一、选择题
1.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( ) A.使用测电笔时,手不能接触笔尖金属体,防止触电 B.用电器的金属外壳不用接地线
C.家庭电路中,插座和各用电器之间是串联的
D.家里的空气开关跳闸了,一定是电路中的总功率过大A 解析:A 【分析】
(1)使用测电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,不能与笔尖金属体接触。 (2)有金属外壳的家用电器,金属外壳一定接地,防止外壳漏电,发生触电事故。 (3)家庭电路中各用电器是并联的。
(4)家庭电路中电流过大的原因:短路或用电器总功率过大。
A.使用测电笔时,手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触电线,手不能接触笔尖金属体,否则会触电,故A正确;
B.家用电器的金属外壳要接地,防止金属外壳漏电,发生触电事故,故B错误; C.家庭电路中,插座和各用电器在工作时互不影响,则它们之间是并联的,故C错误; D.家庭电路中出现了空气开关“跳闸”,可能是短路引起的,也可能是用电器的总功率过大引起的,故D错误。 故选A。 【点睛】
本题主要考查学生对安全用电知识、触电的应急措施的了解与掌握,加强用电安全意识,学会自我保护。
2.小明同学在家里将一个台灯插头插入墙上的插座。闭合台灯开关的瞬间,家里的空气开关“跳闸”了。对此现象的分析,可能性最大的是( ) A.台灯的插头处导线相碰造成短路 C.台灯的开关里导线相碰造成短路 解析:B
AC.若是台灯的插头处导线相碰造成短路或者台灯的开关里导线相碰造成短路,那么当插头插入插座时,空气开关就会跳闸,而不会等到闭合开关的瞬间再跳闸,故AC不符合题意;
B.若台灯的灯座内导线相碰造成短路,闭合开关的瞬间相当于火线和零线不经用电器之间相连,此时电流会过大,空气开关会跳闸,故B符合题意;
D.台灯的功率一般不会超过100W,所以台灯不会造成电路的总功率过大,故D不符合题意。 故选B。
3.如图为试电笔的结构图,下列说法正确的是( )
B.台灯的灯座内导线相碰造成短路 D.台灯造成电路的总功率过大B
A.试电笔与手接触的部分必须都是绝缘体
B.使用试电笔时,若氖管发光,说明接触处与零线是连通的 C.使用试电笔验电时,手不能接触笔尖 D.试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电C 解析:C
A.试电笔与手接触的部分必须都是导体,故A错误;
B.使用试电笔时,若氖管发光,说明接触处与火线是连通的,故B错误; C.使用试电笔验电时,笔尖接触的可能是火线,手不能接触笔尖,故C正确; D.试电笔可用来辨别火线和零线,不能测试物体是带正电还是带负电,故D错误。 故选C。
4.“珍爱生命、注意安全”是同学们日常生活中必须具有的意识,下列做法符合安全用电原则的是( )
A.甲图,用湿手把电饭煲的三脚插头拔下来 B.乙图,熔断后的保险丝用铜丝或铁丝代替 C.丙图,多个大功率用电器同时用一个插座 D.丁图,用试电笔辨别火线和零线的操作方法D 解析:D
A.不能用湿手接触金属带电体,易发生触电事故,故A项不符合题意;
B.保险丝用电阻率大,熔点低的铅锑合金制成,不能用铜丝或铁丝代替,故B项不符合题意;
C.多个大功率用电器同时使用时,电流过大,易形成火灾,故C项不符合题意; D.使用试电笔时,用手触及试电笔尾端的金属部分,笔尖接触电线,氖管发光的为火线,不发光的为零线,故D项符合题意。 故选D。
5.如图,下列有关生活用电的说法正确的是( )
A.图甲,若保险盒内熔丝熔断后,可以用铜丝或者铁丝代替 B.图乙,试电笔在使用过程中手不能触碰笔尾金属体
C.图丙,三脚插头中接外壳的那个“脚”较长,目的是将用电器金属外壳先接地 hC D.图丁,该电能表表盘上的示数表示该户截止目前消耗的总电能为 9316 kW·解析:C
A.在其他条件相同时铜丝或铁丝的电阻小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,则铜丝或铁丝不会熔断,起不到保险的作用,所以不能用铜丝或者铁丝代替保险丝,故A错误;
B.使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,才能辨别出火线或零线,但手不能接触笔尖金属体,否则会发生触电事故,故B错误;
C.当三脚插头插入三孔插座时,三脚插头中较长的插脚能把用电器的金属外壳先接地;拨出时,电器的金属外壳后离开地线,可防止漏电时发生触电事故,故C正确;
D.由图丁可知,电能表表盘上的数字为13625,最后一位是小数,单位是kW•h,所以电能表的读数为1362.5kW•h,即该用户截止目前消耗的总电能为1362.5kW•h,故D错误。 故选C。
6.下列关于我国家庭电路的说法中错误的是( ) A.电路中的电能表用来计量家中所有用电器的总功率 B.接在家庭电路中的电冰箱和电饭锅是并联连接的 C.使用试电笔检查家庭电路时,手应接触笔尾金属体 D.空气开关“跳闸”时,可能是电路发生短路引起的A 解析:A
A.电路中的电能表用来计量家中所有用电器消耗的总电能的,故A错误,符合题意; B.接在家庭电路中的电冰箱和电饭锅都可以单独工作,它们之间是并联的,故B正确,不符合题意;
C.使用试电笔检查家庭电路时,手必须接触笔尾金属体,才能在接触火线时构成闭合回路,使氖管发光,从而辨别火线和零线,故C正确,不符合题意;
D.空气开关“跳闸”时,可能是电路发生短路引起的,也可能是电路过载引起的,故D正确,不符合题意。 故选A。
7.学习家庭电路相关知识后,小明对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是( )
A.图中所有元件的连接都符合安全用电要求 B.A、B两点间电压为0V
C.站在地上的人接触A点,保险丝会熔断 D.使用洗衣机时应选择插座CD 解析:D
A.在灯的安装及开关的连接中,火线先接开关,再接入灯泡,所以灯L1接法错误;故A错误;
B.火线与地线间的电压为220V,故B错误;
C.站在地上的人接触A点接触了火线,会有电流经人体流向大地,人会触电,保险丝不会熔断,故C错误;
D.使用洗衣机时应选择插座C,把洗衣机外壳与大地接通,避免因意外漏电对人身产生伤害,故D正确。 故选D。
8.在日常生活中,符合安全用电常识的做法是: A.用湿布擦电灯
B.有金属外壳的家用电器,金属外壳要接地 C.在电线上晾晒衣服
D.保险丝烧断后可用铜丝代替保险丝B 解析:B 【解析】
A、用湿布擦灯具,水是导体,会使人触电,故A错误;
B、有金属外壳的家用电器外壳与大地相连接,如果家用电器内部火线绝缘皮破损或失去绝缘性能,致使火线与外壳接通,外壳就带电,人体接触外壳等于接触火线,就会发生触电事故;如果把外壳用导线接地,即使外壳带了电,电流也会从接地导线流走,人体接触外壳就没有危险,故B正确;
C、湿衣服是导体,当把湿衣服晾在电线上时,一旦漏电,人接触衣服时会发生触电事故,故C错误;
D、保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的,当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用,如果用铜丝代替,因铜丝的熔点高,就起不到保护电路的作用,故CD错误. 故选B.
9.我们的学习和生活都离不开电,下列各种做法中,正确的是( ) A.在高压输电线附近放风筝
B.使用电冰箱时金属外壳须接地
C.将湿衣服晾在输电线上 解析:B
D.使用测电笔时手不接触笔尾金属体B
A.在高压输电线附近放风筝,风筝线有可能会接触到高压输电线,可能会造成触电事故,A错误;
B.电冰箱是大功率用电器,为了防止人体触电,电冰箱外壳须接地,B正确; C.将湿衣服晾在输电线上,有可能会造成触电事故,C错误; D.使用测电笔时手要接触笔尾金属体,才能正常使用,D错误; 故选B。
10.下列关于安全用电原则中,说法不正确的是
A.不接触低压带电体,不靠近高压带电体 B.更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关 C.保险装置、插座、导线、家用电器等,发现故障时再进行更换 不损坏绝缘层C 解析:C
A.不接触低压带电体,不靠近高压带电体,符合安全用电原则,说法正确,不符合题意;
B.更换灯泡、搬动电器时容易碰到金属部分,切断电源可以保证金属部分不带电,符合安全用电原则,说法正确,不符合题意;
C.保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换,以防短路或断路,此项说法不正确,符合题意;
D.弄湿用电器,损坏绝缘层会造成人体直接或间接与火线接触,从而造成触电事故,此项说法正确,不符合题意; 故选C。
D.不弄湿用电器,
二、填空题
11.使用试电笔辨别火线和零线时,手应接触________的金属体(选填“笔尾”或“笔尖”);某电能表的表盘标有“2202V 10(30)A 50Hz\" 的字样,则该电能表所在电路的总功率不能超过________W。笔尾6600 解析:笔尾 6600
[1]使用试电笔辨别火线和零线时,手要接触笔尾金属体,千万不要接触笔尖金属体。 [2]电能表在220V电路中使用,最大额定电流不能超过30A,电能表所在电路的最大功率为
P=UI=220V×30A=6600W
12.入冬以来,各地因为不安全用电引起的火灾事故明显有上升趋势。在家庭电路中除了发生_____和过载(用电器总功率过大)会造成电流过大引发安全事故外,线路连接处因为接触不良,也容易造成该处电阻____(选填“变大”或“变小”),造成局部过热,从而加速导线老化,引起火灾。短路变大【分析】家庭电路中电流过大的原因有两种一
是用电器短路二是用电器总功率过大;由焦耳定律知道电流通过导体产生的热量跟电流的平方电阻大小和通电时间成正比导线相互连接处因为接触不良易造成电阻变大因为
解析:短路 变大 【分析】
家庭电路中电流过大的原因有两种,一是用电器短路,二是用电器总功率过大;由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良,易造成电阻变大,因为导线连接处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多,据此分析。
[1]引起家庭电路中电流过大的原因是:一是短路,二是过载,即用电器总功率过大;这些可能造成电流过大引发安全事故。
[2]在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,由Q=I2Rt可知,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
13.我国标准动车组“复兴号”的座位上装有两孔和三孔插座。它们的区别是三孔插座中有________线,防止电器漏电时有安全隐患。同一排座位上正在充电的两部手机之间是________(填“串”或“并”)联的,充电时手机电池相当于________(填“用电器”或“电源”),使用快速充电器给手机充电时,其充电________(“功率”或“电压”)一定比使用普通充电器时大。接地(地)并用电器功率【分析】三孔插座中右边和左
边的孔分别与火线零线相连上孔应与应与大地连接可防止有用电器外壳带电而使得人触电;各家用电器之间是并联时各家用电器都正常工作并且互不影响;电池充电的过程
解析:接地(地) 并 用电器 功率 【分析】
三孔插座中右边和左边的孔分别与火线、零线相连,上孔应与应与大地连接,可防止有用电器外壳带电而使得人触电;各家用电器之间是并联时,各家用电器都正常工作,并且互不影响;电池充电的过程中,消耗电能,得到化学能,放电时,化学能转化为电能;根据
PW分析。 t[1]“复兴号”动车组座位上装有两孔和三孔插座,三孔插座中有地线,防止电器漏电时有安全隐患。
[2]各手机都正常工作,并且互不影响,则同一排座位上正在充电的两部手机之间是并联的。
[3]给手机电池充电,该手机电池消耗电能,则相当于用电器,最终变成电池内部的化学能。
[4]使用快速充电器给手机充电时,即充电时间短,根据t用普通充电器时大。
14.如图所示的电路中,保险丝AB和铜丝CD的长短和粗细均相同,接通电源后,调节滑动变阻器,发现保险丝先熔断.原因是保险丝的熔点较_____(填“高”或“低”),相同时间内产生的电热较_____(填“多”或“少”).
W可知,其充电功率一定比使P低多
解析:低 多
[1]由图可知,保险丝和铜丝是串联的,则通过它们的电流相同.但是保险丝先熔断,是因为保险丝材料的电阻率大、熔点低.
[2]根据焦耳定律,在电流和通电时间相同时,电阻大的产生的热量多. 15.星期天小天在家里正开着空调上网查用电方面的资料.
(1)测电笔可以测试导线是火线还是零线,如图所示,持笔方式正确的是_____;
(2)当妈妈做饭时把电热水壶插头插进插座时,空气开关立刻“跳闸”,小天分析其原因可能是电热水壶插头内部_____,也可能是家里电路中用电器总功率_____.
(3)使用三角插头和三孔插座,目的是将用电器的金属外壳与_____相连,防止触电.甲
短路过大大地
解析:甲 短路 过大 大地
用测电笔来辨别火线与零线时,笔尖接触要检测的导线,手指应接触笔尾金属体,故甲正确;家用电器之间是并联时,各家用电器都正常工作,并且互不影响;电流过大会导致空气开关“跳闸”,电流过大的原因有:①电热水壶插头内部发生短路;②接入电热水壶后使得电路中用电器的总功率过大,造成干路电流过大.使用三角插头和三孔插座,多出的那个孔是用来接地线的,当用电器的三脚插头插入时,用电器的金属外壳通过三孔插座与大地相连通,如果金属外壳漏电,地线将人体短路,防止人触电.
16.如图所示是现代家庭在洗菜池安装的电热水龙头。该水龙头的插头是具有漏电保护功能的专用三线插头,插头的外売是塑料做成的,水龙头内部主要部件有电热管。打开水龙头的热水档,流出的便是人们需要的热水。根据以上内容和图示信息,请你写出一个与物理相关的现象和与之对应的物理知识。(不得与示例重复) 示例:物理现象:插头外壳用塑料做成: 物理知识:塑料是绝缘体。 物理现象:_____ 物理知识:______
见解析见解析
解析:见解析 见解析
[1][2]该水龙头的插头是具有漏电保护功能的专用三线插头,这样做的目的是防止外壳因带电而发生触电事故。
17.上海地区家庭电路的电压是_____伏。家用微波炉和其他电器之间的连接方式是_____(选填“串联”或“并联”),若关闭一个用电器,则总电路中的电流___(选填“变大”、“不变”或“变小”)。并联变小 解析:并联 变小
[1]我国家庭电路的电压是220V,所以上海市家庭电路的电压是220V。 [2]家用微波炉和其他电器工作时互不影响,所以它们是并联的。
[3]在家庭电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以,若关闭一个用电器,即同时工作的家用电器减少,电路的总电流变小。
18.为了检验电路安装是否正确小红指导爸爸,将火线上的保险丝更换为一盏额定电压为220V的检验灯泡L0,如图,当只闭合开关S、S1时,发现检验灯泡L0L1都不发光,则灯泡L1所在的指路为_____(填“通路”“断路”或“短路”)状态;当只闭合开关S、S2时,发现检验灯泡L0L2都发光且都较暗,则灯泡L2所在的支路为_____;当只闭合开关S、S3时,发现检验灯泡L0发光正常,灯泡L3不发光,则灯泡L3所在的支路为_____。
断路通路短路【解析】【分析】将
220V的电灯作为检验灯泡接入电路此时检验灯与支路的灯是串联在家庭电路中的家庭电路电压是220V;若检验等能正常发光检验灯直接接在家庭电路中说明开关闭合的那条支路短路;
解析:断路 通路 短路 【解析】 【分析】
将“220V”的电灯作为检验灯泡接入电路,此时检验灯与支路的灯是串联在家庭电路中的,家庭电路电压是220V;
若检验等能正常发光,检验灯直接接在家庭电路中,说明开关闭合的那条支路短路; 若检验等比正常发光暗,说明开关闭合的那条支路的灯与检验灯串联接入电路,所分电压低于220V,这条支路正常;
若检验灯不发光,说明开关闭合的那条支路有开路。
当只闭合S、S1时,检验灯和L1串联,两灯不亮,说明L1所在电路出现了断路; 当只闭合S、S2时,检验灯和L2串联,两灯都较暗,说明灯泡两端的电压要小于额定电压,L2所在的支路是正常的,是通路;
当只闭合S、S3时,检验灯和L3串联,检验灯正常发光,说明L1两端的电压为零,L1所在的支路为短路。
19.小华将标有“220V 1800W”的电水壶正常工作6min,消耗的电能为_____kW•h,消耗的电能转化为_____能。电水壶工作一段时间后,家中的空气开关(与熔丝作用相同)突然自动断开,这一现象_____(能/不能)说明小华家的电路一定超负荷运行。18内不能
【解析】【分析】(1)由公式P=Wt可求得6min内消耗的电能(2)要判断能量转化的问题主要看它消耗什么能量产生什么能量因为总是消耗的能量转化为了产生的能量(3)家庭电路中的空气开关自动断
解析:18 内 不能 【解析】 【分析】
(1)由公式𝑃=𝑡可求得6min内消耗的电能。
(2)要判断能量转化的问题,主要看它消耗什么能量,产生什么能量,因为总是消耗的能量转化为了产生的能量。
(3)家庭电路中的空气开关自动断开,是因为电流过大,其原因有二:一是短路,二是用电器的总功率过大。
(1)已知通电时间t=6min=0.1h,
电水壶消耗的电能:W=Pt=1.8kW×0.1h=0.18kW•h。
(2)电水壶属于电热器,利用电流的热效应工作,工作时,将电能转化为内能; (3)电水壶工作一段时间后,家中的空气开关(与熔丝作用相同)突然自动断开,可能是用电器的总功率过大,使得电路中的电流过大,也可能是电路中发生了短路,也会使空气开关自动断开。不能说明小华家的电路一定超负荷运行。
h,小明家20.如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘,若当地电价为0.6元/kW·
上月应交电费为 _______元。若只让电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的功率为________W。
𝑊
66600
解析:66 600
[1]由图示知,小明家这个月消耗的电能
W=5637.8kW⋅h-5546.7kW⋅h=91.1kW⋅h
那么应交电费
0.6元/kW⋅h×91.1kW⋅h=54.66元
[2]由图示知,电能表的指示灯闪烁1600次,消耗1kW⋅h的电能,那么电饭锅工单独工作2min,消耗的电能
W1则电饭锅的功率
321kWh0.02kWh0.023.6106J7.2104J 1600W17.2104JP600W
t260s三、解答题
21.(1)如图甲是一个带开关和指示灯的三孔插座,小明发现当开关断开时指示灯不发光,插孔也不能提供工作电压,当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。请在图乙中面出插座中的开关、指示灯(连限流电阻)和插孔的连接方式______;
(2)小凯利用定值电阻R1及“24V”的小灯泡R2按如图所示电路图做实验,闭合开关前后,记录下电压表和电流表的示数如表格所示 ①开关S断开时R1的电功率______?
②开关S断开时通电100s,R1消耗的电能是多少______?
③开关S闭合后,R1的电流变大、变小还是不变?______依据______。 ④开关S闭合后,小灯泡R2的电功率______?
断开开关S 闭合开关S 电压表示数 2.4V 1.6V 电流表示数 0.3A 0.5A
解析:72w
72J 变小 见解析 0.48W
(1)[1]插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电,说明开关同时控制灯泡和插座,灯泡和插座之间可能是串联,也可能是并联,如果两者并联,开关应该在干路上;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电,说明灯泡和插座之间是并联的,开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全。如图所示:
(2)[2]开关S断开时,电路中只有R1,电压表测R1两端的电压,电流表测R1两端的电流,故R1的电功率为
P1U1I12.4V0.3A0.72W
[3]通电100s,R1消耗的电能为
W1U1I1t12.4V0.3A100s72J
[4][5]开关S闭合时,R1与小灯泡R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,故电源电压为
UU1U21.6V
R1两端的电压减小,R1的阻值不变 ,根据公式
I可得,通过R1的电流变小。 [6] R1的阻值为
U RR1开关S闭合时通过R1的电流为
U12.4V8Ω I10.3AU11.6VI10.2A R18Ω根据并联电路的电流特点可以知道,通过R2的电流为
I2II10.5A0.2A0.3A
小灯泡R2的电功率为
P2U2I21.6V0.3A0.48W
22.(1)请用笔画线表示导线,将图1中的开关、电灯和两个插座接入家庭电路中___________。
(2)白炽灯泡工作10min消耗电能3.6×104J,求白炽灯泡的实际功率是__________? (3)把某大功率电吹风(其铭牌如图2所示)插入插座1中
①使用快干热风时,电吹风正常工作的电流_________?连续正常工作100s消耗的电能________?
②为求使用冷风时电吹风的电阻,小凯解答如下:
U2(220V)2 R484Ω
P100W小凯的解题过程对吗_________?简要写出你的依据_________。
(4)某手机电池,其铭牌如图甲所示;某充电器,其铭牌如图乙所示。把充电器插入插座2中,给手机电池充电。
①池充满电后,大约储存了的电能_________?
②在国内,用这一款充电器给手机电池快充时,大约45min能充满电。若在美国(家庭电路的电压为110V),用同样的充电器给同一手机电池快充时,充满电所需的时间是否变长________?简要说明理由______。
解析: 60W
10A 2.2×105J 不对 见解析 56088J 不变 见解析
(1)[1]灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。双孔插座的左孔接零线,右孔接火线,如图所示:
(2)[2]白炽灯泡的实际功率
W3.6104JP==60W t1060s(3)①[3][4]使用快干热风时,电吹风正常工作的电流
I热=
连续正常工作100s消耗的电能
W热=P热t热=2200W×100s=2.2×105J
②[5][6]小凯的解题过程不对,吹冷风时,只是电动机在工作,不是纯电阻电阻,公式
P热2200W==10A U额220VU2R=不适合。 P(4)①[7]储存的电能
W=UIt=3.8V×4.1A×3600s=56088J
②[8][9]因为110V也是充电器的额定电压,且充电器快充时的输出电压和输出电流保持不变,所以给电池充电时所需的时间不变。
23.如图所示为家庭电路的基本组成,A、B两个方框位置的两个电路元件分别是电能表和总开关
(1)在两个方框位置安装总开关的是_____(选填“A”、“B”)
(2)图中的三孔插座已经按安全用电要求接线,请将图中灯泡和二孔插座按安全用电要求连入电路,要求开关只控制灯泡,且电路能正常工作。 (______)
解析:B
(1)[1]进户线进入用户,首先经过电能表,然后再接总开关,B是总开关;
(2)[2]由图可知,三孔插座的左孔与零线连接,所以下面的线是零线,上面的线是火线,两孔插座左零右火,零线直接连接灯泡的螺旋套,火线进入开关,再进入灯泡顶端的螺旋套,如图所示:
24.阅读下面的短文,回答问题。 (1)传感器
压力传感器种类很多,电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器的原理如图1所示,金属梁右端为固定端,左端为自由端,金属梁的上、下表面各紧贴一块相同的应变
片,应变片结构如图2所示,它主要是由基地、金属电阻丝和引线等组成,电阻丝固定在基底上,当应变片被拉长时,金属电阻丝同时被拉长,电阻丝的电阻变大,反之,当应变片把压缩时,金属电阻丝变短,电阻丝的电阻变小.
当自由端受到向下的压力F时,金属梁向下弯曲,上应变片被拉长,下应变片被压缩,如果上、下金属电阻丝有大小不变的电流I通过时.上应变片引线间两端电压为U1,下应变片引线间两端电压为U2.传感器可以通过输出两个电压的差值U(U=U1﹣U2)来反映压力F的大小. 请回答下列问题:
①当应变片被拉长时,金属电阻丝的电阻会变大,原因是_________ ②当金属梁没有受到压力时,由于________,所以U1=U2,U=0
③当金属梁受力向下弯曲时,U1_______,U2______(选填“变大”、“变小”或“不变”) (2)电灯
电灯是一项伟大的发明,没有人能独享这份荣耀,它经历着如下的“进化史”; 1879年,托马斯•爱迪生发明碳丝灯,通电后碳丝温度高达2000℃左右,进入白炽状态而发光,所以也称“白炽灯”。
1910年,美国通用电气实验室发现用钨丝制造的灯既便宜又明亮。 1934年,欧文•米兰尔进一步改进,将灯丝烧成螺旋形,使发出的光更明亮。 20世纪30年代,人们研制出了荧光灯,利用发光气体发出的光使灯里的涂膜发亮。它比普通灯温度低并省电.
最近,人们还发明了大功率LED灯,它更省电,寿命更长。 请回答:
①为了安全用电,控制灯的开关必须接在家庭电路的______线上. ②如图,灯丝烧成螺旋形的原因是____(选填“增加”或“减少”)散热.
解析:电阻丝的长度变长,横截面积变小,导致电阻变大 两应变片的电阻相等,通过两应变片的电流相等 变大 变小 火 减少
(1)[1]当应变片被拉长时,电阻丝长度变大,横截面积变小,所以电阻变大;
[2]由题意可知,金属丝长度相等时,金属梁的上、下表面的应变片完全相同,即两应变片
的电阻相同,且两应变片串联在电路中,所以通过两应变片的电流相等;根据U=IR可知,上应变片引线间两端电压为U1和下应变片引线间两端电压为U2相等,即U1=U2,U=U1−U2=0;
[3][4]当金属梁受力向下弯曲时,上面金属电阻丝长度变大,电阻变大,下面金属电阻丝长度变短,电阻变小;由欧姆定律可知,电压U=IR,电流一定时,电阻越大,导体,U1变大,U2变小。
(2)[5]开关接在火线与电灯之间,当开关断开时,电路中不但没有电流通过,而且电灯与火线断开连接,防止人发生触电事故。故为了安全用电,控制灯的开关必须接在家庭电路的火线上;
[6]白炽灯是将电能转化为内能的,其工作原理是:电流通过灯丝时产生热量,螺旋状的灯丝可以减少热量散失,并不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。
25.熔丝的规格常用额定电流来表示,选用熔丝时,应使它的额定电流等于或略大于电路中的最大工作电流,下表所列的是常用的铅锑合金熔丝的规格 直径mm 0.28 0.32 0.35 0.36 0.40 0.46 0.52 0.54 0.60 额定电流A 熔断电流A 直径mm 1 1.1 1.25 1.35 1.5 1.85 2 2.25 2.5 2 2.2 2.5 2.7 3 0.71 额定电流A 3 3.75 5 6 7.5 10 11 12.5 15 熔断电流A 6 7.5 10 12 15 20 22 25 30 0.81 0.98 1.02 1.25 3.7 4 4.5 1.51 1.67 1.75 5 1.98 (1)由表中的数据你能得到哪些有关熔丝的知识?(写出两条即可) ①___________________________________ ②______________________________。
(2)小明家有一台电视机,工作电流为200mA,一台洗衣机,工作电流为1A,两盏照明灯,工作电流分别为350mA 和250mA,且这两盏灯并联,请你帮助小明在上表中选取合适的熔丝装在家庭电路的干路中
①写出所选熔丝的规格__________________;
②通过计算说明理由:________________
解析:保险丝的熔断电流是额定电流的2倍 保险丝的直径越大,其额定电流越大 直径为0.46mm、额定电流为1.85A的保险丝 保险丝的额定电流要略大于电路的总电流 【解析】 【分析】
(1)根据表格中的数据分析知道,本题考查的是保险丝的作用及保险丝的选择方法,根据熔断电流与额定电流及保险丝的直径之间的关系即可解答;
(2)根据题目中各用电器的工作电流,求出总电流,再根据表格中的数据找出合适的保险丝即可。
(1)分析表格中的数据知道有关熔丝的知识是: ①保险丝的熔断电流是额定电流的2倍; ②保险丝的直径越大,其额定电流越大;
(2)由于电视机,工作电流为200mA,一台洗衣机,工作电流为1A,两盏照明灯,工作电流分别为350mA 和250mA,所以,所有电器工作时的总电流是:I=200mA+1A+350mA +250mA=1800mA=1.8A,保险丝的额定电流要略大于总电流,对比表格中的数据可知,应选直径为0.46mm、额定电流为1.85A的保险丝。 【点睛】
本题考查的是保险丝的作用及保险丝的选择方法,在选择保险丝时,应该根据实际情况选择合适的保险丝,不能过细也不能过粗,过细则不能保证用电器同时工作,过粗则起不到保险的作用。
26.①家庭电路中,电流过大的原因是 ________或 ________.
②如图甲所示,请完成下面电路的连接,使其成为符合安全用电要求的家庭电路. ________
③如图乙中圆圈a、b为连接正确的电流表或者电压表,闭合开关后,两灯都发光,a应是 ________表,b应是 ________表.
解析:短路; 总功率过大;电压;电流。
【解析】 【分析】
(1)家庭电流中电流过大总共有2个原因:短路和总功率过大。
(2)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
(3)电流表相当于导线,与用电器串联;电压表相当于断路,与用电器并联使用。 (1)家庭电流中电流过大总共有2个原因:短路和总功率过大。当导线短路时,电流直接通过导线,由于导线电阻很小,导致电流过大。当用电器总功率过大时,根据公式𝑃=𝑈𝐼,电流会非常大。
(2)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
(3)由图知,闭合开关,下面的b电表与灯泡串联,所以是电流表,上面的a电表与下面的灯泡并联,所以是电压表;
故答案为:(1)短路;总功率过大;(2)见上图;(3)电压;电流。 【点睛】
此题考查了家庭电路电流过大的原因、家庭电路的连接和电压表、电流表的使用,是一道综合题。难点是电表的辨别。
27.小明家新买了一台多功能LED台灯,其结构如图甲所示。S1是控制LED灯的开关,USB接口可以给手机充电。小明发现即使S1断开,USB接口也能正常使用。安全开关S2位于台灯底部的前端,当台灯倾斜,S2离开桌面时,它会自动断开切断台灯的电源:
(1)根据以上信息,请用笔画线代替导线,将图乙中的电路元件接入电路(假设把火线和零线分别看作电源的两极); (_______)
(2)小明对开关S2很感兴趣,并开始研究其功能。它将台灯点亮,并保持支架和灯头的夹角不变,试着向后调整支架的位置,当达到图丙所示的位置时,台灯虽未倾倒但底座前端刚
好翘起,此时S2断开,台灯熄火。如果把台灯看做是杠杆,此时恰好平衡,则动力臂_______ (填 “大于”、“等于”或“小于”)阻力臂,属于_______杠杆 (填“省力”、“费力”或“等臂”)。接下来,小明向固定在底座上的笔筒中放入一支铅笔,这时台灯底座重新落回桌面,S2闭合台灯亮起。当他再从笔筒中取出这只笔时,台灯底座前端翘起,再次熄灭; (3)小明设想:如果利用安全开关S2制作一个在手机充电时可以自动断电的控制装置,这样就可以避免因夜间手机充电时间过长而带来的安全隐患。经过思考小明只借助了湿巾和少量的水便设计出了一个简易的装置。以下是小明给的设计方案,请将其补充完整: <1>抽取一张湿巾放进空笔筒中,并把手机数据线插入台灯底座的USB接口,手机开始充电;
<2>慢慢向后调节支架,同时观察手机充电的情况,直至手机刚好开始充电;
<3>保持支架和灯头的位置不变,向笔筒中倒入适量的水,使开关S2闭合。一段时间后,台灯底座前端自动翘起,开关S2切断电路。请解释台灯底座前端自动翘起的原因:________________________;
<4>在不改变支架和灯头位置的前提下,若要缩短充电时间,可采用的方法_____________。
解析: 大于 省力杠杆 见详解 见详解
(1)[1] S1是控制LED灯的开关所以S1与IED灯串联;S1断开,USB接口也能正常使用,说明LED灯与USB接口并联;S2断开,切断台灯的电源,所以S2在干路上,由此连接电路如图所示:
(2)[2][3]由图丙知,支点在O处,作出动力G1和阻力G2的力臂,如图所示:
由图知,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
(3)[4]将笔筒中放入纸巾,加入适量水,放在底座上,当水蒸发后,其重力减小,根据杠杆
的平衡条件,当动力与动力臂的乘积大于阻力与阻力臂的乘积时杠杆失去平衡,如果充电时间与水蒸发时间相同时,底座前端刚好翘起。
[5]若笔筒中水的质量越少,水蒸发时间短,台灯失去平衡的时间越短,即充电时间越短。 28.一天,小明家中突然停电,电工小张前往维修,经检查,小张判断是户外输电线路中某处短路造成了配电室空气开关跳闸,如图所示.因小明家距配电室较远,为了尽快排除故障,小张关掉小明家的闸刀开关后用一件自己设计的工具很快就在小明家确定了短路点与小明家的距离为s,前往一看果然如此,故障及时得到了排除.已知输电线单位长度的电阻为R0.如果你是小张,请你利用所学知识设计一个能快速确定短路点的电路,所用器材有电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干.
(1)将电路图画在方框中. (______)
(2)请你写出需要测出的物理量 ______ (用符号表示). (3)s______ (用符号表示).
解析: 电压表
U 示数U和电流表示数I
2IR0(1)[1]如图电压表并联在导线两端,电流表串联在电路中,保护电路的滑动变阻器串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]由电路设计可知需要测量的物理量:电流表的示数I,电压表的示数U; (3)[3]根据欧姆定律可得,导线的电阻:RU,导线的长度: IsRU, R0IR0导线的长度是两地距离的2倍,所以两地的距离是导线长度的一半,则
ssU. 22IR0
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