第十九章 生活用电
一、单选题(共10小题,每小题4分,共40分)
1.安全教育已越来越引起学校和社会各界的高度重视,并开展了一系列丰富多彩的教育活动。在某校一次安全用电知识的“对”、“错”抢答比赛中,下列选项应答“对”的是( )
A.若空气开关“跳闸”,一定是使用了大功率用电器
B.使用三线插头和三孔插座的目的,是将用电器的金属外壳与大地相连
C.家庭电路的开关,接在零线或火线上都可以
D.雷雨天气可以打着雨伞在开阔地上行走
2.在生活中,我们会遇到这些情况:①开关中的两个线头相碰;②插头中的两个线头相碰;③电路中增加了大功率的用电器;④户外输电线绝缘皮损坏。上述情况中,可能引起家庭电路保险丝熔断或空气开关跳闸的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
3.生活中我们要时刻注意用电安全,下列行为符合用电安全常识的是( )
A.图甲中,用湿抹布擦发光的灯泡
B.图乙中,将充电器一直插在插座上
C.图丙中,把电动自行车推到楼道里充电
D.图丁中,使用试电笔时手指抵住笔尾金属体
4.小海家厨房的电饭锅、电饼铛正在工作,当他再将电水壶插头插入插座时,空气开关立刻“跳闸”切断电路。关于空气开关“跳闸”,下列说法正确的是( )
A.会导致电饭锅被烧坏
B.这是因为用电器两端电压过大
C.这是因为电路中的总电流过大
D.这是因为同时工作的用电器总功率过小
5.如图所示,将手机充电器插入家庭电路插座中,即可为手机充电。请阅读以下小资料,根据资料中的数据可推断充电器为手机充电时的输出电压约为( )
电源或用电器 电压/V 电源或用电器 电压/V
维持人体生物电流 约 我国的家庭电路 220
干电池 1.5 无轨电车电源 550﹣600
电子手表用氧化银电池 1.5 电视机显像管 104
手机电池 3.7 闪电时云层间 可达106
A.1.5V B.5V C.110V D.220V
6.家庭电路中出现短路时,空气开关能自动切断电源,保护家里的用电器不受伤害,跟保险丝的工作原理差不多。保险丝是由铅锑合金制成的,它的特点是( )
A.电阻大的绝缘体,熔点低 B.电阻大的铅锑合金,熔点低
C.电阻大的绝缘体,熔点高 D.电阻大的铅锑合金,熔点高
7.“珍爱生命,注意安全”,关于安全用电,以下做法正确的是( )
A.将电动车推到家中充电
B.充电结束后,将充电器继续留在插孔里
C.湿手同时触摸48V蓄电池的正负极
D.在家庭电路中安装空气开关或保险丝
8.检查家庭电路安装是否存在故障时,在如图所示的家庭电路(部分)中,取下保险丝,在该处安装“220 V 100 W”的白炽灯,然后将A、B接到220V的电源上,发现灯正常发光。若此时闭合开关S,则灯(“220 V 100 W”)( )
A.正常发光 B.能发光,但较暗 C.不能发光 D.无法判断
9.下列做法中,符合安全用电原则的是( )
①使用试电笔时,手不能接触试电笔笔尖的金属部分
②在一个插线板上同时使用多个大功率用电器
③开关要连接在火线与用电器之间
④冰箱的金属壳接地
A.①②③④ B.②③④ C.①③④ D.②④
10.防触电插座弥补了传统插座的缺陷,是更安全的插座,能防止儿童用金属接触到插座而发生危险,即使人的肢体触及到了插座的电路,也不会发生触电事故。下列说法或做法正确的是( )
A.湿手拔插头
B.插座与空调、电风扇等用电器是并联的
C.空调室内机外壳是塑料的,不使用三孔插座和三脚插头也是安全的
D.在功率较小的电插座上,插入多个大功率用电器
二、填空题(共48分)
11.如图所示是某品牌全自动洗碗机,它的外表有银光闪闪的金属外壳。该洗碗机具有热水洗净、暖风烘干、杀菌等功能。
(1)为了安全,该洗碗机应选用图_______(选填“甲”或“乙”)插座;
(2)该洗碗机的插头带有漏电保护装置,它的工作原理模拟电路如图所示(图中虚线框内安装漏电保护器),当开关S闭合时,通过A、B两处的电流_______(选填“>”“=”或“<”)。
12.如图所示是街头手机充电宝租用柜,多个充电宝在柜中充电时,可将它们视为___________(选填“电源”或“用电器”),各充电宝之间的连接方式是___________联。当充电宝给手机充电时,将自身的化学能变成_________能。
第12题图 第13题图
13.家庭电路的触电事故都是人体直接或间接跟_____________线接触造成的,我们可以用试电笔判断火线和零线.如图所示是试电笔的结构,在使用试电笔时手需接触试电笔的_____________(选填“笔尖”和“笔尾”)金属体,当试电笔的氖管发光时说明检测的导线为火线,这时检测者(选填“会”或“不会”)发生触电事故,原因是_____________。
14.对人体的安全电压是___________V,我国的家庭电路电压是___________V,家中的各用电器是___________联的。
15.家庭电路中电流过大的原因可能有电路短路和_______,为了防止家庭电路中电流过大损坏电线,在家庭电路中需要安装_______。
16.为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁,很多用电器都装有保险管,如图甲所示,保险丝是利用电流的__________(选填“热”或“磁”)效应工作的。乙、丙两图分别是两个保险管的截面图,若两管内保险丝的材料相同,长度相同,粗细不同,则两图中__________(选填“乙”或“丙”)保险丝的电阻大,当乙、丙两保险管通过相同的电流时,__________保险丝的热功率更大。
17.人体意外触电时的危害程度与通过人体的电流大小有关。查阅资料得知:由于人体的电阻会随着环境的改变而改变,人体的安全电压有5个等级(42伏,36伏,24伏,12伏,6伏)。如在皮肤干燥等情况下,42伏以下的电压是安全的:在极端潮湿等环境中6伏以下的电压才是安全的。请回答下列问题:
(1)图甲为试电笔结构简图,用此试电笔辨别零线、火线时,除笔尖金属体接触电线外,手还要接触________;能使氖管发光的电线是_______(选填“火线”或“零线”)
(2)乙图中,用笔画线代替导线将插座和控制插座的开关正确接入家庭电路中;
(3)如图乙,在使用试电笔接触家庭电路火线时,人体和试电笔串联。为确保人体在任何环境中都安全,试电笔内部电阻设计至少为21400欧,则允许通过人体的最大电流为多少?
18.阅读短文,回答问题。
地线
地线是在电系统或电子设备中,接大地、接外壳或接参考电位为零的导线。一般电器上,地线接在外壳上,以防电器因内部绝缘破坏,外壳带电而引起的触电事故。
地线又分为安全性接地和工作接地。为防止人们在使用家用及办公等电子设备时发生触电事故而采取的保护接地,就是一种安全性接地。工作接地是把铜块埋在土壤里,再把它的一端用导线引出地面,用它完成回路使设备达到性能要求的接地线。地线要求接地电阻。如六七十年代农村家家户户使用的广播有一根地线,并且在接地处要经常用水淋湿。而人体的电阻一般大于2000 Ω,根据欧姆定律,绝缘损坏时通过人体的电流仅为总电流的。进而起到保护作用。
家用电器和办公设备的金属外壳都设有接地线,若其绝缘损坏,外壳带电,可通过三脚插头中的一个引脚来接地。三个脚中较长的脚是接地的,可称作接地脚,另外两个较短的脚是把家用电器接入电路,可称它们为导电脚。若用电器漏电,电流沿着安装的接地线流入大地,以达到安全用电的目的,否则会给人身安全造成危害。
(1)根据画线部分,在接地处经常淋水是因为生活中的水是_____________。
(2)工作接地时,将铜块埋在土壤里,而不用其他的导体是因为同等条件下,铜的电阻较_______。
(3)除了地线外,家庭电路中还有许多的措施能对人身安全或电路安全进行保障,请你举出一例:_____________。
(4)在设计电源插头时,有意将接地脚设计得比导电脚长几毫米,这是为什么?
三、简答题(共12分)
19.(6分)家庭电路中,导线的绝缘皮破损或老化,可能使火线和零线直接连通,造成短路,容易引发火灾。请你用所学物理知识解释其中的原因。
20.(6分)小华家想更换一台储水式电热水器。商场内有甲、乙、丙三种规格的电热水器,额定容量均为40L,额定电压均为220V,额定功率分别为1500W、2000W和2500W。若家里供电热水器使用的插座的额定电流为10A,在安全用电的情况下,让电热水器中的水提高相同温度,用时最短(不考虑热损失),应购置哪种规格的电热水器?请用学过的物理知识分析说明。
答案以及解析
1.答案:B
解析:A.家庭电路中空气开关跳闸,可能是用电器的总功率过大,也可能是电路中发生了短路,故A错误;
B.三孔插座中有一个孔是用来连接地线的,让有金属外壳的用电器的外壳接地,可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故,故B正确;
C.家庭电路的开关,一定要接在火线上,故C错误;
D.打雷时,一定要第一时间远离空旷的地方,尽快走进室内躲避,同时举起雨伞等于增加了身体的高度,也会使人增加被雷直接击中的可能,故D错误。
2.答案:B
解析:①会导致开关无法控制用电器,用电器会一直工作,但不会导致电流过大。②会导致用电器短路,会导致电流过大。③会导致电路中用电器的总功率过大,会导致电流过大。④可能会导致户外输电线短路,但不会烧毁家庭电路中的保险丝。选B。
3.答案:D
解析:A.由于生活用水是导体,所以用湿抹布擦发光的灯泡很容易使得人触电,故A不符合题意;
B.充电器长时间插在插座上会发热,易引起火灾,故B不符合题意;
C.电动车放在楼道口充电,容易引发火灾造成人员伤亡,故C不符合题意;
D.使用试电笔时,笔尖接触待检测物体,手要接触笔尾的金属体,故D符合题意。
4.答案:C
解析:空气开关“跳闸”,电路被切断,不会导致电饭锅被烧坏,故A错误;用电器两端电压等于电源电压,不会增大,故B错误;电饭锅、电饼铛正在工作,当他再将电水壶插头插入插座时,电路中用电器的总功率过大,导致电路中的总电流过大,造成空气开关“跳闸”,故C正确,D错误。
5.答案:B
解析:充电器为手机充电时的输出电压要比手机电池的工作电压稍大,在5V左右。
6.答案:B
解析:保险丝一般用铅锑合金制成,因为它的电阻大、熔点低,当电路中电流过大时,保险丝自动熔断,可保护电路,选B。
7.答案:D
解析:A.电动车在家中长时间充电,易引发火灾,故A错误;
B.充电器长时间插在插座上会发热,易引起火灾,故B错误;
C.生活用水是导体,湿手同时摸48V蓄电池的正负极容易发生触电事故,故C错误;
D.为防止因为干路电流过大引起火灾,家庭电路中必须安装保险丝或空气开关,故D正确。
8.答案:C
解析:取下保险丝,在该处安装“220 V 100 W”的白炽灯,然后将A、B接到220 V的电源上,发现灯正常发光,说明火线与零线之间是通路,故闭合开关后,灯被短路,不能发光,选C。
9.答案:C
解析:①使用试电笔时,笔尖金属体要直接与导线接触,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖,否则容易发生触电事故,故①正确;②一个多孔插线板若同时使用多个大功率用电器,会造成总电流过大,易引发火灾,故②错误;③当用电器的开关接在零线上时,即使断开开关,用电器仍带电,易发生触电事故,所以控制用电器的开关要连接在火线与用电器之间,故③正确;④电冰箱有金属外壳,要使用三脚插头和三孔插座,将电冰箱的金属外壳接地,当用电器漏电时,电流就通过地线流入大地,防止触电事故的发生,故④正确。综上所述,选C。
10.答案:B
解析:生活用水是导体,用湿手拔插头,会因水导电而发生触电事故,故A错误;插座与空调、电风扇等用电器并联,故B正确;空调室内机安全与否和塑料外壳没有关系,它的内部也有接地的线,三脚插头主要是为了防止室内机漏电而设计的,故C错误;家庭电路各用电器之间是并联的,在功率较小的电插座上,插入多个大功率用电器,会造成干路电流过大,容易引发火灾,故D错误。
11.答案:(1)甲
(2)<
解析:(1)因为全自动洗碗机有金属外壳,为了防止其外壳带电发生触电事故,所以应选甲插座;
(2)当开关S闭合时,电阻R和用电器并联,通过用电器的电流为,通过电阻的电流为,根据并联电路电流的规律知,所以此时A、B两处电流是不相等的,A处电流小于B处电流。
12.答案:用电器;并;电
解析:充电宝在柜中充电的过程中,消耗电能,将电能转化为化学能,相当于电路中的用电器;多个充电宝在充电的过程中,互不影响,所以在电路中的连接方式为并联;
当充电宝给手机充电时,将自身的化学能变成电能。
13.答案:火;笔尾;不会
解析:试电笔内电阻的阻值很大,加上人体电阻使电路中总电阻变大,根据可知,电压一定时,电路中电流很小,尽管电流会通过人体,但人体不会触电
14.答案:不高于36;220;并
解析:对人体安全的电压为不高于36V;家庭电路的电压为220V;家中的各用电器工作互不影响,故应并联。
15.答案:用电器总功率过大;空气开关(或保险丝)
解析:家庭电路中电流过大的原因通常有两个:电路短路或用电器总功率过大。为了防止家庭电路中电流过大损坏电线,在家庭电路中需要安装空气开关或保险丝,在电流过大时,空气开关会“跳闸”,保险丝会熔断,对电路起到保护作用。
16.答案:热;丙;丙
解析:保险丝是利用电流的热效应工作的,当电流过大时,保险丝产生较多的热量,会自动熔断。
乙、丙两管内保险丝的材料相同,长度相同,粗细不同,则横截面积更小的丙保险丝的电阻大。
当乙、丙两保险管通过相同的电流时,根据焦耳定律可知,丙保险丝在相同时间内产生的热量多,所以丙的热功率更大。
17.答案:(1)笔尾金属体;火线
(2)如图所示
(3)0.01 A
解析:(1)使用试电笔时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体;能使氖管发光的电线是火线;
(2)为了安全,开关接在插座与火线之间,三孔插座上面的孔接地线,左孔接零线,右孔通过开关接火线,如答案图所示;
(3)为确保人体在任何环境中都安全,人体两端的电压应不高于6 V,串联电路中电流处处相同,则人体允许通过的最大电流。
18.答案:(1)导体
(2)小
(3)安装漏电保护器
(4)见解析
解析:(1)生活用水是导体,在接地处经常淋水,是为了使接地线充分接地;
(2)因为在长度、横截面积等条件相同时,铜导线的电阻较小,所以在工作接地时,将铜块埋在土壤里,而不用其他的导体;
(3)在家庭电路中,安装漏电保护器,若某处漏电,漏电保护器会跳闸,断开电路,可以保护人身安全;
(4)接地脚设计得长,是为了保证插头插入时用电器先接地线,拔出时后离地线,这样可以防止人在用电器漏电时触电。
19.答案:见解析
解析:因为短路时,火线与零线直接接触,电路中只有导线,导线的电阻很小,电源电压不变,所以电路中的电流非常大;再根据可知,在电阻和通电时间一定时,导线上的电流越大,产生的电热越多,使得导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
20.答案:应选购额定功率为2000W的电热水壶
解析:该插座能接入的用电器最大功率为
所以不能选购额定功率为2500W的电热水器;三种规格的电热水器额定容量相同,装满水,水的体积相同,由可知水的质量相同,让电热水器中的水提高相同温度,由可知水吸收的热量的相同,不考虑热损失,电热水器消耗的电能相等,由可知,电功率大的热水壶用时短,所以应选购额定功率为2000W的电热水壶。