人教版物理九年级(全册)同步练习19.2家庭电路电流过大的原因(培优卷)
一、选择题
1.直径d1=0.3mm的细铅丝通以1.5A的电流将被熔断,而直径d2=0.6mm的粗铅丝通以4A的电流将被熔断.假设这两种铅丝的长度和电阻率相同,选取上述20根细铅丝和1根粗铅丝并联接人电路,允许通过的最大电流为( ).
A.36A B.34A C.30A D.24A
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】,,可得,即R1=4R2,将粗铅丝和细铅丝并联时,电阻两端的电压相等,根据欧姆定律可知细铅丝熔断时,两端的电压为,粗铅丝刚好被熔断时,两端的电压为,可知U1>U2,将它们并联时,若电路中的电压为U2,此时粗铅丝已经被熔断,细铅丝没有熔断,只有电路中的电压增大到U1,此时粗铅丝已经熔断,细铅丝刚好熔断,通过电路中的电流达到最大,在并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可知通过电流为,电路将会断开,故答案为:30A。
故选C。
【分析】本题需要利用导体电阻与长度以及横截面积的关系式,分析细铅丝和粗铅丝的电阻关系,根据题干中给出的细铅丝和粗铅丝的熔断电流,分别计算出两种铅丝在熔断时两端的电压,比较电压的大小;可判断,当电路中的电压达到粗铅丝刚好熔断的电压时,细铅丝还没有熔断,电路不会断开,只有当电路中的电压达到细铅丝刚好熔断的电压时,粗铅丝早已熔断、细铅丝刚好熔断,此时的电流便是电路中电流的最大值。
2.(2020九上·福田期末)某同学家里电灯均正常工作,当他把“ ”的台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,室内电灯全部熄灭,总开关跳闸,发生这种现象原因可能是( )
A.台灯开关处有短路 B.插座处有短路
C.台灯灯座处有短路 D.台灯插头处有短路
【答案】C
【知识点】家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】A.若是台灯开关处有短路,则无论开关闭合还是断开,灯泡都会发光,也就是说开关失去了控制灯泡通断的作用,电路并不会出现短路,A不符合题意;
B.若是插座处原来有短路,则在没有插入台灯之前,保险丝被熔断,B不符合题意;
C.若是台灯灯座处有短路,则在台灯插头插入插座,闭合开关时,电路就会出现短路,C符合题意;
D.若是台灯的插头处有短路,则在台灯插头插入插座时,电路就会出现短路,而不会等到闭合台灯开关时才出现,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】连接台灯后跳闸,说明电路中的电流过大导致的,电路中的功率不大,故很可能是台灯短路导致的。
3.(2023九上·衡阳期末)如图是小明家电路的一部分。他闭合开关时螺旋灯泡正常发光,再将电饭锅的插头插入插座中时,灯泡突然熄灭,检查时发现保险丝熔断了,原因可能是( )
A.电饭锅断路 B.灯泡的灯丝断路
C.开关短路 D.电饭锅的插头短路
【答案】D
【知识点】家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】闭合开关时灯泡正常发光,再将电风扇的插头插入插座中时,灯泡突然熄灭,检查时发现保险丝熔断了,这说明电路中的电流过大。由于电饭锅的功率接近1000W,但插头插入,电饭锅不一定开始工作,所以造成电流过大的原因可能不一定是总功率过大,也能是电路出现了短路现象;开始时电路正常工作,将插头插入插座中时电流过大,所以故障是插头短路;电饭锅断路、灯泡断路都不会引起电路中电流过大,而开关短路相当于闭合开关,不会电流过大,故D正确,故ABC错误。
故答案为:D。
【分析】保险丝熔断的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路。
4.(2024九上·湘潭期末)我国电力供电系统全球领先,为国家经济建设和人民生活提供了强有力的保障,但使用不当也会给我们带来危害,下列说法符合安全用电原则的是( )
A.家庭电路空气开关经常跳闸,更换额定电流大的空气开关就可以解决
B.标有“ ”的多用插座,符合我国家庭电路电压要求,且连接的用电器额定功率之和不应大于
C.当干路中电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路
D.家庭电路零线断了,不需断开电源,可以用手直接抓住电线两头进行连接
【答案】B
【知识点】电功率的计算;家庭电路的故障分析;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A.家庭电路空气开关经常跳闸,可能发生了短路,更换额定电流大的空气开关不能解决问题,A不符合题意;
B.标有250V 10A的多用插座,承受的电压大于家庭电路的220V大于,符合我国家庭电路电压要求,连接的用电器额定功率之和不应大于P=UI=220V×10A=2200W,B符合题意;
C.当干路中电流过大时,空气开关自动断开,漏电保护器不会切断电路,C不符合题意;
D.家庭电路零线断了,不断开电源,用手直接抓住电线两头进行连接,可以造成触电,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】空气开关跳闸的原因是电流过大,可能发生短路,可能总功率过大;发生漏电事故时,漏电保护器切断电路;根据P=UI,计算电功率。
5.当电流超过保险丝的额定电流并达到一定值时,保险丝就会熔断起到保护电路的作用,这是一种简化的说法.右图是一种典型的保险丝熔断特性曲线,IN表示额定电流.则关于该种保险丝的有关叙述:①电流小于额定电流的1.25倍时,保险丝可保持长期不熔断;②电流等于额定电流的2倍时,保险丝约需20s熔断;③当电流等于额定电流的5倍时,保险丝的熔断时间仍大于1s;④当电流大于等于额定电流的10倍时,熔断时间小于0.4s,可认为瞬时熔断.其中正确的是( ).
A.只有①正确 B.只有①②正确
C.①②③都正确 D.①②③④都正确
【答案】D
【知识点】熔断器的作用及保险丝的选择;开放性试题
【解析】【解答】由图象可知,此时电流小于额定电流的1.5倍保险丝长期不熔断,可判断①正确;电流等于额定电流的2倍时,,此时保险丝20s熔断,可判断②正确;当电流等于额定电流的5倍时,,此时熔断电流大于1s,可判断③正确;由图象可知,此时的熔断电流小于0.4s,可判断④正确,故D符合题意。
故选D。
【分析】本题逐一分析电流与额定电流的关系,结合图像即可判断熔断的时间。
6.(2022九上·兴城期末)如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。关于空气开关和漏电保护器的作用,下列分析正确的( )
A.当插座漏电时,空气开关①将跳闸
B.当空调电流过大时,空气开关②将跳闸
C.当电灯电流过大时,漏电保护器会迅速切断电路
D.空气开关跳闸,问题解决后需更换新的空气开关
【答案】B
【知识点】家庭电路的故障分析;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A.当插座漏电时,漏电保护器会断开电路,由于此时电路中的电流不会过大,所以空气开关①不会跳闸,A不符合题意;
B.当空调电流过大时,空调电路的电流超过一定值后,空气开关②就会跳闸,B符合题意;
C.当电灯电流过大时,与灯泡串联的空气开关③会跳闸,由于火线和零线的电流相同,所以漏电保护器不会切断电流,C不符合题意;
D.空气开关跳闸,问题解决后闭合空气开关即可,不需要更换新的空气开关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当插座漏电时,漏电保护器会断开电路;电流过大时,空气开关就会跳闸;空气开关跳闸,问题解决后闭合空气开关即可,不需要更换新的空气开关。
7.(2022九上·遂川期末)如图是小虎家中电路的一部分,下列说法中正确的是( )
A.电冰箱接入三孔插座后,其外壳与大地相连
B.断开开关时,站在地上的人接触A点或B点都不会触电
C.可以用漏电保护器来代替保险丝
D.为了用电安全,应在乙处安装开关,甲处安装电灯
【答案】A
【知识点】家庭电路的连接;插座的构造与工作方式;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A.电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地,防止由于冰箱的外壳漏电而使人发生触电事故,A符合题意;
B.断开开关时,站在地上的人接触A点时,接触了火线,会触电,B不符合题意;
C.保险丝是防止线路短路或者超负荷用的,而漏电保护器只有漏电的时候会跳闸,所以漏电保护器和保险丝作用不相同,在电路中要同时安装,C不符合题意;
D.若在图中甲、乙两处分别装上电灯或开关,开关与火线连接,故甲处应装开关,乙处应装电灯,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】家庭电路中,灯泡的开关连接在火线一侧;有金属外壳的用电器,金属外壳要接地。
二、多选题
8.(2024九下·从江开学考)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.使用试电笔时,手指要按住笔尾的金属帽,用笔尖接触被测的导线
B.电路中电流过大使空气开关跳闸,原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大
C.有金属外壳的家用电器,无须使用三脚插头
D.对人体安全的电压是不高于36 V
【答案】A,B,D
【知识点】电压和电压的单位换算;测电笔的使用;插座的构造与工作方式;家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】A、使用试电笔时手指要接触金属笔尾,笔尖接触电线,可辨别火线与零线,故A正确;
B、开关跳闸原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大,故B正确;
C、有金属外壳的家用电器,应使用三脚插头,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止触电事故的发生,故C错误;
D、只有不高于36V的电压对人体才是安全电压,故D正确;
故答案为:ABD。
【分析】使用试电笔时手指要接触金属笔尾,笔尖接触电线,可辨别火线与零线;开关跳闸原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大;有金属外壳的家用电器,应使用三脚插头,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止触电事故的发生;只有不高于36V的电压对人体才是安全电压。
9.(2024九下·南宁开学考)下列关于电现象,说法正确的是
A.额定功率大的电灯一定比额定功率小的电灯亮
B.通过电熨斗的电流远小于与之相连的导线中电流
C.手机“省电模式”能延长使用时间主要是减小了使用功率
D.选用保险丝时,其额定电流应该等于或略大于电路正常工作电流
【答案】C,D
【知识点】串联电路的电流规律;电功率与电能、时间的关系;实际功率;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A、 灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,额定功率大的灯泡,它的实际功率不一定大,故A错误;
B、电熨斗与导线串联在电路中,根据串联电路的电流规律可知,通过电熨斗的电流等于与之相连的导线中电流,故B错误;
C、当手机“电量”所剩无几时, 由W=Pt知,电能一定时,要延长使用时间,需减小功率P,因此手机的“省电模式”来是通过减小使用功率的方式来延长使用时间的,故C正确;
D、保险丝选用要合理,应使它的额定电流等于或稍大于电路中的最大正常工作电流,故D正确。
故选:CD。
【分析】 A、灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定;
B、串联电路中,电流处处相等;
C、省电模式是减慢手机电能的消耗,根据W=Pt分析,电能一定时,要延长使用时间,减小功率P;
D、制作保险丝的材料:电阻率大、熔点低的铅销合金。在电路中电流过大时,保险丝上产生的电热过多,达到保险丝的熔点,保险丝熔断,切断电路,对电路起到保护作用;保险丝选用要合理,应使它的额定电流等于或稍大于电路中的最大正常工作电流 。
10.(2023九上·洛阳期末)如图是小郭同学家的部分电路。下列说法正确的是( )
A.若cd间断路,则接入插座的用电器不能工作
B.熔断器熔断后,可用铜丝替换
C.若ab间断路,闭合开关S,灯泡L仍能发光
D.在使用试电笔检测火线与零线时,要触摸试电笔金属笔尾
【答案】C,D
【知识点】家庭电路的连接;测电笔的使用;家庭电路的故障分析;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A.若cd间断路,则三孔插座的金属外壳没有接地,可能发生触电事故,但是用电器仍与火线、零线相通,可以工作,A不符合题意;
B.保险丝熔断后,不能用铜丝来代替,因为铜丝的电阻率小、熔点高,用铜丝代替保险丝,不能在电流过大时自动切断电路,B不符合题意;
C.由图知,虽然ab间断路,但电流可以从火线到灯泡,经a点回到零线,所以灯泡L仍能正常工作,C符合题意;
D.试电笔在使用时,不能接触笔尖金属体,必须要接触笔尾金属体,试电笔在接触火线时,氖管才能发光,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】三孔插座的金属外壳没有接地,可能发生触电事故,但是用电器仍与火线、零线相通,可以工作;保险丝熔断后,不能用铜丝来代替;试电笔在使用时,不能接触笔尖金属体,必须要接触笔尾金属体。
三、填空题
11.已知导线的电阻跟其长度成正比,跟其横截面积成反比如果直径为0.3mm的细铅丝通过1.8A的电流将被熔断,直径为0.6mm的粗铅丝通过5A电流被熔断,现在用上述规格的长度相同的20根细铅丝和1根粗铅丝并联接在电路中,则当通过的电流超过 时,将会使电路断开.
【答案】36A
【知识点】并联电路的电流规律;影响电阻大小的因素;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】,,可得,即R1=4R2,将粗铅丝和细铅丝并联时,电阻两端的电压相等,根据欧姆定律可知细铅丝熔断时,两端的电压为,粗铅丝刚好被熔断时,两端的电压为,可知U1>U2,将它们并联时,若电路中的电压为U2,此时粗铅丝已经被熔断,细铅丝没有熔断,只有电路中的电压增大到U1,此时粗铅丝已经熔断,细铅丝刚好熔断,通过电路中的电流达到最大,在并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可知通过电流为,电路将会断开,故答案为:36A。
【分析】本题需要利用导体电阻与长度以及横截面积的关系式,分析细铅丝和粗铅丝的电阻关系,根据题干中给出的细铅丝和粗铅丝的熔断电流,分别计算出两种铅丝在熔断时两端的电压,比较电压的大小;可判断,当电路中的电压达到粗铅丝刚好熔断的电压时,细铅丝还没有熔断,电路不会断开,只有当电路中的电压达到细铅丝刚好熔断的电压时,粗铅丝早已熔断、细铅丝刚好熔断,此时的电流便是电路中电流的最大值。
12.(2024九下·榆树开学考)我国家庭电路的电压为 V;用试电笔辨别火线和零线时,氖管发光,说明试电笔与 相连,此时,试电笔与人体之间的连接方式是 联;保险丝能避免由于总功率过大或 原因,而使电流过大产生的危险,保险丝应选用熔点 的材料做成;有金属外壳的用电器要使用三孔插座(如图),用于接地的导线应该接在插座的 孔(填字母)。
【答案】220;火线;串;短路;低;E
【知识点】测电笔的使用;插座的构造与工作方式;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】我国家庭电路的电压为220V;试电笔辨别火线和零线时,火线能使测电笔的氖管发光,此时,试电笔与人体是串联的;电路的总功率过大或短路时,电流过大,电路中产生热量多,由于保险丝熔点低,发生熔断,能避免危险;有金属外壳的用电器要使用三孔插座,图像中,E是连接地线的插孔。
【分析】根据我国家庭电路电压解答;火线使测电笔的氖管发光;电路中发生短路火总功率过大,保险丝熔断,保险丝的熔点低。
13.(2024九下·长春开学考)家庭电路中的保险丝的电阻比较 (填“大”或“小”),熔点较低,为了安全用电,保险丝应串联接在干路的 (填“火线”或“零线”)上;小明家的电子式电能表表盘上标“”的字样,如果某用电器单独工作10min,电能表指示灯闪烁60次,该用电器的实际功率是 W。
【答案】大;火线;100
【知识点】电能表参数的理解;额定功率;实际功率;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】 保险丝的作用是在电流异常升高到一定的高度的时候,自身熔断切断电路,从而起到保护电路安全运行的作用,因此保险丝需用电阻较大、熔点较低材料制成。为了安全用电,保险丝应串联接在干路的火线上;
电能表指示灯闪烁60次时,用电器消耗的电能:
用电器的实际功率:
故答案为:大;火线;100
【分析】 保险丝是用熔点较低、电阻率较大的铅锑合金制成的。当电流过大时,保险丝会产生较多的热量而熔断。为了安全用电,保险丝应串联接在干路的火线上;根据电能表的参数“3600imp/(kW h)”可知,电路中每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁3600imp,据此求出电能表指示灯闪烁60次时用电器消耗的电能,利用求出用电器的实际功率
14.(2024九下·南宁开学考)保险丝是用铅锑合金制作的,电阻比较 (选填“大”或“小”),熔点比较低。为了用电安全, (选填“能”或“不能”)用铜丝、铁丝等导线代替保险丝。
【答案】大;不能
【知识点】熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】保险丝是利用电阻率大(即其他条件相同时其电阻大)、熔点低的铅锑合金制成的,在电流过大时,保险丝的温度升高,达到保险丝的熔点,保险丝熔断,切断电源,起到保护电路的作用;当保险丝熔断后,不能用铜丝、铁丝代替,因为铜丝、铁丝的电阻小,熔点高,在电流过大时无法及时熔断来保护电路。
【分析】制作保险丝的材料:电阻率大、熔点低的铅锑合金。在电路中电流过大时,保险丝上产生的电热过多,达到保险丝的熔点,保险丝熔断,切断电路,对电路起到保护作用。
四、简答题
15.(2024九上·遵义期末)春节期间,小明家新增了一台空调,傍晚时分,小明和爸爸开着空调看电视,妈妈在厨房做饭,这时家里的保险丝突然烧断了,请你用所学的物理知识解释小明家保险丝烧断的原因。
【答案】由题意可知,小明家的空调、电视、厨房中的电器同时工作,用电器的总功率过大,家庭电路的电压为220V,根据P=UI可知电路中电流很大;根据Q=I2Rt可知,通电时间和保险丝电阻一定时,通过电路的电流大,保险丝产生的热量多,其温度会急剧升高,达到保险丝的熔点,则保险丝熔断。
【知识点】家庭电路电流过大的原因;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】 由题意可知,小明家的空调、电视、厨房中的电器同时工作,用电器的总功率过大,家庭电路的电压为220V,根据P=UI可知电路中电流很大;根据Q=I2Rt可知,通电时间和保险丝电阻一定时,通过电路的电流大,保险丝产生的热量多,其温度会急剧升高,达到保险丝的熔点,则保险丝熔断。
【分析】保险丝被熔断的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路。
16.(2024九下·从江开学考)李刚同学家里添置了一台电热水器,他建议家人不要将电热水器和其他大功率用电器同时使用,否则会存在安全隐患。请你根据所学的物理知识,解释同时使用大功率用电器存在什么安全隐患。
【答案】根据公式可知,当电压一定时,用电器总电功率越大,总电流越大,又根据Q=I2Rt可知,电阻和通电时间一定时,总电流越大,干路(导线)产生的热量越多,温度极易升高,容易发生火灾
【知识点】家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】根据公式可知,当电压一定时,用电器总电功率越大,总电流越大,又根据Q=I2Rt可知,电阻和通电时间一定时,总电流越大,干路(导线)产生的热量越多,温度极易升高,容易发生火灾。
【分析】将电热水器和其他大功率用电器同时使用,可能会导致总功率过大,导致电流过大,引发火灾。
五、科普阅读题
17.(2024九下·从江开学考)小军同学在学习了电路和安全用电的有关知识后,回家对家里的用电器及用电情况进行了全面调查,调查记录如下表。
用电器 照明灯 电冰箱 电视机 电饭煲 洗衣机 电脑
额定功率/W 40 160 100 800 200 120
数量 15 1 1 1 1 1
另外闸刀开关上保险丝的熔断电流为20 A,电能表上标有“220 V 10(20)A”。
(1)星期天中午,小军用电饭煲煮饭,同时观看电视新闻,为了节约能源,只开了厨房里的一盏灯,恰好电冰箱正在工作。求这时小军家电路中的总电流是多大
(2)小军的父母想在现有的电路中再安装一台1 500 W 的空调,请通过计算说明是否可行。
【答案】(1)小军家使用的用电器的总功率为P总=800 W+100 W+40 W+
160 W=1 100 W,
由P=UI可得,此时电路中的总电流为I===5 A。
(2)电能表允许家中连接的用电器的最大功率为Pmax=UImax=220 V×20 A=4 400 W,
小军家已有用电器的总功率为P总'=40 W×15+160 W+100 W+800 W+200 W+120 W=1 980 W,
若电路中再安装一台空调后,所有用电器的总功率为P总″=1 980 W+1 500 W=3 480 W,
因为P总″
【知识点】电功率的计算;家庭电路电流过大的原因
【解析】【分析】(1)根据电路的总功率等于各用电器的电功率之和求出电路中的总功率,再根据P=UI求出电路中的总电流;
(2)根据电能表上的“220V 10(20) A”可知,10A是标定电流,电路允许通过的最大电流为20A,根据P=UI求出电能表允许家用电器的最大总功率,然后将其与电路中所有用电器的功率之和进行比较得出答案。
六、综合题
18.(2024九上·连平期末)小强运用所学的电学知识对家庭电路进行研究,并参与了家里空调安装的决策
(1)观察供电箱时看到如图所示的情景,由此可知,小强家的照明电路和空调电路之间是 (选填“串联”或“并联”)的,当只有空调电路“跳闸”时,照明电路 (选填“能”或“不能”)正常工作;
(2)小强家的客厅计划安装一台空调.商场上有甲、乙两款空调,额定电压均为220V,额定功率分别为1500W和2200W,请你根据下列情况,合理选择并说明理由;
①甲款空调,制冷速度更 (选填“快”或“慢”).当运行时间相同时,消耗电能较多的是 (选填“甲”或“乙”)款空调:
②空调启动时电流比较大,而电流过大会导致线路出现危险.下表为导线线径与安全载流量的关系表,若小强家的导线线径为, 安装乙空调(选填“可以”或“不可以”),请说明理由: .
导线线径 0.5 0.75 1 1.5 2.5 4
安全载流量I/A 4 5 6 8 20 25
【答案】(1)并联;能
(2)慢;乙;不可以;导线的安全载流量小于乙空调正常工作时的电流
【知识点】家庭电路的组成;家庭电路的连接;插座的构造与工作方式;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】(1)小强家的照明电路和空调电路之间是并联的,并联电路各用电器互不影响,当只有空调电路“跳闸”时,照明电路能正常工作;
故填并联;能.
(2)电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲、乙两款空调都正常工作时,实际功率等于额定功率,甲的电功率小,制冷速度更慢;两款空调运行时间相同时,由可知,消耗电能较多的是乙款空调;乙款空调工作时的电流为:;当空调启动时电流比较大;小强家的导线线径为1.5mm2,由表中数据可知,全载流量为8A,小于空调启动时的电流,不适合安装乙空调;
故填慢;乙;否;小强家导线安全载流量小于乙空调正常工作时的电流.
【分析】(1)家庭电路的用电器是并联,并联电路各用电器互不影响。
(2)电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲、乙两款空调都正常工作时,实际功率等于额定功率,甲的电功率小,制冷速度更慢;两款空调运行时间相同时,由可知,消耗电能较多的是乙款空调;由计算出乙款空调工作时的电流,再由表格进行比较电流再判断是否合适。
19.某院内有甲 ,乙两户居民,院内原先供电线路用的是横截面积为2.5 mm2的铝芯橡皮绝缘线,从进院后的接线端经25 m先到达甲户,再从甲户经25m到达乙户.每户总用电额定功率均为2kW.为了增加用户的最大安全用电功率,现在要进行“电力增容”,使每户总用电额定功率均可增加到4 kW.增容后保持院内线路分布情况不变,只是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线.下表列出了不同横截面积的铜导线在常温下的安全载流量(即长时间通电时的最大安全电流).
导线横截面积S/mm2 铜芯橡皮绝缘线安全载流量I/A
2.5 28
4 37
6 47
10 68
假设两户所有用电器均为纯电阻电器,各用电器的额定电压都是220V,用户室内电线的电阻忽略不计.而且设进院后的接线端的电压总保持220V,试回答下列问题:
(1)画出院内的供电和用电的电路图.
(2)通过计算说明,在实用和经济的前提下,为了“电力增容”,院内的供电线路应选用哪一种铜导线?
(3)若选用的铜导线每米电阻为4.25×10-3Ω,那么增容后,在甲、乙两用户都同时使用“220V 4kW"”的电器时,乙户所得到的实际电功率是多少?
【答案】(1)
(2)两户都用电时,线路中总电流最大为
查表可知,应选用横截面积为4 mm2的铜芯橡皮绝缘线
(3)每50m长的铜导线的电阻为R=4.25×10-3 ×50=0.21(Ω)
每个用户用电器的总等效电阻为R甲=R乙= =12.1(Ω)
全院的总等效电阻为R总=2r+ =6.3(Ω)
干路电流为I总‘==34.9(A)
甲户两端的电压为U甲=U-I总' R=220-34.9×0.21=212(V)
乙户两端的电压为U乙== 208(V)
乙户消耗的功率为P乙==3.58×103 (W)
【知识点】电功率的计算;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【分析】(1)根据题意可知,进院后的接线端的电压总保持220V,可知各用电器并联,在并联电路中各用电器两端电压相等且等于电源电压;
(2)根据题意可知电力增容后的电功率为4kW,已知电源电压为220V,根据电功率的计算公式可求解线路中的最大电流,结合表格可知所选导线的横截面积;
(3)根据题意已知进院线的接线端到达甲户和乙户的距离,可计算出每个用户用电器的等效电阻以及全院的总的等效电阻,根据欧姆定律可计算干路中的电流,结合串联电路的电压关系可计算甲、乙两户两端的电压,根据电功率的计算公式可求解乙户的实际电功率。
20.(2024九上·甘井子期末)根据安全用电要求,住户家里除了要安装断路器(图甲),还必须安装漏电保护器(图乙)。漏电保护器的内部结构相当于一个自动开关,正常情况下,住户家中没有电流流向地面,即图中I3为零,进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等,漏电保护器内部自动开关处于闭合状态。如果电路中某处发生漏电(漏电是指电流从墙体、人体或接地线流向地面),即图中的I3不为零,就会造成I1和I2不相等,当I1和I2的差值达到一定值,保护器内部自动开关就会断开。排除漏电故障后,重新合闸即可恢复供电。
(1)图甲为某款断路器的工作原理图,当通过的电流过大时,双层金属片发热过多发生弯曲,触动簧锁装置,触点断开。双金属片的材料分别为铁和铜(已知在升高相同温度时,铜的热胀比铁明显),左边应该选用 (填“铜”或“铁”)。
(2)如果发生漏电,漏电电流为I3,则I1、l2、I3的大小关系为I1 I2+I3(填“>”、“<”或“=”)。
(3)由于安装人员的疏忽,在安装三孔插座时,误将连接零线和地线的孔接反,此时将洗衣机的三脚插头插入该插座,漏电保护器 (填“会”或“不会”)断开,理由是 。
【答案】(1)铜
(2)=
(3)会;零线接地,流出电流I2为零,I1和I2的差异很大,漏电保护器立即断开
【知识点】串联电路的电流规律;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】(1)根据图甲,双金属片向右完全,左侧金属膨胀明显,已知在升高相同温度时,铜的热胀比铁明显,左边应该选用铜;
(2)根据图乙,I1是进户电流,I2是回路电流,I3是漏电电流,如果发生漏电,电流的大小关系为I1=I2+I3;
(3)在安装三孔插座时,误将连接零线和地线的孔接反,当洗衣机的三脚插头插入该插座,电流经过用电器进入大地,流出电流I2为零,I1和I2的差异很大,漏电保护器立即断开。
【分析】(1)不同金属的热膨胀长度不同,根据金属片的弯曲方向,判断金属材料;
(2)进户电流等于回路电流和漏电电流之和;
(3)导线接错线时,漏电保护器会断开。
1 / 1人教版物理九年级(全册)同步练习19.2家庭电路电流过大的原因(培优卷)
一、选择题
1.直径d1=0.3mm的细铅丝通以1.5A的电流将被熔断,而直径d2=0.6mm的粗铅丝通以4A的电流将被熔断.假设这两种铅丝的长度和电阻率相同,选取上述20根细铅丝和1根粗铅丝并联接人电路,允许通过的最大电流为( ).
A.36A B.34A C.30A D.24A
2.(2020九上·福田期末)某同学家里电灯均正常工作,当他把“ ”的台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,室内电灯全部熄灭,总开关跳闸,发生这种现象原因可能是( )
A.台灯开关处有短路 B.插座处有短路
C.台灯灯座处有短路 D.台灯插头处有短路
3.(2023九上·衡阳期末)如图是小明家电路的一部分。他闭合开关时螺旋灯泡正常发光,再将电饭锅的插头插入插座中时,灯泡突然熄灭,检查时发现保险丝熔断了,原因可能是( )
A.电饭锅断路 B.灯泡的灯丝断路
C.开关短路 D.电饭锅的插头短路
4.(2024九上·湘潭期末)我国电力供电系统全球领先,为国家经济建设和人民生活提供了强有力的保障,但使用不当也会给我们带来危害,下列说法符合安全用电原则的是( )
A.家庭电路空气开关经常跳闸,更换额定电流大的空气开关就可以解决
B.标有“ ”的多用插座,符合我国家庭电路电压要求,且连接的用电器额定功率之和不应大于
C.当干路中电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路
D.家庭电路零线断了,不需断开电源,可以用手直接抓住电线两头进行连接
5.当电流超过保险丝的额定电流并达到一定值时,保险丝就会熔断起到保护电路的作用,这是一种简化的说法.右图是一种典型的保险丝熔断特性曲线,IN表示额定电流.则关于该种保险丝的有关叙述:①电流小于额定电流的1.25倍时,保险丝可保持长期不熔断;②电流等于额定电流的2倍时,保险丝约需20s熔断;③当电流等于额定电流的5倍时,保险丝的熔断时间仍大于1s;④当电流大于等于额定电流的10倍时,熔断时间小于0.4s,可认为瞬时熔断.其中正确的是( ).
A.只有①正确 B.只有①②正确
C.①②③都正确 D.①②③④都正确
6.(2022九上·兴城期末)如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。关于空气开关和漏电保护器的作用,下列分析正确的( )
A.当插座漏电时,空气开关①将跳闸
B.当空调电流过大时,空气开关②将跳闸
C.当电灯电流过大时,漏电保护器会迅速切断电路
D.空气开关跳闸,问题解决后需更换新的空气开关
7.(2022九上·遂川期末)如图是小虎家中电路的一部分,下列说法中正确的是( )
A.电冰箱接入三孔插座后,其外壳与大地相连
B.断开开关时,站在地上的人接触A点或B点都不会触电
C.可以用漏电保护器来代替保险丝
D.为了用电安全,应在乙处安装开关,甲处安装电灯
二、多选题
8.(2024九下·从江开学考)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.使用试电笔时,手指要按住笔尾的金属帽,用笔尖接触被测的导线
B.电路中电流过大使空气开关跳闸,原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大
C.有金属外壳的家用电器,无须使用三脚插头
D.对人体安全的电压是不高于36 V
9.(2024九下·南宁开学考)下列关于电现象,说法正确的是
A.额定功率大的电灯一定比额定功率小的电灯亮
B.通过电熨斗的电流远小于与之相连的导线中电流
C.手机“省电模式”能延长使用时间主要是减小了使用功率
D.选用保险丝时,其额定电流应该等于或略大于电路正常工作电流
10.(2023九上·洛阳期末)如图是小郭同学家的部分电路。下列说法正确的是( )
A.若cd间断路,则接入插座的用电器不能工作
B.熔断器熔断后,可用铜丝替换
C.若ab间断路,闭合开关S,灯泡L仍能发光
D.在使用试电笔检测火线与零线时,要触摸试电笔金属笔尾
三、填空题
11.已知导线的电阻跟其长度成正比,跟其横截面积成反比如果直径为0.3mm的细铅丝通过1.8A的电流将被熔断,直径为0.6mm的粗铅丝通过5A电流被熔断,现在用上述规格的长度相同的20根细铅丝和1根粗铅丝并联接在电路中,则当通过的电流超过 时,将会使电路断开.
12.(2024九下·榆树开学考)我国家庭电路的电压为 V;用试电笔辨别火线和零线时,氖管发光,说明试电笔与 相连,此时,试电笔与人体之间的连接方式是 联;保险丝能避免由于总功率过大或 原因,而使电流过大产生的危险,保险丝应选用熔点 的材料做成;有金属外壳的用电器要使用三孔插座(如图),用于接地的导线应该接在插座的 孔(填字母)。
13.(2024九下·长春开学考)家庭电路中的保险丝的电阻比较 (填“大”或“小”),熔点较低,为了安全用电,保险丝应串联接在干路的 (填“火线”或“零线”)上;小明家的电子式电能表表盘上标“”的字样,如果某用电器单独工作10min,电能表指示灯闪烁60次,该用电器的实际功率是 W。
14.(2024九下·南宁开学考)保险丝是用铅锑合金制作的,电阻比较 (选填“大”或“小”),熔点比较低。为了用电安全, (选填“能”或“不能”)用铜丝、铁丝等导线代替保险丝。
四、简答题
15.(2024九上·遵义期末)春节期间,小明家新增了一台空调,傍晚时分,小明和爸爸开着空调看电视,妈妈在厨房做饭,这时家里的保险丝突然烧断了,请你用所学的物理知识解释小明家保险丝烧断的原因。
16.(2024九下·从江开学考)李刚同学家里添置了一台电热水器,他建议家人不要将电热水器和其他大功率用电器同时使用,否则会存在安全隐患。请你根据所学的物理知识,解释同时使用大功率用电器存在什么安全隐患。
五、科普阅读题
17.(2024九下·从江开学考)小军同学在学习了电路和安全用电的有关知识后,回家对家里的用电器及用电情况进行了全面调查,调查记录如下表。
用电器 照明灯 电冰箱 电视机 电饭煲 洗衣机 电脑
额定功率/W 40 160 100 800 200 120
数量 15 1 1 1 1 1
另外闸刀开关上保险丝的熔断电流为20 A,电能表上标有“220 V 10(20)A”。
(1)星期天中午,小军用电饭煲煮饭,同时观看电视新闻,为了节约能源,只开了厨房里的一盏灯,恰好电冰箱正在工作。求这时小军家电路中的总电流是多大
(2)小军的父母想在现有的电路中再安装一台1 500 W 的空调,请通过计算说明是否可行。
六、综合题
18.(2024九上·连平期末)小强运用所学的电学知识对家庭电路进行研究,并参与了家里空调安装的决策
(1)观察供电箱时看到如图所示的情景,由此可知,小强家的照明电路和空调电路之间是 (选填“串联”或“并联”)的,当只有空调电路“跳闸”时,照明电路 (选填“能”或“不能”)正常工作;
(2)小强家的客厅计划安装一台空调.商场上有甲、乙两款空调,额定电压均为220V,额定功率分别为1500W和2200W,请你根据下列情况,合理选择并说明理由;
①甲款空调,制冷速度更 (选填“快”或“慢”).当运行时间相同时,消耗电能较多的是 (选填“甲”或“乙”)款空调:
②空调启动时电流比较大,而电流过大会导致线路出现危险.下表为导线线径与安全载流量的关系表,若小强家的导线线径为, 安装乙空调(选填“可以”或“不可以”),请说明理由: .
导线线径 0.5 0.75 1 1.5 2.5 4
安全载流量I/A 4 5 6 8 20 25
19.某院内有甲 ,乙两户居民,院内原先供电线路用的是横截面积为2.5 mm2的铝芯橡皮绝缘线,从进院后的接线端经25 m先到达甲户,再从甲户经25m到达乙户.每户总用电额定功率均为2kW.为了增加用户的最大安全用电功率,现在要进行“电力增容”,使每户总用电额定功率均可增加到4 kW.增容后保持院内线路分布情况不变,只是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线.下表列出了不同横截面积的铜导线在常温下的安全载流量(即长时间通电时的最大安全电流).
导线横截面积S/mm2 铜芯橡皮绝缘线安全载流量I/A
2.5 28
4 37
6 47
10 68
假设两户所有用电器均为纯电阻电器,各用电器的额定电压都是220V,用户室内电线的电阻忽略不计.而且设进院后的接线端的电压总保持220V,试回答下列问题:
(1)画出院内的供电和用电的电路图.
(2)通过计算说明,在实用和经济的前提下,为了“电力增容”,院内的供电线路应选用哪一种铜导线?
(3)若选用的铜导线每米电阻为4.25×10-3Ω,那么增容后,在甲、乙两用户都同时使用“220V 4kW"”的电器时,乙户所得到的实际电功率是多少?
20.(2024九上·甘井子期末)根据安全用电要求,住户家里除了要安装断路器(图甲),还必须安装漏电保护器(图乙)。漏电保护器的内部结构相当于一个自动开关,正常情况下,住户家中没有电流流向地面,即图中I3为零,进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等,漏电保护器内部自动开关处于闭合状态。如果电路中某处发生漏电(漏电是指电流从墙体、人体或接地线流向地面),即图中的I3不为零,就会造成I1和I2不相等,当I1和I2的差值达到一定值,保护器内部自动开关就会断开。排除漏电故障后,重新合闸即可恢复供电。
(1)图甲为某款断路器的工作原理图,当通过的电流过大时,双层金属片发热过多发生弯曲,触动簧锁装置,触点断开。双金属片的材料分别为铁和铜(已知在升高相同温度时,铜的热胀比铁明显),左边应该选用 (填“铜”或“铁”)。
(2)如果发生漏电,漏电电流为I3,则I1、l2、I3的大小关系为I1 I2+I3(填“>”、“<”或“=”)。
(3)由于安装人员的疏忽,在安装三孔插座时,误将连接零线和地线的孔接反,此时将洗衣机的三脚插头插入该插座,漏电保护器 (填“会”或“不会”)断开,理由是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】,,可得,即R1=4R2,将粗铅丝和细铅丝并联时,电阻两端的电压相等,根据欧姆定律可知细铅丝熔断时,两端的电压为,粗铅丝刚好被熔断时,两端的电压为,可知U1>U2,将它们并联时,若电路中的电压为U2,此时粗铅丝已经被熔断,细铅丝没有熔断,只有电路中的电压增大到U1,此时粗铅丝已经熔断,细铅丝刚好熔断,通过电路中的电流达到最大,在并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可知通过电流为,电路将会断开,故答案为:30A。
故选C。
【分析】本题需要利用导体电阻与长度以及横截面积的关系式,分析细铅丝和粗铅丝的电阻关系,根据题干中给出的细铅丝和粗铅丝的熔断电流,分别计算出两种铅丝在熔断时两端的电压,比较电压的大小;可判断,当电路中的电压达到粗铅丝刚好熔断的电压时,细铅丝还没有熔断,电路不会断开,只有当电路中的电压达到细铅丝刚好熔断的电压时,粗铅丝早已熔断、细铅丝刚好熔断,此时的电流便是电路中电流的最大值。
2.【答案】C
【知识点】家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】A.若是台灯开关处有短路,则无论开关闭合还是断开,灯泡都会发光,也就是说开关失去了控制灯泡通断的作用,电路并不会出现短路,A不符合题意;
B.若是插座处原来有短路,则在没有插入台灯之前,保险丝被熔断,B不符合题意;
C.若是台灯灯座处有短路,则在台灯插头插入插座,闭合开关时,电路就会出现短路,C符合题意;
D.若是台灯的插头处有短路,则在台灯插头插入插座时,电路就会出现短路,而不会等到闭合台灯开关时才出现,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】连接台灯后跳闸,说明电路中的电流过大导致的,电路中的功率不大,故很可能是台灯短路导致的。
3.【答案】D
【知识点】家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】闭合开关时灯泡正常发光,再将电风扇的插头插入插座中时,灯泡突然熄灭,检查时发现保险丝熔断了,这说明电路中的电流过大。由于电饭锅的功率接近1000W,但插头插入,电饭锅不一定开始工作,所以造成电流过大的原因可能不一定是总功率过大,也能是电路出现了短路现象;开始时电路正常工作,将插头插入插座中时电流过大,所以故障是插头短路;电饭锅断路、灯泡断路都不会引起电路中电流过大,而开关短路相当于闭合开关,不会电流过大,故D正确,故ABC错误。
故答案为:D。
【分析】保险丝熔断的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路。
4.【答案】B
【知识点】电功率的计算;家庭电路的故障分析;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A.家庭电路空气开关经常跳闸,可能发生了短路,更换额定电流大的空气开关不能解决问题,A不符合题意;
B.标有250V 10A的多用插座,承受的电压大于家庭电路的220V大于,符合我国家庭电路电压要求,连接的用电器额定功率之和不应大于P=UI=220V×10A=2200W,B符合题意;
C.当干路中电流过大时,空气开关自动断开,漏电保护器不会切断电路,C不符合题意;
D.家庭电路零线断了,不断开电源,用手直接抓住电线两头进行连接,可以造成触电,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】空气开关跳闸的原因是电流过大,可能发生短路,可能总功率过大;发生漏电事故时,漏电保护器切断电路;根据P=UI,计算电功率。
5.【答案】D
【知识点】熔断器的作用及保险丝的选择;开放性试题
【解析】【解答】由图象可知,此时电流小于额定电流的1.5倍保险丝长期不熔断,可判断①正确;电流等于额定电流的2倍时,,此时保险丝20s熔断,可判断②正确;当电流等于额定电流的5倍时,,此时熔断电流大于1s,可判断③正确;由图象可知,此时的熔断电流小于0.4s,可判断④正确,故D符合题意。
故选D。
【分析】本题逐一分析电流与额定电流的关系,结合图像即可判断熔断的时间。
6.【答案】B
【知识点】家庭电路的故障分析;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A.当插座漏电时,漏电保护器会断开电路,由于此时电路中的电流不会过大,所以空气开关①不会跳闸,A不符合题意;
B.当空调电流过大时,空调电路的电流超过一定值后,空气开关②就会跳闸,B符合题意;
C.当电灯电流过大时,与灯泡串联的空气开关③会跳闸,由于火线和零线的电流相同,所以漏电保护器不会切断电流,C不符合题意;
D.空气开关跳闸,问题解决后闭合空气开关即可,不需要更换新的空气开关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当插座漏电时,漏电保护器会断开电路;电流过大时,空气开关就会跳闸;空气开关跳闸,问题解决后闭合空气开关即可,不需要更换新的空气开关。
7.【答案】A
【知识点】家庭电路的连接;插座的构造与工作方式;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A.电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地,防止由于冰箱的外壳漏电而使人发生触电事故,A符合题意;
B.断开开关时,站在地上的人接触A点时,接触了火线,会触电,B不符合题意;
C.保险丝是防止线路短路或者超负荷用的,而漏电保护器只有漏电的时候会跳闸,所以漏电保护器和保险丝作用不相同,在电路中要同时安装,C不符合题意;
D.若在图中甲、乙两处分别装上电灯或开关,开关与火线连接,故甲处应装开关,乙处应装电灯,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】家庭电路中,灯泡的开关连接在火线一侧;有金属外壳的用电器,金属外壳要接地。
8.【答案】A,B,D
【知识点】电压和电压的单位换算;测电笔的使用;插座的构造与工作方式;家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】A、使用试电笔时手指要接触金属笔尾,笔尖接触电线,可辨别火线与零线,故A正确;
B、开关跳闸原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大,故B正确;
C、有金属外壳的家用电器,应使用三脚插头,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止触电事故的发生,故C错误;
D、只有不高于36V的电压对人体才是安全电压,故D正确;
故答案为:ABD。
【分析】使用试电笔时手指要接触金属笔尾,笔尖接触电线,可辨别火线与零线;开关跳闸原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大;有金属外壳的家用电器,应使用三脚插头,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止触电事故的发生;只有不高于36V的电压对人体才是安全电压。
9.【答案】C,D
【知识点】串联电路的电流规律;电功率与电能、时间的关系;实际功率;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A、 灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,额定功率大的灯泡,它的实际功率不一定大,故A错误;
B、电熨斗与导线串联在电路中,根据串联电路的电流规律可知,通过电熨斗的电流等于与之相连的导线中电流,故B错误;
C、当手机“电量”所剩无几时, 由W=Pt知,电能一定时,要延长使用时间,需减小功率P,因此手机的“省电模式”来是通过减小使用功率的方式来延长使用时间的,故C正确;
D、保险丝选用要合理,应使它的额定电流等于或稍大于电路中的最大正常工作电流,故D正确。
故选:CD。
【分析】 A、灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定;
B、串联电路中,电流处处相等;
C、省电模式是减慢手机电能的消耗,根据W=Pt分析,电能一定时,要延长使用时间,减小功率P;
D、制作保险丝的材料:电阻率大、熔点低的铅销合金。在电路中电流过大时,保险丝上产生的电热过多,达到保险丝的熔点,保险丝熔断,切断电路,对电路起到保护作用;保险丝选用要合理,应使它的额定电流等于或稍大于电路中的最大正常工作电流 。
10.【答案】C,D
【知识点】家庭电路的连接;测电笔的使用;家庭电路的故障分析;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】A.若cd间断路,则三孔插座的金属外壳没有接地,可能发生触电事故,但是用电器仍与火线、零线相通,可以工作,A不符合题意;
B.保险丝熔断后,不能用铜丝来代替,因为铜丝的电阻率小、熔点高,用铜丝代替保险丝,不能在电流过大时自动切断电路,B不符合题意;
C.由图知,虽然ab间断路,但电流可以从火线到灯泡,经a点回到零线,所以灯泡L仍能正常工作,C符合题意;
D.试电笔在使用时,不能接触笔尖金属体,必须要接触笔尾金属体,试电笔在接触火线时,氖管才能发光,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】三孔插座的金属外壳没有接地,可能发生触电事故,但是用电器仍与火线、零线相通,可以工作;保险丝熔断后,不能用铜丝来代替;试电笔在使用时,不能接触笔尖金属体,必须要接触笔尾金属体。
11.【答案】36A
【知识点】并联电路的电流规律;影响电阻大小的因素;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】,,可得,即R1=4R2,将粗铅丝和细铅丝并联时,电阻两端的电压相等,根据欧姆定律可知细铅丝熔断时,两端的电压为,粗铅丝刚好被熔断时,两端的电压为,可知U1>U2,将它们并联时,若电路中的电压为U2,此时粗铅丝已经被熔断,细铅丝没有熔断,只有电路中的电压增大到U1,此时粗铅丝已经熔断,细铅丝刚好熔断,通过电路中的电流达到最大,在并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可知通过电流为,电路将会断开,故答案为:36A。
【分析】本题需要利用导体电阻与长度以及横截面积的关系式,分析细铅丝和粗铅丝的电阻关系,根据题干中给出的细铅丝和粗铅丝的熔断电流,分别计算出两种铅丝在熔断时两端的电压,比较电压的大小;可判断,当电路中的电压达到粗铅丝刚好熔断的电压时,细铅丝还没有熔断,电路不会断开,只有当电路中的电压达到细铅丝刚好熔断的电压时,粗铅丝早已熔断、细铅丝刚好熔断,此时的电流便是电路中电流的最大值。
12.【答案】220;火线;串;短路;低;E
【知识点】测电笔的使用;插座的构造与工作方式;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】我国家庭电路的电压为220V;试电笔辨别火线和零线时,火线能使测电笔的氖管发光,此时,试电笔与人体是串联的;电路的总功率过大或短路时,电流过大,电路中产生热量多,由于保险丝熔点低,发生熔断,能避免危险;有金属外壳的用电器要使用三孔插座,图像中,E是连接地线的插孔。
【分析】根据我国家庭电路电压解答;火线使测电笔的氖管发光;电路中发生短路火总功率过大,保险丝熔断,保险丝的熔点低。
13.【答案】大;火线;100
【知识点】电能表参数的理解;额定功率;实际功率;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】 保险丝的作用是在电流异常升高到一定的高度的时候,自身熔断切断电路,从而起到保护电路安全运行的作用,因此保险丝需用电阻较大、熔点较低材料制成。为了安全用电,保险丝应串联接在干路的火线上;
电能表指示灯闪烁60次时,用电器消耗的电能:
用电器的实际功率:
故答案为:大;火线;100
【分析】 保险丝是用熔点较低、电阻率较大的铅锑合金制成的。当电流过大时,保险丝会产生较多的热量而熔断。为了安全用电,保险丝应串联接在干路的火线上;根据电能表的参数“3600imp/(kW h)”可知,电路中每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁3600imp,据此求出电能表指示灯闪烁60次时用电器消耗的电能,利用求出用电器的实际功率
14.【答案】大;不能
【知识点】熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】保险丝是利用电阻率大(即其他条件相同时其电阻大)、熔点低的铅锑合金制成的,在电流过大时,保险丝的温度升高,达到保险丝的熔点,保险丝熔断,切断电源,起到保护电路的作用;当保险丝熔断后,不能用铜丝、铁丝代替,因为铜丝、铁丝的电阻小,熔点高,在电流过大时无法及时熔断来保护电路。
【分析】制作保险丝的材料:电阻率大、熔点低的铅锑合金。在电路中电流过大时,保险丝上产生的电热过多,达到保险丝的熔点,保险丝熔断,切断电路,对电路起到保护作用。
15.【答案】由题意可知,小明家的空调、电视、厨房中的电器同时工作,用电器的总功率过大,家庭电路的电压为220V,根据P=UI可知电路中电流很大;根据Q=I2Rt可知,通电时间和保险丝电阻一定时,通过电路的电流大,保险丝产生的热量多,其温度会急剧升高,达到保险丝的熔点,则保险丝熔断。
【知识点】家庭电路电流过大的原因;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】 由题意可知,小明家的空调、电视、厨房中的电器同时工作,用电器的总功率过大,家庭电路的电压为220V,根据P=UI可知电路中电流很大;根据Q=I2Rt可知,通电时间和保险丝电阻一定时,通过电路的电流大,保险丝产生的热量多,其温度会急剧升高,达到保险丝的熔点,则保险丝熔断。
【分析】保险丝被熔断的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路。
16.【答案】根据公式可知,当电压一定时,用电器总电功率越大,总电流越大,又根据Q=I2Rt可知,电阻和通电时间一定时,总电流越大,干路(导线)产生的热量越多,温度极易升高,容易发生火灾
【知识点】家庭电路电流过大的原因
【解析】【解答】根据公式可知,当电压一定时,用电器总电功率越大,总电流越大,又根据Q=I2Rt可知,电阻和通电时间一定时,总电流越大,干路(导线)产生的热量越多,温度极易升高,容易发生火灾。
【分析】将电热水器和其他大功率用电器同时使用,可能会导致总功率过大,导致电流过大,引发火灾。
17.【答案】(1)小军家使用的用电器的总功率为P总=800 W+100 W+40 W+
160 W=1 100 W,
由P=UI可得,此时电路中的总电流为I===5 A。
(2)电能表允许家中连接的用电器的最大功率为Pmax=UImax=220 V×20 A=4 400 W,
小军家已有用电器的总功率为P总'=40 W×15+160 W+100 W+800 W+200 W+120 W=1 980 W,
若电路中再安装一台空调后,所有用电器的总功率为P总″=1 980 W+1 500 W=3 480 W,
因为P总″【知识点】电功率的计算;家庭电路电流过大的原因
【解析】【分析】(1)根据电路的总功率等于各用电器的电功率之和求出电路中的总功率,再根据P=UI求出电路中的总电流;
(2)根据电能表上的“220V 10(20) A”可知,10A是标定电流,电路允许通过的最大电流为20A,根据P=UI求出电能表允许家用电器的最大总功率,然后将其与电路中所有用电器的功率之和进行比较得出答案。
18.【答案】(1)并联;能
(2)慢;乙;不可以;导线的安全载流量小于乙空调正常工作时的电流
【知识点】家庭电路的组成;家庭电路的连接;插座的构造与工作方式;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】(1)小强家的照明电路和空调电路之间是并联的,并联电路各用电器互不影响,当只有空调电路“跳闸”时,照明电路能正常工作;
故填并联;能.
(2)电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲、乙两款空调都正常工作时,实际功率等于额定功率,甲的电功率小,制冷速度更慢;两款空调运行时间相同时,由可知,消耗电能较多的是乙款空调;乙款空调工作时的电流为:;当空调启动时电流比较大;小强家的导线线径为1.5mm2,由表中数据可知,全载流量为8A,小于空调启动时的电流,不适合安装乙空调;
故填慢;乙;否;小强家导线安全载流量小于乙空调正常工作时的电流.
【分析】(1)家庭电路的用电器是并联,并联电路各用电器互不影响。
(2)电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲、乙两款空调都正常工作时,实际功率等于额定功率,甲的电功率小,制冷速度更慢;两款空调运行时间相同时,由可知,消耗电能较多的是乙款空调;由计算出乙款空调工作时的电流,再由表格进行比较电流再判断是否合适。
19.【答案】(1)
(2)两户都用电时,线路中总电流最大为
查表可知,应选用横截面积为4 mm2的铜芯橡皮绝缘线
(3)每50m长的铜导线的电阻为R=4.25×10-3 ×50=0.21(Ω)
每个用户用电器的总等效电阻为R甲=R乙= =12.1(Ω)
全院的总等效电阻为R总=2r+ =6.3(Ω)
干路电流为I总‘==34.9(A)
甲户两端的电压为U甲=U-I总' R=220-34.9×0.21=212(V)
乙户两端的电压为U乙== 208(V)
乙户消耗的功率为P乙==3.58×103 (W)
【知识点】电功率的计算;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【分析】(1)根据题意可知,进院后的接线端的电压总保持220V,可知各用电器并联,在并联电路中各用电器两端电压相等且等于电源电压;
(2)根据题意可知电力增容后的电功率为4kW,已知电源电压为220V,根据电功率的计算公式可求解线路中的最大电流,结合表格可知所选导线的横截面积;
(3)根据题意已知进院线的接线端到达甲户和乙户的距离,可计算出每个用户用电器的等效电阻以及全院的总的等效电阻,根据欧姆定律可计算干路中的电流,结合串联电路的电压关系可计算甲、乙两户两端的电压,根据电功率的计算公式可求解乙户的实际电功率。
20.【答案】(1)铜
(2)=
(3)会;零线接地,流出电流I2为零,I1和I2的差异很大,漏电保护器立即断开
【知识点】串联电路的电流规律;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】(1)根据图甲,双金属片向右完全,左侧金属膨胀明显,已知在升高相同温度时,铜的热胀比铁明显,左边应该选用铜;
(2)根据图乙,I1是进户电流,I2是回路电流,I3是漏电电流,如果发生漏电,电流的大小关系为I1=I2+I3;
(3)在安装三孔插座时,误将连接零线和地线的孔接反,当洗衣机的三脚插头插入该插座,电流经过用电器进入大地,流出电流I2为零,I1和I2的差异很大,漏电保护器立即断开。
【分析】(1)不同金属的热膨胀长度不同,根据金属片的弯曲方向,判断金属材料;
(2)进户电流等于回路电流和漏电电流之和;
(3)导线接错线时,漏电保护器会断开。
1 / 1