2020-2021学年九年级物理期末复习 19.2 家庭电路中电流过大的原因 高频易错题汇编(附解析)

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名称 2020-2021学年九年级物理期末复习 19.2 家庭电路中电流过大的原因 高频易错题汇编(附解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2020-12-08 16:00:04

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19.2 家庭电路中电流过大的原因 高频易错题集
一.选择题(共10小题)
1.关于家庭电路,下列说法正确的是(  )
A.在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越大
B.在家庭电路中,空气开关跳闸一定是工作的电器总功率过大
C.如果家庭电路中不安装保险丝,那么发生短路时,会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器
D.电炉工作时,电炉丝热得发红,而连接电炉丝的导线并不太热是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小很多
2.下列有关家庭用电知识的说法正确的是(  )
A.制作保险丝应选择熔点较高、电阻较小的材料
B.使用螺丝刀形状的试电笔时手不能接触上端的金属帽,笔尖接触导线
C.控制电灯的开关应连接在火线和该电灯之间,而且螺纹灯泡螺纹只能接零线
D.小明家正使用着一台110W的电冰箱,当他将60W的台灯的插头插进插座时,灯不亮且空气开关跳闸,则故障可能是台灯断路
3.家庭电路中漏电保护器的作用是(  )
A.当电路中电流过大时自动切断电路
B.保持电路的电压不变
C.可以节省电能
D.当地面上有人触电时自动切断电路,对人身起保护作用
4.下列关于空气开关和漏电保护器的说法正确的是(  )
A.空气开关只有在电路中用电器总功率过大时才自动跳闸
B.漏电保护器只有在电路短路时才自动跳闸
C.当人体触电时,空气开关会自动跳闸
D.当站在地上的人接触外壳带电的冰箱时,漏电保护器会自动跳闸
5.小明同学所做的改变电路电流和电压的实验如图所示,当开关S闭合时,移动滑动变阻器的滑片P,电压表与电流表的示数之比不发生改变的电路是(  )
A. B.
C. D.
6.在家庭生活中,我们会遇到这些情况:在下述情况中,会造成因电路中电流过大而引发空气开关跳闸的是(  )
①控制灯的开关中两个线头相碰;
②插座中分别与火线和零线连接的两个线头相碰;
③电路中增加多个大功率的用电器;
④插头与插座接触不良。
A.①和② B.②和③ C.③和④ D.①和④
7.电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便,但如果使用不当也会带来危害,下列说法中正确的是(  )
A.低于220V的电压都是安全电压
B.使用测电笔时,不能用手接触到笔尾的金属体
C.更换或维修用电器时应该切断电源
D.家庭电路中的熔丝熔断,一定是发生了短路
8.熔断器盒内的熔丝断了,不可能的原因是(  )
A.熔丝的额定电流太大 B.熔丝额定电流太小
C.用电器的功率过大 D.电路中某处发生短路
9.家庭电路中的保险丝熔断了,以下原因中不可能的是(  )
A.使用的用电器总功率过大
B.保险丝的规格不符合规定的要求
C.拉线开关中两根导线的线头相碰了
D.插座中的两根导线的线头相碰了
10.家庭电路中保险丝突然熔断,下列原因中不可能的是(  )
A.家庭电路中的用电器开得太多,总功率过大
B.家庭电路中保险丝规格不合适,熔断电流太小
C.家庭电路中某个开关发生短路
D.家庭电路中的某个插座发生短路
二.填空题(共5小题)
11.当家中同时使用的用电器的总功率过大时,电路的总电流就会过   (填“大”或“小”),家庭电路中的   会自动断开,切断电路,起到保护电路的作用。
12.一般情况下,人体的安全电压不高于   V,家庭电路中“超负荷”是电路中电流过大,出现上述情况时,电路中保险丝会自动熔断,是因为保险丝的熔点较   ,其工作原理是利用电流的   效应。
13.在如图所示的电路中,A1中的电流I1是A3中电流强度I3的1.5倍;A2中的电流强度I2=0.6A且是A1中电流强度I1的2倍,则灯泡L1中的电流是   A;灯泡L2中的电流是   A;灯泡L3中的电流是   A.
14.在如图所示的电路中,A1中的电流I1是A3中电流I3的1.5倍;A2中的电流I2=0.6A且是A1中电流I1的2倍,则电流表A1是测量灯泡   的电流;灯泡L3中的电流是   A。
15.如图是小聪家的部分电路和电热水壶的内部原理图,若小聪将电热水壶的插头插入插座,然后闭合开关时,空气开关跳闸,则原因可能是   (选填序号即可:①三孔插座中接火线和零线的导线相碰:②电热水壶插头内两个线头相碰③电热水壶开关内两个线头相碰;④电路中增加了大功率用电器)。
三.解答题(共5小题)
16.家里的保险丝断了,用一根铜丝替代保险丝接在电路中,这样做行吗?请加以解释。
17.如图是安装了漏电保护器的家庭电路。当漏电保护器检测到通过图中A、B两处的电流不相等(即发生漏电)时,会迅速切断电路,从而起到保护作用。当家电维修人员在图中C处不慎触电时,漏电保护器   (填“会”或“不会”)切断电路。若人体电阻为5kΩ,触电时通过人体的电流为   mA。
18.如图甲是一可升降,质量为6kg的落地电风扇,扇叶半径r=25cm,扇叶静止不动时,在水平方向扇叶相当于未受到空气作用力。以最高档(最大风速)水平扇动时,扇叶在水平方向相当于受到空气的作用力为F=16N(见图甲)。乙图是其尺寸示意图,P为其重心,表格中数据为其参数:
风速挡位 3档 最大功率 50W
扇叶直径 50cm 最小功率 20W
单台净重 6.0kg 额定电压 220V
最大风速 160米/分钟 最大风量 31.4米3/分钟
(1)假设电风扇内部的电路图可化简为丙图,要使电风扇的风速最大,旋钮开关应与   接通(选填“0”、“1”、“2”、“3”)。小梦想在电路中加一个“倾倒开关”,使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路,避免更大的损坏,磁开关安装在丙图中A、B、C、D、E中的   点处。
(2)计算电风扇以最大档工作时的电流。
(3)电风扇扇叶调到离地最高时,H=120cm,电风扇重心P离电风扇中轴横向距离a=17cm,重心P离地面距离b=40cm。无论电风扇是否工作,为使电风扇不翻倒,此时底座半径R至少需要多少厘米?
(4)已知电风扇功率P与受到空气的作用力F关系如图丁所示,并且F与风速V的平方成正比。求以最小档工作时的风速是多少米/分钟?此时风量是多少米3/分钟?
19.如图1所示电路中均为实验室常用电表,已知R1>R2,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,且有两块电压表指针偏转均如图2所示;电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。
(1)I1、I2的大小关系式为   
(2)求U1、U2、U3的值及电源电压U分别为   
20.如图所示,由于人们没有按安全用电的原则用电,造成了电路中电流过大,从而使插座板发生热甚至要燃烧,利用你所学过的知识来回答下面问题。
(1)上面所说的“电路中电流过大”产生的原因是什么?
(2)在家庭电路中,人们安装了保险丝来防止这种现象所带来的危害。保险丝是根据什么原理制成的?
(3)小明家的保险丝经常熔断,在不改电路其它原件的情况下,小明的爸爸想换一个规格大些的是否可以?
试题解析
一.选择题(共10小题)
1.关于家庭电路,下列说法正确的是(  )
A.在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越大
B.在家庭电路中,空气开关跳闸一定是工作的电器总功率过大
C.如果家庭电路中不安装保险丝,那么发生短路时,会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器
D.电炉工作时,电炉丝热得发红,而连接电炉丝的导线并不太热是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小很多
解:
A、在家庭电路中,各用电器是并联的,并联电路电阻越并越小,因此家庭中同时工作的家用电器越多,电路的总电阻就越小,故A错;
B、空气开关跳闸可能是由于用电器增多或电路短路造成的,故B错;
C、如果庭电路中不安装保险丝,当发生短路时,电流不会通过用电器,此时导线中电流过大会引发火灾,故C错;
D、电炉在使用时,电炉丝和导线串联,I电炉丝=I导线,通电时间t相同,
因为Q=I2Rt,R电炉丝>R导线,
所以电流产生的热量:
Q电炉丝>Q导线,
从而出现电炉丝放出大量的热,而输电导线几乎不发热的现象;故D正确。
故选:D。
总结:此题考查了有关安全用电原则、家庭电路的连接以及保险丝的有关知识,一定要学以致用。
2.下列有关家庭用电知识的说法正确的是(  )
A.制作保险丝应选择熔点较高、电阻较小的材料
B.使用螺丝刀形状的试电笔时手不能接触上端的金属帽,笔尖接触导线
C.控制电灯的开关应连接在火线和该电灯之间,而且螺纹灯泡螺纹只能接零线
D.小明家正使用着一台110W的电冰箱,当他将60W的台灯的插头插进插座时,灯不亮且空气开关跳闸,则故障可能是台灯断路
解:A、制作保险丝应选择熔点较低、电阻较大的铅锑合金的材料制成的,故A错误;
B、使用测电笔时,手不能接触笔尖金属体,手一定要接触笔尾金属体,故B错误;
C、在家庭电路中,控制电灯的开关应该接在火线和灯泡之间。只有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,防止人触及灯泡与火线构成通路,且从安全的角度分析,螺纹灯泡螺纹要接零线,故C正确;
D、小明家正使用着一台110W的电冰箱,当他将60W的台灯的插头插进插座时,总功率不大,此时灯不亮且空气开关跳闸,则故障可能是台灯短路,故D错误。
故选:C。
总结:本题考查了生活中常见的安全用电知识,要会分析,注重了物理和生活的联系。
3.家庭电路中漏电保护器的作用是(  )
A.当电路中电流过大时自动切断电路
B.保持电路的电压不变
C.可以节省电能
D.当地面上有人触电时自动切断电路,对人身起保护作用
解:漏电保护器原理就是检测火线和零线的电流,一般情况下火线电流应该与零线电流差不多,因为大致两个接入点可以看成串联关系。漏电保护器就是利用这个特性,当火线电流比零线电流大太多的话就说明电路的某个地方可能接地漏电,电流从大地跑了,此时漏电保护器就会切断。
故A、当电路中电流过大时,但火线和零线间的电流相差不大,此时不会自动切断电路,故A错误;
B、漏电保护器不能保持电路的电压不变,故B错误;
C、漏电保护器不能节省电能,故C错误;
D、当地面上有人触电时,有一部分电流通过人体会导入大地,此时零线电流明显减小,所以此时发生漏电,即此时切断电路,对人身有保护作用,故D正确。
故选:D。
总结:知道漏电保护器的原理和作用是解决该题的关键。
4.下列关于空气开关和漏电保护器的说法正确的是(  )
A.空气开关只有在电路中用电器总功率过大时才自动跳闸
B.漏电保护器只有在电路短路时才自动跳闸
C.当人体触电时,空气开关会自动跳闸
D.当站在地上的人接触外壳带电的冰箱时,漏电保护器会自动跳闸
解:
A、家庭电路中的空气开关跳闸,原因有两个,短路或总功率过大,故A错误;
B、漏电保护器只有在电路发生漏电或有人触电时才会切断电源,所以电路发生短路时,空气开关会切断电路,而不是漏电保护器会切断电路,故B错误;
C、空气开关在电路短路和用电器的总功率过大时切断电路,故C错误;
D、当人触电时,漏电保护器会自动跳闸断开电路,从而保护人体安全,故D正确。
故选:D。
总结:本题考查漏电保护器、空气开关的特点及应用,要注意二者工作原理的不同。同时了解电路中的几种情况的不同表现:一是短路,二是用电器总功率过大,三是用电器漏电或有人触电等。
5.小明同学所做的改变电路电流和电压的实验如图所示,当开关S闭合时,移动滑动变阻器的滑片P,电压表与电流表的示数之比不发生改变的电路是(  )
A. B.
C. D.
解:A、由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表与电流表的示数之比为滑动变阻器接入电路的电阻值,移动滑片时接入电路的电阻发生变化,则电压表与电流表的示数之比发生改变,故A不符合题意;
B、由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,移动滑片时电压表的示数不变,电流表的示数发生变化,所以电压表与电流表的示数之比发生变化,故B不符合题意;
C、由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测定值电阻R1两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表与电流表的示数之比始终等于定值电阻R1的阻值,移动滑片时电表示数之比不发生改变,故C符合题意;
D、由电路图可知,电阻R2与滑动变阻器串联后与电阻R1并联,电流表测干路电流,电压表测电源的电压,移动滑片时,电压表的示数不变,电阻R2与滑动变阻器串联支路的电流发生改变,根据并联电路的电流特点可知电流表的示数发生变化,电压表与电流表的示数之比发生改变,故D不符合题意。
故选:C。
总结:解决此类问题首先要分析电路的连接方式,再判断出电压表、电流表测的是哪段电路的电压和电流,结合滑动变阻器在电路中的位置,分析滑动变阻器的阻值变化对整个电路的影响
6.在家庭生活中,我们会遇到这些情况:在下述情况中,会造成因电路中电流过大而引发空气开关跳闸的是(  )
①控制灯的开关中两个线头相碰;
②插座中分别与火线和零线连接的两个线头相碰;
③电路中增加多个大功率的用电器;
④插头与插座接触不良。
A.①和② B.②和③ C.③和④ D.①和④
解:①开关中的两个线头相碰,会导致开关无法控制用电器,用电器将一直工作,但不会导致电流过大,不会引起家庭电路中空气开关跳闸;
②插座中的两个线头相碰,会造成电路短路,从而造成电流过大,引起家庭电路中空气开关跳闸;
③电路中增加了大功率用电器,会导致用电器的总功率过大,会导致电流过大,引起家庭电路中空气开关跳闸;
④插头与插座接触不良会造成该用电器不能工作,不会引起家庭电路中空气开关跳闸。
故②③正确,
故选:B。
总结:本题考查了家庭电路电流过大的原因,密切联系学生生活实际,体现了物理和生活的联系。
7.电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便,但如果使用不当也会带来危害,下列说法中正确的是(  )
A.低于220V的电压都是安全电压
B.使用测电笔时,不能用手接触到笔尾的金属体
C.更换或维修用电器时应该切断电源
D.家庭电路中的熔丝熔断,一定是发生了短路
解:A、对人体安全的电压为不高于36V;故A错误;
B、使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,这样氖管方可发光;故B错误;
C、为安全用电,更换和维修电器时,要切断电源;故C正确;
D、当电路发生短路和用电器的总功率过大时,家庭电路中的熔丝会熔断;故D错误;
故选:C。
总结:明确安全电压、知道安全用电常识、保险丝熔断的原因;是解答此题的关键。
8.熔断器盒内的熔丝断了,不可能的原因是(  )
A.熔丝的额定电流太大 B.熔丝额定电流太小
C.用电器的功率过大 D.电路中某处发生短路
解:A、熔丝的额定电流太大,比电路中的最大电流大,熔断器的熔丝不会熔断,故符合题意;
B、熔丝的额定电流太小,比电路中的最大电流小,熔断器的熔丝会熔断;故不符合题意;
C、用电器的功率过大会导致家庭电路中电流过大,导致熔丝熔断,故不符合题意;
D、电路中某处发生短路会导致家庭电路电流过大,导致熔丝熔断,故不符合题意;
故选:A。
总结:本题考查对家庭电路故障(短路)的分析判断能力,保险丝烧坏的原因有两个:总功率过大和发生短路。
9.家庭电路中的保险丝熔断了,以下原因中不可能的是(  )
A.使用的用电器总功率过大
B.保险丝的规格不符合规定的要求
C.拉线开关中两根导线的线头相碰了
D.插座中的两根导线的线头相碰了
解:A、根据P=UI可得:I=,家庭电路中的电压是一定的,U=220V,所以用电器总功率过大,电路中的总电流就会过大,电流通过保险丝产生的热量就会过多,保险丝温度升高而熔断,故A可能;
B、如果保险丝的额定电流小于电路中的正常工作电流,电流通过保险丝产生的热量多,保险丝会熔断,故B可能;
C、拉线开关中两根导线的线头相碰,使电路闭合,用电器工作,不会使保险丝熔断,故C不可能;
D、插头中的两根导线线头相碰,电路中发生短路,导致电路中电流过大,熔断保险丝,故D可能。
故选:C。
总结:解决本题的关键是要知道保险丝是怎样来保护家庭电路的,并结合各种情况分析电路中电流大小的变化。
10.家庭电路中保险丝突然熔断,下列原因中不可能的是(  )
A.家庭电路中的用电器开得太多,总功率过大
B.家庭电路中保险丝规格不合适,熔断电流太小
C.家庭电路中某个开关发生短路
D.家庭电路中的某个插座发生短路
解:A、据题意可知,家庭电路中的用电器开得太多,总功率过大,电流过大,所以会使得保险丝熔断,故A正确;
B、若家庭电路中保险丝规格不合适,熔断电流太小,故家庭电路中的电流稍大就会使得保险丝熔断,故B正确;
C、家庭电路中某个开关发生短路,即使得开关失去控制作用,使得用电器始终工作,但不会造成用电器短路,不会使得电路电流过大,保险丝熔断,故C错误;
D、家庭电路中的某个插座发生短路,会导致家庭电路电流过大,保险丝熔断,故D正确。
故选:C。
总结:此题考查了家庭电路电流过大的原因,是一道基础题目。
二.填空题(共5小题)
11.当家中同时使用的用电器的总功率过大时,电路的总电流就会过 大 (填“大”或“小”),家庭电路中的 空气开关 会自动断开,切断电路,起到保护电路的作用。
解:电路中同时使用的用电器总功率过大,电路总功率过大,由P=UI可知会使电路电流过大,空气开关能自动断开,起到保险的作用。
故答案为:大;空气开关。
总结:掌握电路电流过大的原因和电路电流过大产生的后果是解决该题的关键。
12.一般情况下,人体的安全电压不高于 36 V,家庭电路中“超负荷”是电路中电流过大,出现上述情况时,电路中保险丝会自动熔断,是因为保险丝的熔点较 低 ,其工作原理是利用电流的 热 效应。
解:一般情况下,对于人体的安全电压是不高于36V;
保险丝的作用是在电流异常升高到一定的高度的时候,自身熔断切断电流,从而起到保护电路安全运行的作用,因此保险丝的熔点较低。根据公式Q=I2Rt可以知道,当电路中的电流I过大时,保险丝中产生的热量会增多,达到保险丝的熔点,它就会自动切断电路,起到保险作用。
故答案为:36;低;热。
总结:此题主要考查的知识点有三个:一是对于人体的安全电压是多大;二是保险丝的特点和作用;三是电流的热效应,是一道综合题,但难度不大。
13.在如图所示的电路中,A1中的电流I1是A3中电流强度I3的1.5倍;A2中的电流强度I2=0.6A且是A1中电流强度I1的2倍,则灯泡L1中的电流是 0.5 A;灯泡L2中的电流是 0.1 A;灯泡L3中的电流是 0.2 A.
解:∵电流表的内阻很小相当于导线,
∴电路简化如下图:
三盏灯的连接方式为并联,电流表A1测的是L2与L3的电流之和,电流表A2测的是L1与L2的电流之和,A3测L3的电流,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴由题意可:
A1的电流I1=I2′+I3′,
A2的电流I2=I1′+I2′,
A3的示数I3=I3′,
∵I1=1.5I3=1.5I3′,
∴I2′=0.5I3′,I3′=2I2′,
∵I2=0.6A,I1=I2′+I3′,I2=2I1,
∴I2=2(I2′+I3′)=2I2′+2I3′=2I2′+4I2′=6I2′=0.6A,
解得:I2′=0.1A,
I3′=2I2′=2×0.1A=0.2A,
I1′=0.6A﹣0.1A=0.5A。
故答案为:0.5;0.1;0.2。
总结:我们首先对电路进行简化处理,用电流法去分析电路;因为电流表的内阻很小,把电流表当作导线;电流表测量的是与它串联的用电器的电流,若电流表在干路上则测量的是干路电流。
14.在如图所示的电路中,A1中的电流I1是A3中电流I3的1.5倍;A2中的电流I2=0.6A且是A1中电流I1的2倍,则电流表A1是测量灯泡 L2、L3 的电流;灯泡L3中的电流是 0.2 A。
解:∵电流表的内阻很小相当于导线,
∴电路简化如下图:
三盏灯的连接方式为并联,电流表A1测的是L2与L3的电流之和,电流表A2测的是L1与L2的电流之和,A2测L3的电流,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴由题意知:
A1的电流I1=I2′+I3′,
A2的电流I2=I1′+I2′,
A3的示数I3=I3′,
∵I1=1.5I3=1.5I3′,
∴I2′=0.5I3′,I3′=2I2′,
∵I2=0.6A,I1=I2′+I3′,I2=2I1,
∴I2=2(I2′+I3′)=2I2′+2I3′=2I2′+4I2′=6I2′=0.6A,
解得:I2′=0.1A,
I3′=2I2′=2×0.1A=0.2A,
I1′=0.6A﹣0.1A=0.5A。
故答案为:L2、L3;0.2。
总结:我们首先对电路进行简化处理,用电流法去分析电路;因为电流表的内阻很小,把电流表当作导线;电流表测量的是与它串联的用电器的电流,若电流表在干路上则测量的是干路电流。
15.如图是小聪家的部分电路和电热水壶的内部原理图,若小聪将电热水壶的插头插入插座,然后闭合开关时,空气开关跳闸,则原因可能是 ④ (选填序号即可:①三孔插座中接火线和零线的导线相碰:②电热水壶插头内两个线头相碰③电热水壶开关内两个线头相碰;④电路中增加了大功率用电器)。
解:
①若三孔插座中接火线和零线的导线相碰属于短路,在插入电热水壶的插头之前就会造成空气开关跳闸,不符合题意,故①错误;
②若电热水壶插头内两个线头相碰,将插头插入插座时立即造成电源短路,在没有闭合开关前,空气开关就会跳闸,不符合题意,故②错误;
③若电热水壶开关内两个线头相碰,插入电热水壶时就会马上工作,而不是闭合开后才会造成电流过大,故③错误;
④电热水壶属于大功率用电器,将电热水壶的插头插入插座,然后闭合开关,此时电路中增加了大功率用电器,会使得电路中的电流增大,造成空气开关跳闸,故④正确。
故答案为:④。
总结:本题考查了家庭电路电流过大的原因,解答的关键是结合题意,明确是“将电热水壶的插头插入插座,然后闭合开关时,空气开关跳闸”。
三.解答题(共5小题)
16.家里的保险丝断了,用一根铜丝替代保险丝接在电路中,这样做行吗?请加以解释。
答:这样做不行;因为在其他条件相同的情况下,铜丝的电阻较小,电流通过铜丝时产生的热量较少,同时铜的熔点又较高,所以在电路中电流过大时铜丝不易熔断,起不到及时切断电路的保护作用。
总结:本题考查了保险丝的作用即材料的选择,掌握安装保险丝的原因和铜丝或铁丝的特点是解答此题的关键。
17.如图是安装了漏电保护器的家庭电路。当漏电保护器检测到通过图中A、B两处的电流不相等(即发生漏电)时,会迅速切断电路,从而起到保护作用。当家电维修人员在图中C处不慎触电时,漏电保护器 会 (填“会”或“不会”)切断电路。若人体电阻为5kΩ,触电时通过人体的电流为 44 mA。
解:(1)当家电维修人员在图中C处不慎触电时,电流就会从C处通过人体流向大地,导致通过B处的电流比A处的小,因此漏电保护器会切断电路。
(2)家庭电路的电压U=220V,人体电阻R=5kΩ=5000Ω,
因此通过人体的电流:
I===0.044A=44mA。
故答案为:会;44。
总结:本题关键有两点:一是抓住漏电保护器的工作条件:通过虚线框内火线与零线的电流不相等;二是会利用欧姆定律进行简单的计算。
18.如图甲是一可升降,质量为6kg的落地电风扇,扇叶半径r=25cm,扇叶静止不动时,在水平方向扇叶相当于未受到空气作用力。以最高档(最大风速)水平扇动时,扇叶在水平方向相当于受到空气的作用力为F=16N(见图甲)。乙图是其尺寸示意图,P为其重心,表格中数据为其参数:
风速挡位 3档 最大功率 50W
扇叶直径 50cm 最小功率 20W
单台净重 6.0kg 额定电压 220V
最大风速 160米/分钟 最大风量 31.4米3/分钟
(1)假设电风扇内部的电路图可化简为丙图,要使电风扇的风速最大,旋钮开关应与 3 接通(选填“0”、“1”、“2”、“3”)。小梦想在电路中加一个“倾倒开关”,使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路,避免更大的损坏,磁开关安装在丙图中A、B、C、D、E中的 D 点处。
(2)计算电风扇以最大档工作时的电流。
(3)电风扇扇叶调到离地最高时,H=120cm,电风扇重心P离电风扇中轴横向距离a=17cm,重心P离地面距离b=40cm。无论电风扇是否工作,为使电风扇不翻倒,此时底座半径R至少需要多少厘米?
(4)已知电风扇功率P与受到空气的作用力F关系如图丁所示,并且F与风速V的平方成正比。求以最小档工作时的风速是多少米/分钟?此时风量是多少米3/分钟?
解:(1)旋钮开关接触点“3”时电路中只有电动机连入,电路中的电流最大,则电风扇的风速最大;
图丙中,使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路,避免更大的损坏,在电热器被碰倒时,切断火线,磁开关安装在D点处。
(2)由数据中可知最大功率Pmax=50W,
则由P=UI得:最大电流Imax==≈0.23A;
(3)∵电风扇重心在P点,离电风扇中轴横向距离a=17cm,
∴电风扇不工作,为使电风扇不翻倒,此时底座半径R至少为17cm,
以最高档(最大风速)水平扇动时,以O为支点,
为使电风扇不翻倒,电风扇在风力与重力处于平衡,由杠杆平衡条件得:F×H=G×(R+a),
∴R=﹣a=﹣a=﹣17cm=15cm;
∴无论电风扇是否工作,为使电风扇不翻倒,此时底座半径R至少需要17cm;
(4)根据风力F与风速v的平方成正比可得:
F=kv2,
由题干和图象可知:Fmax=16N,vmax=160m/min,
Fmin=4N,
则Fmax=k(vmax)2,Fmin=k(vmin)2,
两式相比得:vmin=×vmax=×160m/min=80m/min,
∴Q风量=Sv=πr2v=3.14×(0.25m)2×80m/min=15.7m3/min。
答:(1)3;D;
(2)电风扇以最大档工作时的电流为0.23A。
(3)无论电风扇是否工作,为使电风扇不翻倒,底座半径R至少需要17cm。
(4)最小档工作时的风速是80m/min;此时风量是15.7m3/min。
总结:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、杠杆平衡条件的灵活应用,关键是旋钮开关分别置于挡位1和挡位2时电路连接方式的判断和最大、最小电功率的判断,能正确根据已知关系处理数据。
19.如图1所示电路中均为实验室常用电表,已知R1>R2,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,且有两块电压表指针偏转均如图2所示;电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。
(1)I1、I2的大小关系式为 I1=I2 
(2)求U1、U2、U3的值及电源电压U分别为 U=U2=13.5V,U3=2.7V,U1=10.8V 
解:由电路图可知,电流从电源的正极出发,依次经电流表A1、电阻R1、电阻R2、电流表A2回到电源的负极,即电路只有一条路径,两电阻串联,且两电流表均测电路中的电流;由电压表与被测电路元件并联可知,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源的电压,电压表V3测R2两端的电压。
(1)∵串联电路中各处的电流相等,
∴两电流表的示数关系:I1=I2;
(2)由图2可知,
当电压表的量程为0~15V时,分度值为0.5V,示数为13.5V;
当电压表的量程为0~3V时,分度值为0.1V,示数为2.7V;
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴三电压表的示数关系:U2=U1+U3,
若V1或V3的示数13.5V,则U2=U1+U3=13.5V+2.7V=16.2V>15V,
故应为V2示数为13.5V,即U=U2=13.5V,
∵I=,且R1>R2,
∴U1>U3,则U3=2.7V,U1=U﹣U3=13.5V﹣2.7V=10.8V。
故答案为:(1)I1=I2;(2)U=U2=13.5V,U3=2.7V,U1=10.8V。
总结:本题考查了电路图的简化和串联电路特点的应用,关键是会根据电流流向法判断电路的连接方式以及根据电表的正确使用确定测量的电路元件。
20.如图所示,由于人们没有按安全用电的原则用电,造成了电路中电流过大,从而使插座板发生热甚至要燃烧,利用你所学过的知识来回答下面问题。
(1)上面所说的“电路中电流过大”产生的原因是什么?
(2)在家庭电路中,人们安装了保险丝来防止这种现象所带来的危害。保险丝是根据什么原理制成的?
(3)小明家的保险丝经常熔断,在不改电路其它原件的情况下,小明的爸爸想换一个规格大些的是否可以?
答:(1)分析上图可知,此时导致家庭电路中电流过大的原因是由于总功率过大造成的;
(2)保险丝应串联在电路中,据焦耳定律可知,保险丝应选用电阻较大的、熔点较低的材料制成,即在电流过大时,产生热量较多,即此时会自动熔断,保护电路,即它是利用电流的热效应的原理制成的;
(3)短路或总功率过大都会导致保险丝熔断,所以我们使用对应的规格的保险丝,且必须检查清楚电路的故障后再闭合开关,千万不能直接换上规格大些的保险丝直接供电。
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