内容正文:
第19章 生活用电(综合题30道)
1.空调、台灯是家庭中常用电器。
(1)上海地区家庭电路的电压为 伏,空调与台灯的连接方式是 (选填“A.串联”或“B.并联”),当它们正常工作时,通过台灯的电流 (选填“A.大于”或“B.小于”)通过空调的电流。
(2)【不定项】当家中开启的用电器增加时,则电路中的( )
A.总电压变大 B.总电阻变大 C.总电流变大
【答案】(1) 220 B B
(2)C
【详解】(1)[1]家庭电路的标准电压为220伏,这是我国居民家庭用电的标准电压,因此应填220。
[2]家庭中各种家用电器,如空调、台灯都是并联在电路中的,这样可以保证每个用电器独立工作、互不影响,故选B。
[3]在并联电路中,各支路电压相等。根据欧姆定律,电压相同的情况下,电流与电阻成反比。空调的功率远大于台灯,说明空调的电阻较小,因此通过空调的电流大于通过台灯的电流,即台灯的电流小于空调的电流,故选B。
(2)当家中开启的用电器增加时,相当于并联的支路增多,总电阻会减小,而电压仍为220伏保持不变。根据欧姆定律,电压不变、总电阻减小,总电流会增大。故选C。
2.如图所示,家庭电路中的同一个插排上连接了多个大功率用电器。
(1)用电器所接电压是 V,用电器间的连接方式是 ;在日常生活中,不宜同时使用这些用电器,防止因 过大造成电路中电流过大,因电流的 效应而引发火灾。
(2)请按照家庭电路安全用电原则,将家用插排正确连接到电路中 。
【答案】(1) 220 并联 总功率 热
(2)
【详解】(1)[1][2]我国家庭电路的电压为220V,即用电器所接电压是220V;各家用电器在使用时,互不影响,所以连接方式为并联。
[3][4]家庭电路中电流过大的原因有短路和用电器总功率过大。同时使用多个大功率用电器,会造成用电器总功率过大,导致插排电源线电流过大,电流通过导体会产生热量,即电流的热效应,会引发火灾。
(2)插排上的两孔插座与三孔插座应并联接入电路中,按安全用电原则,两孔插座左孔接零线,右孔接火线;三孔插座左孔接零线,右孔接火线,上面的孔接地线。如图所示:
3.小明在使用插线板时发现:插线板上的开关断开时,指示灯不发光,插孔断电:开关闭合时指示灯发光,插孔通电:如果指示灯损坏,开关闭合时插孔照样可以通电。请按上述要求用笔画线代替导线将插线板内部电路中的缺失部分补画完整 。家用电能表如图2所示,能接入电路中用电器的最大总功率为 W。若家中仅有电饭锅工作,内电能表指示灯闪烁了300次,电饭锅在这段时间内消耗的电功率为 W。
【答案】 8800 1200
【解析】【小题1】[1]由题知,地线已经接好了,在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,说明指示灯与插孔并联,并且开关在干路上;这样,火线连接开关后分开,一支路连接指示灯、电阻,另一支路连接插座的右孔;插座的左孔与指示灯和电阻的支路汇合后,再连接到零线上,如下图所示:
[2]由参数可知,该电能表工作电压为220V,允许通过的最大电流为40A,该电能表允许接入的最大电功率是
[3]由参数可知,表示的是电路中每消耗的电能,电能表转盘指示灯闪烁了3000次,
内电能表指示灯闪烁了300次,则该家用电器消耗的电能
工作时间
该用电器的功率
4.小明家的客厅中有一台电视机、一盏吊灯。其中电视机接入墙上的插座中,吊灯由一个开关单独控制,如图所示。
(1)请用笔画线表示导线,将吊灯和开关、插座接入家庭电路中 。
(2)小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮,这主要是因为 。
(3)小明家参与了长春市“地球一小时”活动,熄灯是通过减少 的方法来节约电能的。在熄灯一小时的时间里,共节省了的电能,这些电能可供的灯泡正常工作 。
【答案】(1)
(2)客厅灯的实际功率大
(3) 通电时间 12.5
【详解】(1)开关与吊灯应串联连接,开关接在火线的一端;两孔插座左孔接零线,右孔接火线,作图如下:
(2)灯泡的亮度与实际功率有关,客厅的灯比卧室的灯亮,这是因为客厅灯的实际功率更大。
(3)[1]电能的消耗量与功率和时间有关,熄灯是通过减少通电时间的方法来节约电能。
[2]这些电能可供的灯泡正常工作的时间为
5.小明家新购买的电热水壶(如图),其部分参数如表所示。
型号
×××
额定电压
220V
额定功率
1000W
额定容量
2.0L
(1)电热水壶的电源线粗而短,因此电阻较 ,产生热量较 ,使用时更加安全。
(2)小明在壶中加入额定容量的初温为25℃的水,把电热水壶插进插座,闭合开关,突然家里的用电器都不工作了,请写出可能的两个原因:① ;② 。
(3)排除故障后,小明继续实验,将壶中水加热到沸腾,从理论上讲,需要多长时间?实际所用时间大于理论时间,可能是由什么原因造成的?请写出两条。已知烧水时气压为1个标准大气压 ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)
【答案】(1) 小 少
(2) 电热水壶内部电路短路 电热水壶使用后家中用电器总功率过大
(3)630s,见解析
【详解】(1)[1][2]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,长度越长电阻越大,横截面积越大电阻越大。所以电热水壶的电源线粗而短,电阻会减小,由焦耳定律可知,在一定时间内电流通过电源线产生的热量会减小,可以减少安全事故的发生,使用时更加安全。
(2)[1][2]把电热水壶插进插座,闭合开关,突然家里的用电器都不工作了,说明电路发生了断路,则是电路电流过大导致保险丝熔断,则家庭电路电流过大的原因可能是电热水壶内部电路短路或电热水壶使用后家中用电器总功率过大。
(3)壶中水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
将壶中水加热到沸腾,水吸收热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-25℃)=6.3×105J
电流做功W=Pt=Q,可得需要时间
实际加热时间大于理论时间的原因可能是:加热时有热量散失,加热效率低于100%;家庭电路实际电压低于220V;电热水壶额定功率低于1000W。
6.在校园中学习离不开电。
(1)学校电路和家庭照明电路的电压相同,均为 V。开灯后老师又打开了教学一体机,此时教室电路中的等效电阻将
A.变大 B.不变 C.变小
(2)教学一体机的工作原理是从显像管尾部的热灯丝发射出来的电子,高速撞击在荧光屏上,荧光屏发光,则在显像管内电流方向为 (选填“A.从荧屏到灯丝”或“B.从灯丝到荧屏”)。教学一体机的额定功率是300W,正常工作2h,消耗的电能是 kW·h。
(3)【不定项】在我校科技节活动中,物理兴趣小组设计了一个地磅模型,地磅内部简化电路,如图所示。其工作原理是车辆开到地磅上会压缩弹簧(弹簧处于弹性限度内)引起滑片P移动,当电路电流(为某一定值)时,电路中电铃会发出警示声(电铃电阻忽略不计),表明车辆超重了。为保护电阻,电源电压不变。下列说法正确的是( )
A.地磅上的压力增大时,电路总功率增大
B.地磅上的压力减小时,电压表的示数增大
C.地磅上的压力减小时,电路中的电流减小
D.地磅上的压力增大时,电压表与电流表示数之比减小
【答案】(1) 220 C
(2) A 0.6
(3)AC
【详解】(1)[1]不同国家的家庭电路电压规定都不同,我国规定家庭电路电压为220V,故此学校电路和家庭照明电路的电压相同,均为220V。
[2]电灯和教学一体机是并联的关系,同时使用电路干路上总电流变大,电压一定时,电路上总电流变大相当于电路中的等效电阻变小,故选C。
(2)[1]电流的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,自由电子定向移动的方向与电流方向相反。灯丝发射出来的电子高速撞击在荧光屏上,故电流的方向与之相反,应为从荧光屏射向灯丝,故选A。
[2]消耗的电能
(3)电路中电铃与滑动变阻器、构成串联电路,滑动变阻器有效电阻为下部分,车辆开到地磅上时地磅上的压力增大,会压缩弹簧,使滑片向下移动。
A.地磅上的压力增大时,滑片向下移动,滑动变阻器接入有效电阻阻值减小,电源电压一定时电路中总电阻减小,电路中通过的电流增大,由公式可知,电路总功率增大,故A正确;
B.地磅上的压力减小时,滑片向上移动,滑动变阻器接入有效电阻阻值增大,电路中通过的电流减小,为定值电阻,电压表测量两端电压,由可知,两端电压表示数减小,故B错误;
C.地磅上的压力减小时,滑片向上移动,滑动变阻器接入有效电阻阻值增大,电源电压一定时电路中总电阻增大,电路中通过的电流减小,故C正确;
D.地磅上的压力增大时,滑片向下移动,滑动变阻器接入有效电阻阻值减小,电路中通过的电流增大,电压表测量两端电压,由可知,两端电压也增大,由于是定值电阻,电压表与电流表示数之比就是的阻值,应保持不变,故D错误。
故选AC。
如图所示为一辆油电混合动力汽车,其内部有发动机与电动机,能实现双重驱动。当动力电池电量不足时,可通过充电桩或发动机充电,减速制动时还能带动电动机反转回收能量,高效环保。请根据以上内容,完成下面小题。
7.如图是某汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩是 联的;充电时,蓄电池相当于电路中的 ;
8.当汽车以发动机为动力行驶时,仪表指示发动机转速为3000r/min,则发动机每秒对外做功 次。在制动减速时,驱动轮带动电动机反转,把机械能转化成了 能,实现了对动力电池的充电,增加续航里程。
【答案】7. 并 用电器 8. 25 电
【解析】7.[1]电动汽车充电站的一排充电桩工作时互不影响,故它们是并联的。
[2]电动汽车在充电时,电池消耗电能,电池相当于电路中用电器。
8.[1]汽车发动机为热机,4个冲程为1个循环,飞轮转动2周,对外做功1次。仪表指示发动机转速为3000r/min,合50r/s,即每秒飞轮转动50周,故发动机对外做功25次。
[2]在减速制动时,混合动力汽车的驱动轮带动电动机反转,再通过发电机,将机械能转化为电能。
9.图甲是小明家安装的即热式热水器,具有高、低温两挡加热功能,低温挡功率为5500 W,内部等效电路如图乙所示,R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温挡淋浴时,水的初温是20℃,淋浴头的出水温度为40℃,淋浴 20 min 共用水 100 kg。[c水=4.2×10³J/(kg·℃)]
(1)同时闭合开关和时, R1与R2 (选填“串联”或“并联”)接入电路,热水器处于 挡。
(2)求热水器利用低温挡正常工作20 min所消耗的电能。
(3)求热水器用高温挡淋浴 20 min时水所吸收的热量。
(4)善于观察的小明发现,电热水器的电源线与手机充电器的充电线相比有两个不同特征,一是电热水器的电源线较粗,二是电热水器的电源线上使用的是三脚插头。请你选择其中一个特征,并从安全用电的角度分析其设计理由。(要求先写出选择的特征,再具体分析说明)
【答案】(1) 并联 高温
(2)6.6×106J
(3)8.4×106 J
(4)见解析
【详解】(1)[1][2]闭合S1,断开S2时,只有R1连入电路,同时闭合开关S1和S2时,电流有两条支路,R1与R2并联接入电路,总电阻最小,由可知,电源电压一定,功率最大,因此同时闭合开关S1和S2时,热水器处于高温挡。
(2)热水器利用低温挡正常工作20分钟所消耗的电能为
(3)水吸收的热量为
(4)电热水器的电源线上使用的是三脚插头。原因:电热水器是有金属外壳的用电器,其三脚插头的长脚与其金属外壳相连,插入三孔插座后可将其与地线相连,这样即使金属外壳带电,电荷会通过地线导入大地,能防止触电事故的发生。
10.电为人类赋能,安全用电是前提,规范用电是保障
(1)我国照明电路中用电器正常工作的电压为 V,用电器之间是 连接的(“串联”或“并联”);小李养成了随手关灯的习惯,某盏灯关闭后其电阻将 (“变大”“不变”或“变小”)。
(2)某导体两端的电压为6V,通过的电流为0.3A,当导体两端电压为12V时,其电阻为 ;如果通过该导体的电流为0.5A,则导体两端电压为 V。
(3)微波炉正常工作时的电流约为( )
A.0.1A B.0.5A C.5A D.20A
(4)汽车的四个车门中只要有一个门没有关好(相当于一个开关断开),指示灯就会发光。下列电路图中能实现上述目标的是( )
A. B. C. D.
【答案】(1) 220 并联 不变
(2) 20 10
(3)C
(4)D
【详解】(1)[1]我国照明电路的标准电压为220V,是用电器正常工作的电压;
[2]用电器并联时,各用电器可独立控制通断且电压相等,符合家庭电路的使用需求;
[3]电阻是导体的固有属性,与用电器是否通电无关,因此灯关闭后电阻不变。
(2)[1]根据欧姆定律
电阻是导体属性,电压变化时阻值不变;
[2]根据欧姆定律
(3)微波炉功率约1000W,根据
与5A最接近,故选C。
(4)当四个开关全闭合(门全关好),指示灯被短路,不发光;
任意一个开关断开(门没关好),短路解除,指示灯发光,故D符合题目要求。
故选D。
11.(1)请将图中的空调专用插座正确地接入家庭电路中。
(2)如图所示的是某同学家上个月月初和月末电能表的示数,则他家上个月总共用电 kW·h。
(3)如图所示的是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
①实验中通过 来反映电流通过电阻产生热量的多少;
②为了在较短的时间内达到明显的实验效果,烧瓶中的液体应选用 (选填“水”或“煤油”);
③如果用该装置探究物质的吸热能力,两电阻丝的阻值应 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)
(2)101.1
(3) 温度计上升的示数 煤油 相等
【详解】(1)根据三孔插座接线要求:“左零右火、中间接地”的原则,空调专用插座正确地接入家庭电路中连线如图所示:
(2)某同学家上个月月初电能表示数为5546.7 kW·h,月末电能表的示数为5647.8 kW·h,则他家上个月总共用电
(3)①探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关实验中,烧瓶内放入质量和初温相同的液体,电阻产生的热量通过温度计上升的示数反映。
②通过可知,应该选用比热容较小的液体,吸收相同的热量,温度变化较大,故实验现象更明显,故选用煤油。
③探究物质的吸热能力,应该改变液体的种类,控制其它因素相同,故应该选用阻值相同的电阻丝。
12.图1是验电器的使用,图2是某家用电能表的表盘,请根据安全用电原则回答下列问题。
(1)为防止触电事故的发生,在家庭电路中,安装电路之前,必须要使用测电笔判断火线和零线,如图1甲、乙所示使用测电笔的两种方法,正确的是 ;带有金属外壳的用电器使用三脚插头,是为了使用时让金属外壳 ;如果站在地上的人不小心接触了 线,电流经过人体流入大地,这时 (选填“空气开关”或“漏电保护器”)会迅速切断电流,对人体起到保护作用。
(2)图2中电能表表盘上显示已用电 ,该家同时工作的用电器的总功率不能超过 W。将某用电器单独接在该表上20min,电能表指示灯闪烁400次,该用电器的实际功率为 W。
【答案】(1) 甲 接地 火 漏电保护器
(2) 32386.1kW·h 8800 750
【详解】(1)[1]测电笔使用时,手应与测电笔笔尾金属体接触,故正确的使用方法是图甲。
[2]使用三脚插头,可使用电器金属外壳接地,当漏电时,电流从地线直接流入大地,不经过人体,不会使人触电。
[3][4]人体接触火线,有电流通过人体流入大地,使得通过零线电流比火线电流小,即造成了漏电现象,所以漏电保护器会迅速切断电路,对人体起到保护作用。由于人的电阻较大,电流不大,空气开关不会断开。
(2)[1]电能表计数器最后一位是小数,显示的是累积用电量,故电能表表盘上显示已用电32386.1kW·h。
[2]由图可知,此电能表工作电压为220V,允许通过的最大电流为40A,所以该电能表工作时的最大功率为P=UI=220V×40A=8800W
[3]电能表指示灯闪烁400次消耗的电能为
用电器单独接在该表上工作的时间为
该用电器的实际功率为
13.小意家有一款智能加湿器(图甲),可根据环境自动调节功率。小意翻阅说明书了解到以下信息:①加湿器使用时的相关注意事项。②加湿器电路主要由雾化器、湿度传感器、指示灯组成,其简化电路如图乙所示。③部分参数如图丙所示,④湿度传感器的电阻值随环境湿度变化关系如图丁所示。
额定电压
220V
雾化器电阻
500Ω
额定加湿量
150mL/h
水箱最大容积
2L
水箱最小容积
0.5L
丙
(1)下列使用方法中,不符合安全要求的是_________;
A.加湿器应使用三孔插座,确保外壳接地
B.加水时可超最高水位线,以延长使用时间
C.加湿器应远离插排,避免水雾引发短路
D.清洗加湿器前需拔掉电源线,防止触电
(2)小意使用时发现,当水低于最低水位后,雾化器会自动停止工作,但指示灯会继续提示加湿器为通电状态。小意查询到这是一种电极式传感保护器,当水位低于设定时,电路断开。则保护器的位置应该放在乙图中哪个点位 (选填“A、B、C、D、E、F”)
(3)小意睡觉时使用该加湿器,随着室内湿度的增加,加湿器的工作功率怎样变 ;
(4)在使用中,若环境湿度从60%升至80%时,加湿器的实际功率变化了 W。
【答案】(1)B
(2)D
(3)小
(4)6
【详解】(1)A.为了避免触电事故的发生,加湿器应使用三孔插座,确保外壳接地,符合安全要求,故A不符合题意;
B.加水时不能超最高水位线,水可能漫出来,损坏电器,不符合用电安全,故B符合题意;
C.加湿器应远离插排,避免水雾进入插排中,引发短路,符合用电安全,故C不符合题意;
D.为了防止触电,清洗加湿器前需拔掉电源线,符合用电安全,故D不符合题意。
故选B。
(2)当水位低于设定时,电路断开,雾化器会自动停止工作,但指示灯会继续提示加湿器为通电状态,说明指示灯所在的电路是通路,那么保护器的位置不在F、E、A、B,保护器只可能在C点、或者D点,保护器在D点,当水位低于设定时,电路断开,能够保证没有电流通过雾化器,避免触电事故,故保护器在D点位置。
(3)睡觉时使用该加湿器,随着室内湿度的增加,湿度传感器的电阻阻值变大,根据可知,电源电压不变,总电阻变大,加湿器的工作功率变小。
(4)在使用中,若环境湿度为60%时,湿敏电阻的阻值为468Ω,则湿敏电阻与雾化器组成的支路总电阻为
该支路的总功率为
若环境湿度为80%时,湿敏电阻的阻值为600Ω,则湿敏电阻与雾化器组成的支路总电阻为
该支路的总功率为
加湿器的实际功率变化了
14.毛毛家买了一台储水式电热水器。外观如图甲所示,图乙是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的,里面有两个通到外部的水管,是热水出水管,是冷水进水管。和是两个外层包有绝缘材料的电加热管。
(1)电热水器是利用电流的 效应工作的。
(2)电热水器要使用三脚插头,是为了使电热水器的金属外壳与 相连。
(3)若该电热水器加热时最高温挡的功率为2000W,毛毛家墙上的插座允许通过的最大电流为12A,则此插座能否满足该电热水器正常使用? 。
(4)电热水器将体积为20L,温度为的水加热到,若热水器的功率为2000W,用时5000s,则该热水器的效率为 。
(5)电热水器面板上有两个控制开关,两个电加热管分别用、表示,要求单独控制,单独控制,两个开关同时闭合时与同时加热。请你在图丙中,用笔画线代替导线,补全开关控制电加热管的电路,且符合安全用电的原则 。
【答案】(1)热
(2)地线
(3)见解析
(4)42%
(5)
【详解】(1)电热水器是利用电流通过导体时,导体会发热的现象来工作的,即利用电流的热效应工作。
(2)三脚插头与家用电器的金属外壳接通,而三脚插头上面的脚相比其他两脚稍长一些,这样插头插入插座时能使家用电器的金属外壳先接地线,拔插头时能使金属外壳后离开地线,防止因漏电而导致触电事故。
(3)家庭电路的电压为220V,电热水器用最高温挡加热时,通过的电流
则该插座能满足该电热水器正常使用的要求。
(4)电热水器内水的质量
水吸收的热量
电热水器消耗的电能
该热水器的效率
(5)由题意可知电阻R1与R2并联,且S1在R1的支路上,S2在R2的支路上,为了用电安全,开关必须与火线相连,如图所示。
15.电能被誉为点亮人类生活的能源之光,为人类生活带来了动力、温暖、光明和快乐。
(1)如图所示是小明家所在小区楼道的电路设计示意图,利用声控开关和光控开关控制电路,使得只有在天黑且有声音时灯才亮,该小区楼道外车棚处还安装了三孔插座供电动自行车充电,与楼道灯互不影响,请你用笔画线代替导线完成如图所示的电路。(导线不得交叉)
(2)小明家有一个铭牌模糊的电热扇。为了测量电热扇的功率,他关闭家里其它用电器,让电热扇正常工作6min,电能表的指示灯闪烁320次,求该电热扇的额定功率为多少kW。
【答案】(1)
(2)1kW
【详解】(1)由题意知:只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮,说明灯泡与两个开关串联,且火线要先过开关,再接入灯泡尾部的金属点,零线接入螺旋套;三孔插座与灯泡并联,其接法为:左零右火上接地,如图所示:
(2)电热扇正常工作6min,消耗的电能为
电热扇工作时间
该电热扇的额定功率为
16.如图所示是家庭生活用电的几个场景。
(1)如图甲所示,将测电笔笔尖与相线(220V)接触,手抵金属帽,氖管 。若笔内电阻为,尽管其余电阻未知,也可判断出通过人体的电流不会超过 A。
(2)干燥人体的电阻约为,当人的两手分别接触一节干电池(1.5V)的两极时,通过人体的电流约为 A,人体没有危险。
(3)如图乙所示,在正常情况下电流从相线流经电灯再流向中性线的过程中处处相等。若某人不小心触碰到相线裸露处,导致,当漏电保护器检测到两进户线电流不等时,会自动 电路。
【答案】(1) 发光
(2)
(3)切断
【详解】(1)[1] 将测电笔笔尖与相线(220V)接触,手抵金属帽,是测电笔的正确使用,因此氖管会发光。
[2] 其它电阻相对笔内电阻忽略不计,则最大电流为
(2)设人体电阻约为1×104Ω,当人的两手分别接触一节干电池(1.5V)两极时,流经人体的电流约为
(3)在正常情况下电流经“火线→电灯→零线”处处相等,若某人不小心触碰到火线裸露处,导致I1>I2,当“漏电保护器”检测到“两线”电流不等时会迅速自动切断线路,对人身起到保护作用。
17.现代新房装修体现了多项时代特色,如图甲卫生间安装智能马桶,电路结构如图乙所示。图表为这种马桶的相关参数。
项目
内容
适应水压
0.2﹣0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)智能马桶具有坐垫加热功能,坐垫加热原理是电流的 效应;为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装 (选填“漏电保护器”或“保险丝”)。小谢想实现调控温度的恒温马桶,将定值电阻改装为 (选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制作的热敏电阻;
(2)水通过进水管进入水箱,随着水位的上升,出水管阀门表面的压强会逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”),马桶内部有个存水弯管,实质是一个 ,可以有效防止臭味散发。某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则此配水房提供的水压应不低于 Pa;
(3)当S1闭合,S2接b时,马桶的设置为 (选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”);若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,则相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比为 。
【答案】(1) 热 漏电保护器 半导体
(2) 增大 连通器
(3) 高温挡 25:4
【详解】(1)[1]智能马桶将电能转化为内能,所以坐垫加热原理是电流的热效应。
[2]因漏电保护器能在人体触电或电器漏电时自动切断电源,所以为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装漏电保护器。
[3]半导体材料的阻值可以随着外部条件的变化而变化。小谢想实现调控的温度的恒温马桶,将定值电阻改装为半导体材料制作的热敏电阻。
(2)[1]由于液体的压强随深度的增加而增大,所以随着水位的上升,出水管阀门表面的压强会逐渐增大。
[2]马桶内部的存水弯管下端连通,上端开口,实质是一个连通器。
[3]20m水深产生的压强,
配水房需要提供的最小水压
(3)[1]由图乙可知,当S1闭合,S2接b时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,智能马桶处于高温挡;当S1断开,S2接a时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,总功率最小,智能马桶处于低温挡;当S1闭合,S2接a时,只有R1工作,R2被短路,智能马桶处于中温挡。
[2]S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,由欧姆定律可知,R1的阻值
若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,根据并联电路的特点可知,通过R2的电流I2=I-I1=5A-1A=4A
由欧姆定律可知,R2的阻值
根据串联电路的特点可知,低温挡工作时,电路的总电阻R=R1+R2=220Ω+55Ω=275Ω
则低温挡工作时电路中的电流
相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比W高︰W低=UIt︰UI′t=I:I′=5A︰0.8A=25︰4
18.小明家正在进行新房装修,遇到一些生活用电类的问题,学习完初中电学知识后,小明根据自己学到的知识进行了如下操作,让我们一起按要求完成下列小题。
(1)小明家需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯,他设计了下列图片所示的电路,其中:S1、S2分别为一楼、二楼的开关(都是单刀双掷开关),要求拨动其中任意一个开关,都能改变电灯原来发光或熄灭的状态。四个电路中,能满足小明对楼梯灯的控制目的且符合用电安全原则的最佳方案是 。
A. B.
C. D.
(2)如图是某款带LED指示灯的开关。小明想用该开关控制一个“220V18W”的节能灯,已知:开关断开时,LED指示灯不亮,节能灯不工作;开关闭合时,LED指示灯亮,节能灯正常工作;若LED指示灯损坏,节能灯仍能在开关闭合时正常工作。请在图中画出符合安全用电要求的电路。
【答案】(1)B
(2)
【详解】(1)家庭电路中,为了用电安全,开关必须接在相线上。这样当开关断开时,电灯与相线断开,人接触电灯不会触电。
A.如图,电路是断开的,灯泡不工作,当S1移到c触点或S2移到b触点,电路都是闭合电路,灯泡都能正常工作,但是开关接在了中性线上,不符合安全用电的要求,故A不符合题意;
B.如图,开关接在相线上,符合安全原则,且拨动任意一个开关(S1或S2),都能改变电路通断,从而改变电灯的发光或熄灭状态,满足控制要求,故B符合题意;
C.如图,电路是断开的,灯泡不工作,当 S2移到b触点,灯泡正常工作,但如果是S1移到c触点,会造成电源的短路,烧坏电路,故C不符合题意;
D.如图,电路断路,灯泡不能工作,无法实现“拨动任意一个开关都能改变灯的状态”,故D不符合题意。
故选B。
(2)由题意知“若LED指示灯损坏,节能灯仍能在开关闭合时正常工作”可知,LED指示灯与节能灯并联;由“开关断开时,LED指示灯不亮,节能灯不工作;开关闭合时,LED指示灯亮,节能灯正常工作”,可知,开关在干路上,LED指示灯与保护电阻串联,如图所示:
19.在学科实践课上,某小组开展了“台灯的内部结构及安全隐患”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容。
【项目分解】
a.台灯的内部结构 b.台灯的安全隐患
【项目实施】
(1)该款台灯的灯泡与光敏电阻串联,可以根据周围环境亮度,自动调节灯泡亮度,关于电学中各种材料的特点及用途,下列说法正确的是________。
A.光敏电阻的材料是半导体,其导电性介于导体和绝缘体之间
B.芯片、集成电路等用的是超导体材料
C.远距离输电如果使用超导体,可以大大减少传输过程中电能的损耗
D.电饭锅中加热用的电热丝,用超导体会更好
(2)在家庭电路中,触电事故通常是人体直接或间接与 (选填“相线”或“中性线”)接触所造成的。图乙是台灯(图丙)的电路图,使用时,应将台灯插头的C、D两脚中的 与图甲中插孔B连接,这样在断开台灯开关的情况下,手接触台灯的接点M时才不会触电。
(3)开关中两根导线的线头相碰 (选填“会”或“不会”)造成空气开关跳闸。
(4)若台灯的金属外壳与相线相连,站在地面上的人不小心接触了金属外壳,该人体的电阻为,人与地面、电线等的接触电阻为,电路中安装了规格如下表所示的漏电保护器,该漏电保护器 (选填“能”或“不能”)及时断开电路。
动作电流I
30mA
动作时间t
(5)漏电保护器的试验电路,由一个试验开关S与电阻R组成,闭合试验开关S就能模拟漏电情形,试验电路的连接符合要求的是________。
A. B. C. D.
【答案】(1)AC
(2) 相线 C
(3)不会
(4)能
(5)C
【详解】(1)A.光敏电阻的材料是半导体,其导电性介于导体和绝缘体之间,故A正确;
B.芯片、集成电路等用的是半导体材料,故B错误;
C.远距离输电如果使用超导体,由焦耳定律可知,可以大大减少传输过程中电能的损耗,故C正确;
D.超导体的电阻为零,电流通过超导体不会发热,电饭锅中加热用的电热丝不能用超导体,故D错误。
故选AC。
(2)[1]在家庭电路中,触电事故通常是人体直接或间接与相线接触所造成的。
[2]图乙中将台灯插头的C、D两脚中的 C与图甲中插孔B连接,这样在断开台灯开关的情况下,M点与相线断开,手接触台灯接点M时不会触电。
(3)开关中两根导线的线头相碰,相当于开关闭合,不会造成空气开关跳闸。
(4)站在地面上的人体不小心接触了相线时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以此时漏电电流
由表格可知,动作电流,因漏电电流大于30mA,所以漏电保护器能及时断开电路。
(5)A.闭合开关时,虚线框内相线电流仍然等于中性线电流,因为导线将电阻R短路,所以闭合开关不影响电路,故A不符合要求;
BD.闭合开关S时,通过虚线框内相线和中性线的电流相等,此时无法模拟漏电情形,故BD不符合要求;
C.闭合开关时,通过虚线框内相线的电流大于通过该装置中性线的电流,可以模拟漏电情形,故C符合要求。
故选C。
20.蒸汽电熨斗是利用灼热水蒸气不断接触衣物,软化衣物的纤维组织,通过熨烫动作,使衣物平整顺滑。如图甲所示为一款有高温、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图,R1、R2为电热丝,低温挡额定功率为800W。
(1)将蒸汽电熨斗的三脚插头插入三孔插座中,这样做可以让蒸汽电熨斗的外壳与插座中的 线相连,防止发生触电事故;家庭电路中保险丝熔断后, (选填“能”或“不能”)用细的铜丝代替;
(2)某次,只让蒸汽电熨斗接入家庭电路中并在高温挡正常工作,5min内,如图乙所示的电能表转盘转动了,则蒸汽电熨斗高温挡额定功率是多少?
(3)电热丝R1、R2的阻值是多少?
【答案】(1) 地 不能
(2)1800W
(3)60.5Ω;48.4Ω
【详解】(1)[1]蒸汽电熨斗等一些家用电器都使用三脚插头插入三孔插座中,这样做是为了使蒸汽电熨斗的金属外壳与插座中的地线相连,防止因漏电而发生触电事故。
[2]家庭电路中的保险丝熔断,应换用合适的保险丝,不能用更粗的保险丝或者铜丝代替,因为铜丝的熔点高,起不到保险作用。
(2)如图乙所示的电能表的转盘转动,消耗的电能
蒸汽电熨斗高温挡额定功率是
(3)开关闭合、断开时,电路为的简单电路,总电阻较大,根据可知总功率较小,蒸汽电熨斗处于低温挡,电热丝R1的阻值
两开关均闭合时,两电阻并联,总电阻较小,根据可知总功率较大,蒸汽电熨斗处于高温挡,则的功率
根据可知的阻值
21.如图甲为冬季家庭取暖常用的电暖气,接通电源后,腔体内的电热管将周围的导热油加热后温度快速上升,高温导热油沿散热管或散热片对流循环,并通过腔体壁表面将热量散发出去,从 而加热空间环境,电暖器有“高温、中温、低温”三个挡位。
(1)电暖气内部充入的是比热容 (选填“大”或“小”)的导热油。
(2)电暖气的电源线插头是 脚插头;电暖气工作时,与其他用电器是 联的。
(3)图乙为某电暖气的简化电路原理图,已知电阻R1=44Ω,R2=88Ω。闭合开关 电暖气在低温挡位工作;电暖气在高温挡位正常工作30min,消耗的电能为 kW∙h。
(4)电暖气在工作时,图乙电路中导线的A点应与家庭电路中的 线相连。
【答案】(1)小
(2) 三 并
(3) S、S2 0.825
(4)火
【详解】(1)根据比热容的特性,当质量和吸收的热量相同时,物质的比热容越小,温度升高得越快。电暖气的主要功能是快速升温以提供热量,因此需要内部充入比热容小的液体,这样在通电后能迅速升温,从而快速供暖。
(2)[1]电暖气是有金属外壳的用电器,功率大,根据安全用电原则,电暖气外壳应接地,故需要用三孔插头。
[2]电暖气工作时,其他用电器可能工作,也可能不工作,即电暖气工作时,不会影响其他的用电器,故电暖气工作时,与其他用电器是并联。
(3)[1]当开关S、S1、S2均闭合时,电阻R1、R2并联,此时电路中的总电阻、;
当开关S、S1闭合、S2断开时,两个电阻中只有电阻R1接入电路,此时电路中的总电阻为R1;
当开关S、S2闭合、S1断开时,两个电阻中只有电阻R2接入电路,此时电路中的总电阻为R2;
因为R1=44Ω,R2=88Ω,则有
根据可知,在总电压不变时,R越小,总功率越大,故当开关S、S1、S2均闭合时,处于高温挡;当开关S、S2闭合、S1断开时,处于低温挡。
[2]当开关S、S1、S2均闭合时,处于高温挡。
此时通过R1的电流
此时通过R2的电流
干路上的电流
此时电路中的总功率
正常工作30min消耗的电能
(4)从安全用电角度出发,电暖气的开关要接在相线与用电器之间,这样当开关断开后,电暖气与火线断开,可以防止触电。
22.如图所示是小欣家的电热饮水机,如表及图示是该电热饮水机说明书的一些数据额电路原理图,该饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S控制)。
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热时的功率
400W
保温时的功率
40W
(1)你认为该电热饮水机应该选用两孔插座还是三孔插座,为什么?
(2)R2的阻值;
(3)若正常工作时,该电热饮水机加热的效率为90%,将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间?
【答案】(1)应该选用三孔插座,防止电热饮水机的金属外壳漏电时发生触电事故
(2)1210Ω
(3)1750s
【详解】(1)应该选用三孔插座,为了防止电热饮水机的金属外壳因漏电而发生触电事故。
(2)由图可知,当开关S闭合、开关S0断开时,只有R2工作,由并联电路中电阻越并越小,小于任何一个分电阻可知,电路的电阻最大,饮水机的功率最小,处于保温状态;由可得,电阻R2的阻值
(3)一满热水箱中水的体积V=2L=2dm3=2×10-3m3
则水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水所需吸收热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(95℃-20℃)=6.3×105J
则消耗的电能
则需要的加热时间
23.现代新房装修体现了多项时代特色,如图甲卫生间安装智能马桶,电路结构如图乙所示,图表为这种马桶的相关参数。
项目
内容
适应水压
0.2﹣0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)智能马桶具有坐垫加热功能,坐垫加热原理是电流的 效应;为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装 (选填“漏电保护器”或“保险丝”)。小谢想实现调控温度的恒温马桶,将定值电阻改装为 (选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制作的热敏电阻;
(2)当S1闭合,S2接b时,马桶的设置为 (选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”);若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,则相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比为 。
【答案】(1) 热 漏电保护器 半导体
(2) 高温挡 25:4
【详解】(1)[1]坐垫加热原理是电流的热效应,工作时将电能转化为内能。
[2]为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装漏电保护器,防止漏电、触电事故的产生。
[3]热敏电阻主要由半导体材料制成。小谢想实现调控温度的恒温马桶,将定值电阻改装为半导体材料制作的热敏电阻。
(2)[1]当S1闭合,S2接b时,R1、R2并联,电路电阻最小,电路电功率最大,马桶的设置为高温挡;当S1闭合,S2接a时,电路为R2的简单电路,电路电阻较小,电路电功率较大,马桶的设置为中温挡;当S1断开,S2接a时,R1、R2串联,电路电阻最大,电路电功率最小,马桶的设置为低温挡。
[2]若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,由并联电路电流特点得,R1单独工作的电流为
由得,
由得,相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比为
24.小军家中已有一台1200 W的空调机,但小军的父亲想再添置一台1000 W的空调机。小军对家中其他用电器的情况进行了调查,记录如下。
用电器
照明灯
电视机
洗衣机
电冰箱
电饭煲
微波炉
额定功率
40 W
100 W
150 W
100 W
750 W
900 W
数量
8盏
1台
1台
1台
1台
1台
闸刀开关上保险丝的熔断电流为20 A
电能表上标有“220 V ”
(1)试通过计算说明在小军家中原有电路上再安装这样一台空调机是否安全。
(2)为保证小军家能安装并正常使用这台空调机,请你从安全用电的角度帮助小军提出合理的解决方法。
【答案】(1)不安全
(2)见解析
【详解】(1)小军家电能表允许负载的最大电功率
现有全部用电器同时使用时的总功率
如果再装上新的空调机,总功率
总电流
超过电能表允许负载的最大电功率,也超过保险丝的熔断电流,所以在小军家中原有电路上再安装这样一台空调机是不安全的。
(2)换用熔断电流更大的保险丝和额定最大电流更大的电能表,同时考虑电线的安全性,应另外引入两股电线供空调机专用。
25.学习了家庭电路后,小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”。
(1)家庭电路中“超负荷”是指家庭用电器的 过大,这时电路中的 也跟着过大。
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座。后来电工师傅换了一个如图甲所示的带开关的插座后,只要拨动下开关就可以断开电了。小明仔细观察了图甲所示的插座后,很快就在纸上画出了图乙所示的插座背面接线示意图。开关连接在 (选填“相”或“中性”)线和插座之间,图乙中最上面的一根线应该是 (选填“相”或“中性”)线,两孔插座与三孔插座是 联的。
(3)要利用图丙所示的电能表来估测电饭煲的电功率,小明首先断开家中所有用电器,再将一个电饭煲接入电路正常工作。小明发现电能表的转盘转过24转所需的时间刚好为,则这段时间消耗的电能是 J,电饭煲额定功率是 W。
【答案】(1) 总功率 电流
(2) 相 中性 并
(3) 48000 800
【详解】(1)[1]家庭电路中“超负荷”是生活用语,在物理中指的是用电器总功率过大。
[2]家庭电路电压不变,根据可知,当用电器总功率过大时,会引起家庭电路干路电流过大。
(2)[1]根据安全用电的原则,开关必须接在相线上。
[2]由乙图可知,开关接中间那根线,所以中间那根是相线,由图可知最下面那根是地线,最上面那根应该是中性线。
[3]图中的两孔插座与三孔插座的连接方式为并联。
(3)[1][2]转盘转过24转消耗的电能
所用时间
电饭煲额定功率
26.在学习了电学相关知识后,小彭对身边的用电器产生了浓厚的兴趣。
(1)某彩色电视机的铭牌如图所示,其额定功率为 W,额定电流是 A。当它正常工作时,10min内消耗的电能为 J。
(2)1kW·h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是( )
A.节能灯 B.电饭煲 C.电视机 D.电烤箱
(3)某调光台灯简化电路图如图所示,电源电压保持不变。为使台灯变亮,滑片应向 端移动(选填“A”或“B”)。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是 。
(4)使用电热水壶把水烧开的过程是通过 的方式改变了水的内能,若1kg的水从20℃被加热至刚好沸腾,水吸收的热量为 J。(J/(kg·℃))
(5)一款电热水壶的简化电路如图所示。如表所示是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变,R1和R2为发热电阻。当开关S、S1均闭合时,通电20s电热水壶产生的热量是 J,电阻R1和R2阻值之比是 。
额定电压
220V
额定功率
高温挡
2200W
低温挡
440W
(6)结合生活经验,写出一条安全用电的注意事项: 。
【答案】(1) 110 0.5 66000
(2)A
(3) A 滑动变阻器短路
(4) 做功
(5) 44000
(6)不要同时使用大功率用电器、不 要用湿手碰开关、有金属外壳的用电器要使用三脚插头等
【详解】(1)[1]从铭牌“消耗功率:110W”可知,彩色电视机的额定功率是110W。
[2]根据 ,彩色电视机的额定电流
[3]彩色电视机正常工作时间,电能
(2)根据可知,电能一定时,功率越小,工作时间越长。节能灯的功率最小,工作时间最长,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[1]电源电压保持不变,为使台灯变亮,所以电流要变大,根据可知,总电阻变小,所以滑动变阻器的电阻需变小,滑片应向A端移动。
[2]无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,说明滑动变阻器不能改变电阻,故障可能是滑动变阻器短路。
(4)[1]用电热水壶烧开水,是电流做功,通过做功的方式改变水的内能。
[2]标准大气压下水的沸点是100℃,温度变化
根据可知,水吸收的热量
(5)[1]由电路图可知,当开关S、S1都闭合时,R1和R2并联,此时电阻最小,根据可知,电热水壶处于高温挡。通电20s产生的热量
[2]当只闭合S时,只有R2工作,此时电阻较大,根据可知,电热水壶处于低温挡,根据可知,
当开关S、S1都闭合时,R1和R2并联,R1的功率
所以
那么
(6)安全用电的注意事项:不要同时使用大功率用电器、不 要用湿手碰开关、有金属外壳的用电器要使用三脚插头等。
27.新国标《电动自行车安全技术规范》中要求:电动自行车电池电压不超过48V。某品牌电动自行车的部分参数如下表所示:
整车质量
50kg
最高车速
蓄电池容量
充电效率
75%
若质量为60kg的小明骑行该车时,每个轮胎与地面接触的面积为,取,则该车行驶时对地面的压强为 Pa。当电动自行车显示电池电量为时,小明对其充电,充满电共耗电,小明认为该电动自行车超标,原因是电池电压为 V。
【项目拓展】
(1)电动自行车电池不能长时间充电,为了安全,小明设计了如图丙所示的定时自动充电器。当定时器中有电流通过时,就会停止充电。下面说法正确的是( )(填字母)。
A.定时器与充电器串联
B.充电时定时器在电路中相当于一根导线
C.停止充电时充电器在电路中处于被短路状态
D.如果在处安装一个开关,断开此开关则停止充电
(2)小明想在自家的车库内充电,发现车库内只安装了电灯,没有插座,于是小明想在如图丁所示的原有线路上安装一个双孔插座,应安装在 (填“”“”或“”)之间。
【答案】 1.1×105 60 C ac
【详解】[1]电动自行车对地面的压力等于人和车的总重力,即F=G总=(m人+m车)g=(60kg+50kg)×10N/kg=1100N
受力总面积S=2×50cm2=100cm2=10-2m2
所以该车行驶时对地面的压强
[2]电动自行车的电量由80%增加到100%,增加了20%,充入电池的电量为W=0.32kW·h×75%=0.24kW·h=8.64×105J
蓄电池实际储存的电能W满=5W=5×8.64×105J=4.32×106J
由于电池的容量不变,所以W满=UIt=U×20A×3600s=4.32×106J
得到U=60V。
(1)[3]A.由电路图可知,定时器与充电器并联,故A错误;
B.充电时定时器中不能有电流通过,所以定时器在电路中相当开路,故B错误;
C.当定时器中有电流通过时,充电就会被断开,将充电器短路,使充电器不能工作,故C正确;
D.如果在b处安装一个开关,断开此开关,由于定时器与充电器并联,则充电器仍然连入电路,故充电器不会停止充电,故D错误。
故选C。
(2)[4]插座按照左零右火接线,故左边接在c处,因为开关只控制灯泡,故右边接在a处,应安装在ac之间。
28.盾构机能实现全自动挖掘隧道,是名副其实的大国重器。20世纪50~90年代,我国盾构机技术处于依赖进口阶段,经过几代科技工作者的努力,中国已是全球盾构机科技的领先者。如图,盾构机的结构可分为三大部分,前面是刀盘,中间是传送带与输送机,后面由隧道管片架收尾。
(1)刀盘是一个布满刀片的巨大圆形钢盘,不停地旋转切割,工作时可以根据不同的地质情况切换合适的刀片。刀片通常由钨钢材料制成,因为钨钢具有较强的______;
A.硬度 B.导电性 C.弹性 D.磁性
(2)刀盘后面有一排液压千斤顶,使刀盘能够向前推进。在不断推进与震动下,旋转的刀盘带动密集锋利的刀片,源源不断地剥落碎石泥土,再由输送机把挖出来的碎石泥土传送至后面的传送带。若输送机每分钟可排出2m3的泥土,10分钟内将排出的泥土提升30m,需要克服泥土的重力做功为 J;(ρ泥土=1.8×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)研究表明:增加刀盘的直径在一定程度上可提高盾构机的工作效率。比如:面积的增加意味着在相同的时间和转速下,能够切削更多的土体,从而加快隧道挖掘的进度。但刀盘直径并非越大越好,请从物理角度分析,当刀盘直径过大时会带来哪些不良影响: ;(写出一条即可)
(4)某刀盘的直径16.07m,以0.8m/s的速度匀速转动。从物理学的角度看,刀盘的运动状态是在不断改变的,这样判断的理由是 ;
(5)刀盘的转动通过电动机来驱动,可使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。物理小组的同学模拟驱动电机设计了一个电路,只需再添加一根导线,就可以使电动机在人的操作下既能正转,也能反转。请在图中用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(6)电动机带动刀盘切割时噪声很大,写出一条减弱噪声的合理措施: 。
【答案】(1)A
(2)1.08×107
(3)见详解
(4)见详解
(5)
(6)见详解
【详解】(1)为便于在硬岩地层进行挖掘,盾构机的刀盘一般采用硬度较大的材料制成。
故选A。
(2)由可得,每分钟排出泥土的质量m泥土=ρ泥土V=1.8×103kg/m3×2m3=3600kg
每分钟排出泥土的重力G泥土=m泥土g=3600kg×10N/kg=3.6×104N
10min克服泥土重力做的功W=G泥h=3.6×104N×30m×10=1.08×107J
(3)当刀盘直径过大时在相同的时间和转速下,能够切削更多的土体,需要盾构推进机的功率更大。
(4)某刀盘匀速转动时,刀盘的运动方向一直在改变,所以刀盘的运动状态是在不断改变的。
(5)电动机在人的操作下既能正转,也能反转,这表明不同的开关闭合时,通过电动机的电流方向是不同的,故要利用两个单刀双掷开关来改变电路中的电流方向,电路图如图所示:
(6)电动机带动刀盘切割时噪声很大,戴防噪耳塞可以减弱噪声。
29.人们常用试电笔来辨别照明电路中的火线和零线,试电笔内串联有一个电阻值很大的高值电阻,已知某试电笔内高值电阻为兆欧,人通常的电阻为2200欧,安全电流为10毫安,灯泡的电阻约为200欧。
(1)以上两图中符合安全用电原则的是 图;
(2)如图甲,开关闭合时,某同学正在使用该试电笔测试A点,计算此时通过该同学身体的电流。
【答案】(1)甲
(2)
【详解】(1)为了用电安全,开关要接在火线与灯之间,断开开关时可以切断火线,防止触电。所以符合安全用电原则的是甲图。
(2)使用该试电笔测试A点时,人体、高值电阻串联,则通过该同学身体的电流
30.
(1)将三孔插座和灯泡、开关接入家庭电路中。
(2)生活中使用的电饭锅是利用电流的 效应工作的,家庭中的电灯、电冰箱等用电器大多是 (选填“串”或“并”)联在电路中的。大功率用电器一般不同时使用,是为了避免因 (选填“总功率过大”或“发生短路”)而造成家庭电路中电流过大。
(3)为了防雷,高压输电线路安装了用 (选填“导体”或“绝缘体”)材料做成的避雷线。
【答案】(1)
(2) 热 并 总功率过大
(3)导体
【详解】(1)家庭电路中,三孔插座需要“左零右火,上接地”接入电路中;灯泡在连接火线之前需要先接开关,再由灯泡接零线,如下图所示:
(2)[1]电饭锅是利用电流的热效应工作的,工作时消耗电能转化为内能。
[2]电灯、电冰箱在使用时互不影响,是并联在电路中的。
[3]为了避免因总功率过大而造成家庭电路中电流过大,大功率用电器一般不同时使用。
(3)为了防雷,高压输电线路安装了用导体材料做成的避雷线,防止雷直接击到输电线上,这两条线一般与铁塔相连,将电流引入大地。
31.冬季房间温度较低,小张的爸爸购买了一台电油汀加热器,给房间提供热量。如图甲所示,其原理是通过电热管加热腔体内的导热油,然后热油在腔体内循环,把热量通过散热片散发到空气中。
(1)小张阅读了使用说明书,结合安全常识,准备使用加热器。下列说法不合理的是( )
A.用导热油而不用水的原因是油升温快
B.使用三脚插头主要是为了防止使用时脱落
C.在加热器周围加装隔热材料是为了防止烫伤
D.为了防止空烧起火,加热器设置了防倾倒功能
(2)小张发现该加热器具有调温功能,达到设定温度后整个电路会自动断开,该温控开关应安装在图乙中 (选填“A”、“B”或“C”)点。
(3)小张将加热器开到高温挡加热,但是制热也比较慢,猜想可能是加热器的实际功率过低。于是用如图丙所示的电能表进行测量,在3min内,电能表指示灯闪烁了162次,imp为闪烁次数,则加热器的实际功率为 W。
(4)小张估算在连续使用8小时加热器时,理论上将消耗16度电,为了更节能地使用加热器,请你提出一条省电技巧: 。
【答案】(1)B
(2)A
(3)1800
(4)见解析
【详解】(1)A.导热油比水的比热容小,在相同加热功率下,导热油升温更快。因此,用导热油而不用水的原因是油升温快,故A不符合题意;
B.三脚插头的主要作用是接地,防止漏电时外壳带电,而不是防止插头脱落。故B符合题意;
C.加热器工作时表面温度较高,加装隔热材料可以防止用户触碰时烫伤,故C不符合题意;
D.防倾倒功能可以在加热器倾倒时自动断电,防止空烧引发火灾,故D不符合题意。
故选B。
(2)温控开关的作用是当温度达到设定值时断开电路,停止加热。因此,温控开关应安装在加热器的电源干路中,以便控制整个加热器的通断。 A点:电源输入端,适合安装温控开关。 BC点:在电路的分支,不能控制整个电路,温控开关应安装在 A 点。
(3)计算消耗的电能
则加热器的实际功率为
(4)开一段时间后关闭电源,用余温保持房间暖和(或先开高温挡,后调为低温挡)。
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第19章 生活用电(综合题30道)
1.空调、台灯是家庭中常用电器。
(1)上海地区家庭电路的电压为 伏,空调与台灯的连接方式是 (选填“A.串联”或“B.并联”),当它们正常工作时,通过台灯的电流 (选填“A.大于”或“B.小于”)通过空调的电流。
(2)【不定项】当家中开启的用电器增加时,则电路中的( )
A.总电压变大 B.总电阻变大 C.总电流变大
2.如图所示,家庭电路中的同一个插排上连接了多个大功率用电器。
(1)用电器所接电压是 V,用电器间的连接方式是 ;在日常生活中,不宜同时使用这些用电器,防止因 过大造成电路中电流过大,因电流的 效应而引发火灾。
(2)请按照家庭电路安全用电原则,将家用插排正确连接到电路中 。
3.小明在使用插线板时发现:插线板上的开关断开时,指示灯不发光,插孔断电:开关闭合时指示灯发光,插孔通电:如果指示灯损坏,开关闭合时插孔照样可以通电。请按上述要求用笔画线代替导线将插线板内部电路中的缺失部分补画完整 。家用电能表如图2所示,能接入电路中用电器的最大总功率为 W。若家中仅有电饭锅工作,内电能表指示灯闪烁了300次,电饭锅在这段时间内消耗的电功率为 W。
4.小明家的客厅中有一台电视机、一盏吊灯。其中电视机接入墙上的插座中,吊灯由一个开关单独控制,如图所示。
(1)请用笔画线表示导线,将吊灯和开关、插座接入家庭电路中 。
(2)小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮,这主要是因为 。
(3)小明家参与了长春市“地球一小时”活动,熄灯是通过减少 的方法来节约电能的。在熄灯一小时的时间里,共节省了的电能,这些电能可供的灯泡正常工作 。
5.小明家新购买的电热水壶(如图),其部分参数如表所示。
型号
×××
额定电压
220V
额定功率
1000W
额定容量
2.0L
(1)电热水壶的电源线粗而短,因此电阻较 ,产生热量较 ,使用时更加安全。
(2)小明在壶中加入额定容量的初温为25℃的水,把电热水壶插进插座,闭合开关,突然家里的用电器都不工作了,请写出可能的两个原因:① ;② 。
(3)排除故障后,小明继续实验,将壶中水加热到沸腾,从理论上讲,需要多长时间?实际所用时间大于理论时间,可能是由什么原因造成的?请写出两条。已知烧水时气压为1个标准大气压 ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)
6.在校园中学习离不开电。
(1)学校电路和家庭照明电路的电压相同,均为 V。开灯后老师又打开了教学一体机,此时教室电路中的等效电阻将
A.变大 B.不变 C.变小
(2)教学一体机的工作原理是从显像管尾部的热灯丝发射出来的电子,高速撞击在荧光屏上,荧光屏发光,则在显像管内电流方向为 (选填“A.从荧屏到灯丝”或“B.从灯丝到荧屏”)。教学一体机的额定功率是300W,正常工作2h,消耗的电能是 kW·h。
(3)【不定项】在我校科技节活动中,物理兴趣小组设计了一个地磅模型,地磅内部简化电路,如图所示。其工作原理是车辆开到地磅上会压缩弹簧(弹簧处于弹性限度内)引起滑片P移动,当电路电流(为某一定值)时,电路中电铃会发出警示声(电铃电阻忽略不计),表明车辆超重了。为保护电阻,电源电压不变。下列说法正确的是( )
A.地磅上的压力增大时,电路总功率增大
B.地磅上的压力减小时,电压表的示数增大
C.地磅上的压力减小时,电路中的电流减小
D.地磅上的压力增大时,电压表与电流表示数之比减小
如图所示为一辆油电混合动力汽车,其内部有发动机与电动机,能实现双重驱动。当动力电池电量不足时,可通过充电桩或发动机充电,减速制动时还能带动电动机反转回收能量,高效环保。请根据以上内容,完成下面小题。
7.如图是某汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩是 联的;充电时,蓄电池相当于电路中的 ;
8.当汽车以发动机为动力行驶时,仪表指示发动机转速为3000r/min,则发动机每秒对外做功 次。在制动减速时,驱动轮带动电动机反转,把机械能转化成了 能,实现了对动力电池的充电,增加续航里程。
9.图甲是小明家安装的即热式热水器,具有高、低温两挡加热功能,低温挡功率为5500 W,内部等效电路如图乙所示,R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温挡淋浴时,水的初温是20℃,淋浴头的出水温度为40℃,淋浴 20 min 共用水 100 kg。[c水=4.2×10³J/(kg·℃)]
(1)同时闭合开关和时, R1与R2 (选填“串联”或“并联”)接入电路,热水器处于 挡。
(2)求热水器利用低温挡正常工作20 min所消耗的电能。
(3)求热水器用高温挡淋浴 20 min时水所吸收的热量。
(4)善于观察的小明发现,电热水器的电源线与手机充电器的充电线相比有两个不同特征,一是电热水器的电源线较粗,二是电热水器的电源线上使用的是三脚插头。请你选择其中一个特征,并从安全用电的角度分析其设计理由。(要求先写出选择的特征,再具体分析说明)
10.电为人类赋能,安全用电是前提,规范用电是保障
(1)我国照明电路中用电器正常工作的电压为 V,用电器之间是 连接的(“串联”或“并联”);小李养成了随手关灯的习惯,某盏灯关闭后其电阻将 (“变大”“不变”或“变小”)。
(2)某导体两端的电压为6V,通过的电流为0.3A,当导体两端电压为12V时,其电阻为 ;如果通过该导体的电流为0.5A,则导体两端电压为 V。
(3)微波炉正常工作时的电流约为( )
A.0.1A B.0.5A C.5A D.20A
(4)汽车的四个车门中只要有一个门没有关好(相当于一个开关断开),指示灯就会发光。下列电路图中能实现上述目标的是( )
A. B. C. D.
11.(1)请将图中的空调专用插座正确地接入家庭电路中。
(2)如图所示的是某同学家上个月月初和月末电能表的示数,则他家上个月总共用电 kW·h。
(3)如图所示的是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
①实验中通过 来反映电流通过电阻产生热量的多少;
②为了在较短的时间内达到明显的实验效果,烧瓶中的液体应选用 (选填“水”或“煤油”);
③如果用该装置探究物质的吸热能力,两电阻丝的阻值应 (选填“相等”或“不相等”)。
12.图1是验电器的使用,图2是某家用电能表的表盘,请根据安全用电原则回答下列问题。
(1)为防止触电事故的发生,在家庭电路中,安装电路之前,必须要使用测电笔判断火线和零线,如图1甲、乙所示使用测电笔的两种方法,正确的是 ;带有金属外壳的用电器使用三脚插头,是为了使用时让金属外壳 ;如果站在地上的人不小心接触了 线,电流经过人体流入大地,这时 (选填“空气开关”或“漏电保护器”)会迅速切断电流,对人体起到保护作用。
(2)图2中电能表表盘上显示已用电 ,该家同时工作的用电器的总功率不能超过 W。将某用电器单独接在该表上20min,电能表指示灯闪烁400次,该用电器的实际功率为 W。
13.小意家有一款智能加湿器(图甲),可根据环境自动调节功率。小意翻阅说明书了解到以下信息:①加湿器使用时的相关注意事项。②加湿器电路主要由雾化器、湿度传感器、指示灯组成,其简化电路如图乙所示。③部分参数如图丙所示,④湿度传感器的电阻值随环境湿度变化关系如图丁所示。
额定电压
220V
雾化器电阻
500Ω
额定加湿量
150mL/h
水箱最大容积
2L
水箱最小容积
0.5L
丙
(1)下列使用方法中,不符合安全要求的是_________;
A.加湿器应使用三孔插座,确保外壳接地
B.加水时可超最高水位线,以延长使用时间
C.加湿器应远离插排,避免水雾引发短路
D.清洗加湿器前需拔掉电源线,防止触电
(2)小意使用时发现,当水低于最低水位后,雾化器会自动停止工作,但指示灯会继续提示加湿器为通电状态。小意查询到这是一种电极式传感保护器,当水位低于设定时,电路断开。则保护器的位置应该放在乙图中哪个点位 (选填“A、B、C、D、E、F”)
(3)小意睡觉时使用该加湿器,随着室内湿度的增加,加湿器的工作功率怎样变 ;
(4)在使用中,若环境湿度从60%升至80%时,加湿器的实际功率变化了 W。
14.毛毛家买了一台储水式电热水器。外观如图甲所示,图乙是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的,里面有两个通到外部的水管,是热水出水管,是冷水进水管。和是两个外层包有绝缘材料的电加热管。
(1)电热水器是利用电流的 效应工作的。
(2)电热水器要使用三脚插头,是为了使电热水器的金属外壳与 相连。
(3)若该电热水器加热时最高温挡的功率为2000W,毛毛家墙上的插座允许通过的最大电流为12A,则此插座能否满足该电热水器正常使用? 。
(4)电热水器将体积为20L,温度为的水加热到,若热水器的功率为2000W,用时5000s,则该热水器的效率为 。
(5)电热水器面板上有两个控制开关,两个电加热管分别用、表示,要求单独控制,单独控制,两个开关同时闭合时与同时加热。请你在图丙中,用笔画线代替导线,补全开关控制电加热管的电路,且符合安全用电的原则 。
15.电能被誉为点亮人类生活的能源之光,为人类生活带来了动力、温暖、光明和快乐。
(1)如图所示是小明家所在小区楼道的电路设计示意图,利用声控开关和光控开关控制电路,使得只有在天黑且有声音时灯才亮,该小区楼道外车棚处还安装了三孔插座供电动自行车充电,与楼道灯互不影响,请你用笔画线代替导线完成如图所示的电路。(导线不得交叉)
(2)小明家有一个铭牌模糊的电热扇。为了测量电热扇的功率,他关闭家里其它用电器,让电热扇正常工作6min,电能表的指示灯闪烁320次,求该电热扇的额定功率为多少kW。
16.如图所示是家庭生活用电的几个场景。
(1)如图甲所示,将测电笔笔尖与相线(220V)接触,手抵金属帽,氖管 。若笔内电阻为,尽管其余电阻未知,也可判断出通过人体的电流不会超过 A。
(2)干燥人体的电阻约为,当人的两手分别接触一节干电池(1.5V)的两极时,通过人体的电流约为 A,人体没有危险。
(3)如图乙所示,在正常情况下电流从相线流经电灯再流向中性线的过程中处处相等。若某人不小心触碰到相线裸露处,导致,当漏电保护器检测到两进户线电流不等时,会自动 电路。
17.现代新房装修体现了多项时代特色,如图甲卫生间安装智能马桶,电路结构如图乙所示。图表为这种马桶的相关参数。
项目
内容
适应水压
0.2﹣0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)智能马桶具有坐垫加热功能,坐垫加热原理是电流的 效应;为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装 (选填“漏电保护器”或“保险丝”)。小谢想实现调控温度的恒温马桶,将定值电阻改装为 (选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制作的热敏电阻;
(2)水通过进水管进入水箱,随着水位的上升,出水管阀门表面的压强会逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”),马桶内部有个存水弯管,实质是一个 ,可以有效防止臭味散发。某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则此配水房提供的水压应不低于 Pa;
(3)当S1闭合,S2接b时,马桶的设置为 (选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”);若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,则相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比为 。
18.小明家正在进行新房装修,遇到一些生活用电类的问题,学习完初中电学知识后,小明根据自己学到的知识进行了如下操作,让我们一起按要求完成下列小题。
(1)小明家需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯,他设计了下列图片所示的电路,其中:S1、S2分别为一楼、二楼的开关(都是单刀双掷开关),要求拨动其中任意一个开关,都能改变电灯原来发光或熄灭的状态。四个电路中,能满足小明对楼梯灯的控制目的且符合用电安全原则的最佳方案是 。
A. B.
C. D.
(2)如图是某款带LED指示灯的开关。小明想用该开关控制一个“220V18W”的节能灯,已知:开关断开时,LED指示灯不亮,节能灯不工作;开关闭合时,LED指示灯亮,节能灯正常工作;若LED指示灯损坏,节能灯仍能在开关闭合时正常工作。请在图中画出符合安全用电要求的电路。
19.在学科实践课上,某小组开展了“台灯的内部结构及安全隐患”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容。
【项目分解】
a.台灯的内部结构 b.台灯的安全隐患
【项目实施】
(1)该款台灯的灯泡与光敏电阻串联,可以根据周围环境亮度,自动调节灯泡亮度,关于电学中各种材料的特点及用途,下列说法正确的是________。
A.光敏电阻的材料是半导体,其导电性介于导体和绝缘体之间
B.芯片、集成电路等用的是超导体材料
C.远距离输电如果使用超导体,可以大大减少传输过程中电能的损耗
D.电饭锅中加热用的电热丝,用超导体会更好
(2)在家庭电路中,触电事故通常是人体直接或间接与 (选填“相线”或“中性线”)接触所造成的。图乙是台灯(图丙)的电路图,使用时,应将台灯插头的C、D两脚中的 与图甲中插孔B连接,这样在断开台灯开关的情况下,手接触台灯的接点M时才不会触电。
(3)开关中两根导线的线头相碰 (选填“会”或“不会”)造成空气开关跳闸。
(4)若台灯的金属外壳与相线相连,站在地面上的人不小心接触了金属外壳,该人体的电阻为,人与地面、电线等的接触电阻为,电路中安装了规格如下表所示的漏电保护器,该漏电保护器 (选填“能”或“不能”)及时断开电路。
动作电流I
30mA
动作时间t
(5)漏电保护器的试验电路,由一个试验开关S与电阻R组成,闭合试验开关S就能模拟漏电情形,试验电路的连接符合要求的是________。
A. B. C. D.
20.蒸汽电熨斗是利用灼热水蒸气不断接触衣物,软化衣物的纤维组织,通过熨烫动作,使衣物平整顺滑。如图甲所示为一款有高温、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图,R1、R2为电热丝,低温挡额定功率为800W。
(1)将蒸汽电熨斗的三脚插头插入三孔插座中,这样做可以让蒸汽电熨斗的外壳与插座中的 线相连,防止发生触电事故;家庭电路中保险丝熔断后, (选填“能”或“不能”)用细的铜丝代替;
(2)某次,只让蒸汽电熨斗接入家庭电路中并在高温挡正常工作,5min内,如图乙所示的电能表转盘转动了,则蒸汽电熨斗高温挡额定功率是多少?
(3)电热丝R1、R2的阻值是多少?
21.如图甲为冬季家庭取暖常用的电暖气,接通电源后,腔体内的电热管将周围的导热油加热后温度快速上升,高温导热油沿散热管或散热片对流循环,并通过腔体壁表面将热量散发出去,从 而加热空间环境,电暖器有“高温、中温、低温”三个挡位。
(1)电暖气内部充入的是比热容 (选填“大”或“小”)的导热油。
(2)电暖气的电源线插头是 脚插头;电暖气工作时,与其他用电器是 联的。
(3)图乙为某电暖气的简化电路原理图,已知电阻R1=44Ω,R2=88Ω。闭合开关 电暖气在低温挡位工作;电暖气在高温挡位正常工作30min,消耗的电能为 kW∙h。
(4)电暖气在工作时,图乙电路中导线的A点应与家庭电路中的 线相连。
22.如图所示是小欣家的电热饮水机,如表及图示是该电热饮水机说明书的一些数据额电路原理图,该饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S控制)。
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热时的功率
400W
保温时的功率
40W
(1)你认为该电热饮水机应该选用两孔插座还是三孔插座,为什么?
(2)R2的阻值;
(3)若正常工作时,该电热饮水机加热的效率为90%,将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间?
23.现代新房装修体现了多项时代特色,如图甲卫生间安装智能马桶,电路结构如图乙所示,图表为这种马桶的相关参数。
项目
内容
适应水压
0.2﹣0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)智能马桶具有坐垫加热功能,坐垫加热原理是电流的 效应;为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装 (选填“漏电保护器”或“保险丝”)。小谢想实现调控温度的恒温马桶,将定值电阻改装为 (选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制作的热敏电阻;
(2)当S1闭合,S2接b时,马桶的设置为 (选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”);若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,则相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比为 。
24.小军家中已有一台1200 W的空调机,但小军的父亲想再添置一台1000 W的空调机。小军对家中其他用电器的情况进行了调查,记录如下。
用电器
照明灯
电视机
洗衣机
电冰箱
电饭煲
微波炉
额定功率
40 W
100 W
150 W
100 W
750 W
900 W
数量
8盏
1台
1台
1台
1台
1台
闸刀开关上保险丝的熔断电流为20 A
电能表上标有“220 V ”
(1)试通过计算说明在小军家中原有电路上再安装这样一台空调机是否安全。
(2)为保证小军家能安装并正常使用这台空调机,请你从安全用电的角度帮助小军提出合理的解决方法。
25.学习了家庭电路后,小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”。
(1)家庭电路中“超负荷”是指家庭用电器的 过大,这时电路中的 也跟着过大。
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座。后来电工师傅换了一个如图甲所示的带开关的插座后,只要拨动下开关就可以断开电了。小明仔细观察了图甲所示的插座后,很快就在纸上画出了图乙所示的插座背面接线示意图。开关连接在 (选填“相”或“中性”)线和插座之间,图乙中最上面的一根线应该是 (选填“相”或“中性”)线,两孔插座与三孔插座是 联的。
(3)要利用图丙所示的电能表来估测电饭煲的电功率,小明首先断开家中所有用电器,再将一个电饭煲接入电路正常工作。小明发现电能表的转盘转过24转所需的时间刚好为,则这段时间消耗的电能是 J,电饭煲额定功率是 W。
26.在学习了电学相关知识后,小彭对身边的用电器产生了浓厚的兴趣。
(1)某彩色电视机的铭牌如图所示,其额定功率为 W,额定电流是 A。当它正常工作时,10min内消耗的电能为 J。
(2)1kW·h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是( )
A.节能灯 B.电饭煲 C.电视机 D.电烤箱
(3)某调光台灯简化电路图如图所示,电源电压保持不变。为使台灯变亮,滑片应向 端移动(选填“A”或“B”)。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是 。
(4)使用电热水壶把水烧开的过程是通过 的方式改变了水的内能,若1kg的水从20℃被加热至刚好沸腾,水吸收的热量为 J。(J/(kg·℃))
(5)一款电热水壶的简化电路如图所示。如表所示是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变,R1和R2为发热电阻。当开关S、S1均闭合时,通电20s电热水壶产生的热量是 J,电阻R1和R2阻值之比是 。
额定电压
220V
额定功率
高温挡
2200W
低温挡
440W
(6)结合生活经验,写出一条安全用电的注意事项: 。
27.新国标《电动自行车安全技术规范》中要求:电动自行车电池电压不超过48V。某品牌电动自行车的部分参数如下表所示:
整车质量
50kg
最高车速
蓄电池容量
充电效率
75%
若质量为60kg的小明骑行该车时,每个轮胎与地面接触的面积为,取,则该车行驶时对地面的压强为 Pa。当电动自行车显示电池电量为时,小明对其充电,充满电共耗电,小明认为该电动自行车超标,原因是电池电压为 V。
【项目拓展】
(1)电动自行车电池不能长时间充电,为了安全,小明设计了如图丙所示的定时自动充电器。当定时器中有电流通过时,就会停止充电。下面说法正确的是( )(填字母)。
A.定时器与充电器串联
B.充电时定时器在电路中相当于一根导线
C.停止充电时充电器在电路中处于被短路状态
D.如果在处安装一个开关,断开此开关则停止充电
(2)小明想在自家的车库内充电,发现车库内只安装了电灯,没有插座,于是小明想在如图丁所示的原有线路上安装一个双孔插座,应安装在 (填“”“”或“”)之间。
28.盾构机能实现全自动挖掘隧道,是名副其实的大国重器。20世纪50~90年代,我国盾构机技术处于依赖进口阶段,经过几代科技工作者的努力,中国已是全球盾构机科技的领先者。如图,盾构机的结构可分为三大部分,前面是刀盘,中间是传送带与输送机,后面由隧道管片架收尾。
(1)刀盘是一个布满刀片的巨大圆形钢盘,不停地旋转切割,工作时可以根据不同的地质情况切换合适的刀片。刀片通常由钨钢材料制成,因为钨钢具有较强的______;
A.硬度 B.导电性 C.弹性 D.磁性
(2)刀盘后面有一排液压千斤顶,使刀盘能够向前推进。在不断推进与震动下,旋转的刀盘带动密集锋利的刀片,源源不断地剥落碎石泥土,再由输送机把挖出来的碎石泥土传送至后面的传送带。若输送机每分钟可排出2m3的泥土,10分钟内将排出的泥土提升30m,需要克服泥土的重力做功为 J;(ρ泥土=1.8×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)研究表明:增加刀盘的直径在一定程度上可提高盾构机的工作效率。比如:面积的增加意味着在相同的时间和转速下,能够切削更多的土体,从而加快隧道挖掘的进度。但刀盘直径并非越大越好,请从物理角度分析,当刀盘直径过大时会带来哪些不良影响: ;(写出一条即可)
(4)某刀盘的直径16.07m,以0.8m/s的速度匀速转动。从物理学的角度看,刀盘的运动状态是在不断改变的,这样判断的理由是 ;
(5)刀盘的转动通过电动机来驱动,可使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。物理小组的同学模拟驱动电机设计了一个电路,只需再添加一根导线,就可以使电动机在人的操作下既能正转,也能反转。请在图中用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(6)电动机带动刀盘切割时噪声很大,写出一条减弱噪声的合理措施: 。
29.人们常用试电笔来辨别照明电路中的火线和零线,试电笔内串联有一个电阻值很大的高值电阻,已知某试电笔内高值电阻为兆欧,人通常的电阻为2200欧,安全电流为10毫安,灯泡的电阻约为200欧。
(1)以上两图中符合安全用电原则的是 图;
(2)如图甲,开关闭合时,某同学正在使用该试电笔测试A点,计算此时通过该同学身体的电流。
30.
(1)将三孔插座和灯泡、开关接入家庭电路中。
(2)生活中使用的电饭锅是利用电流的 效应工作的,家庭中的电灯、电冰箱等用电器大多是 (选填“串”或“并”)联在电路中的。大功率用电器一般不同时使用,是为了避免因 (选填“总功率过大”或“发生短路”)而造成家庭电路中电流过大。
(3)为了防雷,高压输电线路安装了用 (选填“导体”或“绝缘体”)材料做成的避雷线。
31.冬季房间温度较低,小张的爸爸购买了一台电油汀加热器,给房间提供热量。如图甲所示,其原理是通过电热管加热腔体内的导热油,然后热油在腔体内循环,把热量通过散热片散发到空气中。
(1)小张阅读了使用说明书,结合安全常识,准备使用加热器。下列说法不合理的是( )
A.用导热油而不用水的原因是油升温快
B.使用三脚插头主要是为了防止使用时脱落
C.在加热器周围加装隔热材料是为了防止烫伤
D.为了防止空烧起火,加热器设置了防倾倒功能
(2)小张发现该加热器具有调温功能,达到设定温度后整个电路会自动断开,该温控开关应安装在图乙中 (选填“A”、“B”或“C”)点。
(3)小张将加热器开到高温挡加热,但是制热也比较慢,猜想可能是加热器的实际功率过低。于是用如图丙所示的电能表进行测量,在3min内,电能表指示灯闪烁了162次,imp为闪烁次数,则加热器的实际功率为 W。
(4)小张估算在连续使用8小时加热器时,理论上将消耗16度电,为了更节能地使用加热器,请你提出一条省电技巧: 。
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