用电器的总功率过大和电路发生短路,由图丁可知,同时工作的用电器过多,用电器总功率过大,从而导致电流过大。
12.小明家的电能表上标有“220V 30A 50Hz”和“3200imp/kW·h”的字样,他家现在已经接入用电器的总功率为3600W,则最多可以连接 W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min,电能表的指示灯闪烁160次,则饮水机的额定功率为 W。
【答案】 3000 1000
【详解】还可以连接的用电器的功率为
饮水机的消耗的电能为
饮水机的额定功率为
13.小华家电能表如图甲所示,她家现在已经接入用电器的总功率为3600W,则最多还可以连接 W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了160次,则饮水机的额定功率是 W。如图乙所示,根据安全用电的原则,分别把电水壶的3条接线连接到插头上。
【答案】 3000 1000
【详解】[1]由电能表的参数可知,工作电压为U=220V,允许工作的最大电流为I=30A,电能表允许用电器工作的最大总功率为
已知她家现在已经接入用电器的总功率为3600W,则最多还可以同时连接用电器的功率为
[2]3200imp/kW⋅h表示电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,则电能表指示灯闪烁160次时,饮水机消耗的电能为
饮水机的实际功率为
因为饮水机正常工作,所以饮水机的实际功率等于额定功率,则饮水机的额定功率是1000W。
14.如图所示,只闭合开关S1,风扇M和灯泡都不工作;只闭合开关S2,灯泡工作;同时闭合开关S1、S2,灯泡和风扇M都工作,请按要求把电路连接完整。
【答案】见下图。
【详解】根据题意知道,只闭合开关S1,风扇M和灯泡都不工作;只闭合开关S2,灯泡工作;同时闭合开关S1、S2,灯泡和风扇M都工作,这说明该电路为并联电路,开关S1在支路中控制风扇,开关S2在干路中,如图所示:
15.如图是宾馆台灯和电视的床头柜开关控制电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯,S2单独控制电视插座,请将电路图连接完整。
【答案】见下图。
【详解】S1为旋钮开关,单独控制台灯,S2单独控制电视插座,火线先进S1,然后接入灯泡,而零线直接接入灯泡;开关S2应与插座串联,开关接火线,电视插座直接接零线,如图所示:
16.如图所示是电热水壶的三条接线,请按照安全用电的原则连接到插头的对应导线上,导线不要交叉。
【答案】见下图。
【解析】根据安全用电原则,电热水壶金属外壳需连插座的中间插孔,保险丝所在线路需接插座右边插孔,另一根接零线,故电路连接如下图所示:
17.随着生活水平的提高,大功率用电器越来越多。小明爸爸买回一个多孔插线板(允许通过的最大电流为10A),某次做饭时,爸爸想将厨房里的电热水壶、电烤箱、微波炉、电饭煲4个用电器都插到这个插线板上同时使用。小明爸爸的想法是否符合安全用电原则,请你用所学的物理知识进行解释。(温馨提示:用数据解释更有说服力)
【答案】见解析
【详解】电路允许同时接入的用电器总功率的最大值为P=UI=220V×10A=2200W
根据生活常识,电热水壶、电烤箱、微波炉、电饭煲等用电器的额定功率通常在1000W左右,若4个用电器同时使用,总功率约为
因为4000W>2200W,所以总功率超过了插线板允许的最大功率,不符合安全用电原则。
18.冬天来了,大家用电取暖的需求越来越大。这几天小明家的“保险丝”总是烧断,经过小明观察,烧断的“保险丝”上面标有20A,烧断的时间一般都是晚上6点~7点。这个时间小明家的电热水器、电磁炉、空调、电视、冰箱、电水壶都在运行。经过排查,家里没有出现短路现象。小明想:应该用标有“30A”的“保险丝”还是“铜丝”代替原来保险丝。请帮助小明判断,说明理由。为了用电安全,请给小明家提出一条建议。
【答案】见解析
【详解】换成30A保险丝或铜丝是否可行:
换成30A保险丝: 如果峰值时间稍短或不是所有电器同时长时间运行,30A可能暂时不烧,但长期过载对电线绝缘有危险,因为家庭布线可能按20A或25A 设计。
换成铜丝: 铜丝的熔断电流远大于30A,可能是50A甚至更高,这样过载时不会熔断,会导致电线过热、绝缘损坏,引发火灾。绝对不可用铜丝代替。
根本问题是用电总电流超过线路安全载流量,而不是保险丝“不够大”。
安全建议: 错开大功率电器使用时间 例如在晚上6~7点避免同时使用电热水器、电磁炉、电水壶、空调。
检查家庭入户线规格:如果电线本身可承受30A,可请电工更换断路器(或保险丝)至合适电流,但必须确保电线和插座等全线路满足要求。
19.据统计由于电气故障引发火灾占比40%以上。其中用电不慎引发火灾的主要原因有:
(1)电路超负荷(用电器总功率过大);
(2)电线老化、破损;
(3)电路的插头、插座不牢靠、电线不达标……
请任选其中一条,运用所学物理知识解释其引发火灾的原因。
【答案】见解析
【详解】当电路超负荷时,因P=UI,U不变所以P过大时引起I过大;因Q=I2Rt,相同时间内,I过大使电路中产生的热量急剧增多,引发火灾。
当电线老化、破损时,火线和零线易直接接通发生短路现象,电路中I过大;因Q=I2Rt,相同时间内,I过大使电路中产生的热量急剧增多,引发火灾。
当电路的插头、插座不牢靠或电线不达标时,接触处的电阻会变大。因Q=I2Rt,由于该处与电路中的用电器是串联的,通过的电流相同,而接触不良处的电阻 很大,所以在相同时间内会在此处产生大量的热量,使局部温度急剧升高,从而引发火灾。
20.小华家新买了一台电暖器,部分参数如下表,通过调节旋钮,可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。
额定电压
220V
高温挡功率
2000W
低温挡功率
800W
(1)如图,电暖器的插头是三脚插头,插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后,就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连,可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高,这是通过 的方式增大空气内能的;
(2)小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A,请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用;
(3)若该电暖器一天正常工作6h,其中高温挡2h,低温挡4h,则它一天耗电多少千瓦时?
(4)小华与妈妈一起做饭时,准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说:“应先把电暖器关掉,否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。
【答案】 地 热传递 见解析 7.2kW·h 见解析
【详解】(1)电暖器的插头是三脚插头,插入插座后,就将电暖器的金属外壳与家庭电路的地线相连,可防止漏电时对人造成伤害。
电暖器工作时放出热量,房间内的空气吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式增大空气内能的。
(2)电暖气工作时的最大电流为
所以此插座能满足该电暖器正常使用。
(3)一天耗电为
(4)同时使用电饭锅和电磁炉,总功率较大,根据I=P/U,电路中总电流较大,根据焦耳定律Q=I2Rt,干路导线相同时间内产生的热量较多,容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。
21.如表是某电热水壶器牌上的部分参数。该电热水器正常工作40min,水由20℃升高到40℃。求:
(1)水吸收的热量。
××牌电热水器
容量
额定电压
额定功率
50L
220V
2000W
(2)该热水器的效率为多少;
(3)在220V的家庭电路中,有额定电流为5A和10A的插座,为了安全,应将该电热水器接在哪个接线板上使用?请通过计算说明;
(4)电热水壶由于长期使用,接线口的绝缘皮烤焦了,小宁告诉爸爸:“要及时更换新的导线,因为绝缘皮破损或老化,容易造成短路,从而引发火灾。”请用物理知识帮小宁解释一下引发火灾的原因。
【答案】(1)4.2×10⁶ J;(2)87.5%;(3)10A;(4)短路时电流过大,产生大量热量
【详解】(1)容量50L对应质量
升高的温度
水吸收的热量公式为
(2)电热水器消耗的电能
效率为
(3)电热水器额定电流
因9.09A大于5A且小于10A,需选择额定电流为10A的插座。
(4)短路时电路总电阻极小,根据I=U/R,电流极大。由焦耳定律Q=I2Rt,电流过大会产生大量热量,导致温度急剧升高,引发火灾。
22.阅读下面材料,回答问题:
大功率用电器使用注意事项
随着经济社会的发展,越来越多的大功率用电器进入人们的生活,但是若大功率用电器使用不当,会产生安全事故。一般将直接使用220V交流电、大于1200W的用电器称为大功率用电器,以下是关于使用大功率用电器的注意事项:
(1)大功率用电器接入电路中时需要使用三脚插头。
(2)正确使用电器设备,不乱接电源线,不在同一线路上使用多个大功率用电器,及时更换老化电器设备和线路,外出时要关闭电源开关。
(3)尽量不要将电器放在阳光直接照射的地方或不利于散热的阴暗角落。
(4)在使用电器特别是大功率电器时,不要频繁启动。
(5)大功率用电器使用的电源连接线不能过长。
①电饭锅属于大功率用电器,其是利用 来工作的,工作时将电能转化为 能;
②大功率用电器一般用的是三脚插头,这样做可以让它的金属外壳与插座中的 (选填“火”、“零”或“地”)线相连,防止发生触电事故,不在同一线路上使用多个大功率用电器,是为了防止电路中电流 (选填“过大”或“过小”);
③对于材料中大功率用电器使用的电源连接线不能过长这一注意事项,请结合焦耳定律解释电源线不能过长的原因。
【答案】①电流的热效应,内;②地,过大;③见解析
【详解】(1)电饭锅属于大功率用电器,电流通过电热丝时将电能转化为内能,因此利用了电流的热效应,将电能转化为内能。
(2)为了保证安全,防止用电器漏电时因触碰金属外壳而导致触电事故的发生,因此三脚插头中间的插头和地线相连。
根据I=P/U可知,不在同一线路上使用多个大功率用电器,是为了防止电路中电流过大。
(3)电源线越长,导致导线的电阻过大,根据Q=I2Rt可知,电阻越大,产生的热量越多,容易引发事故,所以,电源线不宜过长。
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第3节 跨学科实践:为家庭电路做设计
1.如图为某同学家户内配电系统部分方框图。下列说法正确的是( )
A.如果电路连接符合安全用电原则,入户线①是火线
B.空调处空气开关跳闸,可能是空调短路
C.在插座处插入电饭锅,漏电保护器跳闸切断电路,可能是电饭锅的功率太大
D.空调和插座处用电器正常工作,而灯泡不能工作,可能是灯泡短路
2.下列关于日常生活中的电学知识错误的是( )
A.在户外如遇雷雨可以进入车厢内躲避且不能触碰金属部件
B.家用保险丝烧断时不可以用铜线临时替代
C.为避免频繁跳闸,家里总空气开关的选择是额定电流越大越好
D.有金属外壳的用电器应当使用三脚插头和插座
3.如图所示的插座能够显示插在它上面的用电器功率的大小。一个电热水壶的铭牌上标明额定电压220V,额定功率1200W,容积1.5L。将其插到该插座上工作时,显示其功率为1168.0W。该数值明显小于1200W,原因可能是( )
A.壶中装水少于1.5L B.电热水壶通电时间较短
C.水壶两端实际电压小于220V D.水壶工作的实际电流大于额定电流
4.如图是小明家的部分家庭电路示意图,电能表上标有“220V10 (30)A”的字样,图中空气开关①②③的额定电流分别为20A、5A、5A,漏电保护器的漏电动作电流为30mA。炎炎夏日,他家正在工作的用电器的总功率是3100W,现在,小明又将图中的空调及灯泡接入电路正常工作,已知空调的额定功率为1kW,小灯泡的额定功率为60W,接着,小明想将标有“220V 0.8kW”的电吹风接入图中的三孔插座,下列关于此电路的判断正确的是( )
A.闭合电吹风的开关时,电路继续正常工作
B.闭合电吹风的开关时,图中的漏电保护器会迅速断开电路
C.闭合电吹风的开关时,图中干路上的空气开关会跳闸
D.闭合电吹风的开关时,图中三处的空气开关都会跳闸
5.下列做法符合安全用电原则的是( )
A.电水壶紧靠插线板烧水 B.更换灯泡前先断开电路
C.在电暖器上烘烤衣物 D.插座上的插头长期不拔
6.下列符合安全用电的是( )
A.用电器着火,要先灭火,再切断电源
B.使用测电笔时,不能接触笔尾的金属部分
C.有金属外壳的家用电器必须使用三孔插座
D.家里的多个大功率用电器可以同时共用一个插座
7.电给我们的生活带来了极大的便利,只有做到安全用电,电才能更好地为人类服务。关于安全用电,下列做法正确的是( )
A.更换灯泡时不需要断开开关
B.用湿抹布擦去发光灯泡上的灰尘
C.电路着火时立即用水扑灭
D.大功率用电器的金属外壳接地
8.安全用电意识是公民的基本素养。下列做法符合安全用电要求的是( )
A.导线绝缘皮破损后继续使用 B.将家用电器的金属外壳接地
C.电器起火时,立即泼水灭火 D.用湿手触摸电路开关
9.如图所示,这是小明家的电能表表盘,则他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。春节期间,小明同爸妈回农村老家过年,出发前小明关闭家中其他用电器,仅让电冰箱(铭牌如图丁所示)工作,则仅此电冰箱正常工作八天,电能表的示数变为 。
甲 乙
10.某型号空气开关如图所示,空气开关“C20”中,“C”字母代表的是断电保护,“20”就是指20A的电流,如果电路上的电流超过20A,电路就会被切断,也就是我们所说的跳闸。家庭电路中,若同时使用一台2kW的空调和一台1500W的电热水壶,电路 (选填“会”或“不会”)跳闸。
11.试电笔可以用来判断火线和零线。如下图所示,持笔方式正确的是 (选填“甲”或“乙”);如图丙是冰箱的三脚插头,三脚插头中较长的脚E应与冰箱的 相连,这是为了防止漏电时发生触电事故。家庭电路中总电流如果超过安全值,由于电流的 效应,导致线路温度过高,容易引发火灾。图丁中所示电路中电流过大的原因是 。
12.小明家的电能表上标有“220V 30A 50Hz”和“3200imp/kW·h”的字样,他家现在已经接入用电器的总功率为3600W,则最多可以连接 W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min,电能表的指示灯闪烁160次,则饮水机的额定功率为 W。
13.小华家电能表如图甲所示,她家现在已经接入用电器的总功率为3600W,则最多还可以连接 W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了160次,则饮水机的额定功率是 W。如图乙所示,根据安全用电的原则,分别把电水壶的3条接线连接到插头上。
14.如图所示,只闭合开关S1,风扇M和灯泡都不工作;只闭合开关S2,灯泡工作;同时闭合开关S1、S2,灯泡和风扇M都工作,请按要求把电路连接完整。
15.如图是宾馆台灯和电视的床头柜开关控制电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯,S2单独控制电视插座,请将电路图连接完整。
16.如图所示是电热水壶的三条接线,请按照安全用电的原则连接到插头的对应导线上,导线不要交叉。
17.随着生活水平的提高,大功率用电器越来越多。小明爸爸买回一个多孔插线板(允许通过的最大电流为10A),某次做饭时,爸爸想将厨房里的电热水壶、电烤箱、微波炉、电饭煲4个用电器都插到这个插线板上同时使用。小明爸爸的想法是否符合安全用电原则,请你用所学的物理知识进行解释。(温馨提示:用数据解释更有说服力)
18.冬天来了,大家用电取暖的需求越来越大。这几天小明家的“保险丝”总是烧断,经过小明观察,烧断的“保险丝”上面标有20A,烧断的时间一般都是晚上6点~7点。这个时间小明家的电热水器、电磁炉、空调、电视、冰箱、电水壶都在运行。经过排查,家里没有出现短路现象。小明想:应该用标有“30A”的“保险丝”还是“铜丝”代替原来保险丝。请帮助小明判断,说明理由。为了用电安全,请给小明家提出一条建议。
19.据统计由于电气故障引发火灾占比40%以上。其中用电不慎引发火灾的主要原因有:
(1)电路超负荷(用电器总功率过大);
(2)电线老化、破损;
(3)电路的插头、插座不牢靠、电线不达标……
请任选其中一条,运用所学物理知识解释其引发火灾的原因。
20.小华家新买了一台电暖器,部分参数如下表,通过调节旋钮,可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。
额定电压
220V
高温挡功率
2000W
低温挡功率
800W
(1)如图,电暖器的插头是三脚插头,插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后,就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连,可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高,这是通过 的方式增大空气内能的;
(2)小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A,请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用;
(3)若该电暖器一天正常工作6h,其中高温挡2h,低温挡4h,则它一天耗电多少千瓦时?
(4)小华与妈妈一起做饭时,准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说:“应先把电暖器关掉,否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。
21.如表是某电热水壶器牌上的部分参数。该电热水器正常工作40min,水由20℃升高到40℃。求:
(1)水吸收的热量。
××牌电热水器
容量
额定电压
额定功率
50L
220V
2000W
(2)该热水器的效率为多少;
(3)在220V的家庭电路中,有额定电流为5A和10A的插座,为了安全,应将该电热水器接在哪个接线板上使用?请通过计算说明;
(4)电热水壶由于长期使用,接线口的绝缘皮烤焦了,小宁告诉爸爸:“要及时更换新的导线,因为绝缘皮破损或老化,容易造成短路,从而引发火灾。”请用物理知识帮小宁解释一下引发火灾的原因。
22.阅读下面材料,回答问题:
大功率用电器使用注意事项
随着经济社会的发展,越来越多的大功率用电器进入人们的生活,但是若大功率用电器使用不当,会产生安全事故。一般将直接使用220V交流电、大于1200W的用电器称为大功率用电器,以下是关于使用大功率用电器的注意事项:
(1)大功率用电器接入电路中时需要使用三脚插头。
(2)正确使用电器设备,不乱接电源线,不在同一线路上使用多个大功率用电器,及时更换老化电器设备和线路,外出时要关闭电源开关。
(3)尽量不要将电器放在阳光直接照射的地方或不利于散热的阴暗角落。
(4)在使用电器特别是大功率电器时,不要频繁启动。
(5)大功率用电器使用的电源连接线不能过长。
①电饭锅属于大功率用电器,其是利用 来工作的,工作时将电能转化为 能;
②大功率用电器一般用的是三脚插头,这样做可以让它的金属外壳与插座中的 (选填“火”、“零”或“地”)线相连,防止发生触电事故,不在同一线路上使用多个大功率用电器,是为了防止电路中电流 (选填“过大”或“过小”);
③对于材料中大功率用电器使用的电源连接线不能过长这一注意事项,请结合焦耳定律解释电源线不能过长的原因。
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