专题13 《生活用电》压轴培优题型训练（九大题型）（教师版）

专题13《生活用电》压轴培优题型训练【九大题型】一．家庭电路中各元件的连接方式（共5小题）二．家庭电路的连线作图（共3小题）三．试电笔判断电路故障（共3小题）四．三线插头和三孔插座的好处（共9小题）五．家庭电路的故障分析（共8小题）六．总功率过大对家庭电路的影响（共3小题）七．短路对家庭电路的影响（共2小题）八．保险丝的功能与使用方法（共4小题）九．安全用电原则（共2小题）一．家庭电路中各元件的连接方式（共5小题）1．如图所示为小强家某个房间内的实物电路。请在右侧虚线框内画出该房间内家庭电路的电路图。【答案】见试题解答内容【解答】解：开关和灯泡应该串联连接，开关接电源的火线，确保开关断开时，灯泡不带电，灯泡的螺旋套接电源的零线。电路图如下：2．（1）请在图1所示的照明电路上，按安全用电的原则，将灯泡、拉线开关、三孔插座接入电路。（2）某家庭用的壁灯上有两盏白炽灯，用一个开关控制它们的通断。请在图2中画出该电路的连接。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）开关与灯泡的接法：火线进开关，再接入灯泡的顶端金属点；零线直接进入灯泡的螺旋套。三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图1所示：（2）两盏白炽灯是并联的，两盏白炽灯有一个开关控制，因此开关接在干路上。从安全角度考虑，开关与火线相连，如下图2所示：3．白炽灯是日常生活中最重要的光源，小明对图甲所示的白炽灯和灯口进行了仔细观察后，结合所学有关知识，明白了许多道理：（1）在家庭电路它与其他用电器之间是并联，灯尾金属块必须与火线相连，且灯口外壳和灯口上盖都是由塑料或橡胶制成，是由于它们都是绝缘体，这些措施都是为了安全用电；（2）白炽灯用久了会发暗，其原因之一是钨丝先升华后凝华（填物态变化名称）在灯泡内壁上，影响了玻璃的透光性；原因之二是灯丝变细，电阻变大，在电压不变时，实际功率变小（选填“变大”“变小”或“不变”）。（3）如图乙是光明牌白炽灯的铭牌，则25W表示额定功率是25W。正常工作20h消耗的电能是0.5kW•h。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）家庭电路中灯泡与其它用电器都可以单独工作，因此为并联连接；灯尾的金属块与火线相连，零线和螺旋相连。在更换灯泡时，不会接触火线，这样比较安全。灯口外壳和灯口上盖都是由塑料或橡胶制成，是由于它们都是绝缘体，这些措施都是为了用电安全。（2）白炽灯用久了会发暗，其原因之一是钨丝先升华后凝华在灯泡内壁上，影响了玻璃的透光性；原因之二是灯丝变细，电阻变大，在电压不变时，由P＝可知灯泡的实际功率变小，故灯泡变暗。（3）如图乙是光明牌白炽灯的铭牌，则220V表示额定电压是220V，25W表示额定功率是25W；灯泡正常工作20h消耗的电能：W＝Pt＝0.025kW×20h＝0.5kW•h。故答案为：（1）并；火；绝缘体；（2）凝华；变小；（3）额定功率是25W；0.5。4．小明家搞装修，为了美观，想把所有电线都埋藏在墙壁里（俗称走暗线）。小明在查阅有关资料时了解到：埋藏在墙壁里的电线，要整条铺设，不能在墙壁里中途接驳。（1）请你运用相关知识解释其道理：由于接线处导线电阻增大（填“增大”或“减小”），电流在该处产生的热量较多（填“多”或“少”），存在安全隐患；（2）如图1是小明房间的照明灯泡的电路，小明同学为了安装一个插座给书桌上的台灯供电，方便晚上学习，他把家中控制电灯的开关拆下后引出两条导线，然后接上插座，如图2，试说明他这样做会有什么现象发生？（3）请你在图中画出安装一个插座改接后的电路简图。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）由于接驳处导线接触不良，横截面积减小，故接驳处的电阻增大；由焦耳定律可知，电流一定时，电阻越大，电流在该处的发热量较多；故答案为：增大；多。（2）答：照明灯与插座串联在电路中，导致照明灯与插座都不能单独工作，即使同时工作时，两灯都不能正常发光；（3）灯泡和插座并联，开关与灯泡串联。如图所示：5．我国计划从2016年10月1日起，彻底淘汰普通照明用的耗能高、使用寿命短的白炽灯（钨丝灯）．现在普遍使用的电子节能灯又称为紧凑型荧光灯（日光灯）如图甲所示，它利用钨丝受热发射电子激发水银蒸气发出紫外线，紫外线照射到灯管内壁涂抹的荧光物质而发光。电子节能灯虽然可以节能，但是废旧的电子节能灯如果随意丢到垃圾桶，破碎、焚烧后产生的汞蒸气会进入大气，然后沉降进入土壤或河流并转化成有机汞化合物（如甲基汞），甲基汞会导致人体慢性中毒。一只汞含量为0.5毫克的电子节能灯中的汞如果渗入地下就会污染约180吨水及周围土壤，我国电子节能灯的销量已达10亿只以上，这个巨大的汞污染危机不容小觑。LED灯利用发光二极管技术发光，是一种真正意义上的新型环保节能灯具。某课外活动小组了解到某品牌的15WLED管灯的照明效果与40W电子节能管灯相当（如图乙所示）、与120W白炽灯相当。请回答下列相关问题：（1）请用笔画线表示导线，将图2所示的两盏电灯和开关正确接入家庭电路中；（2）如图丙所示，某地下停车场安装了1000只40W电子节能管灯，每年365天需要全天点亮。按照商业用电1元/（kW×h）计算，求该停车场每年交纳的电费为多少万元？（3）请根据下列表格中的数据，通过计算来分析：是否有必要用15WLED管灯替换第（2）问中的所有40W电子节能管灯？产品类型LED管灯电子节能管灯白炽灯额定功率/W1540120使用寿命/h3000080002000每只售价/元50201（4）对于家里废旧的电子节能灯应该如何处置？【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）两灯泡并联，两个开关分别控制两个灯泡；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。如图所示：（2）1000只40W电子灯一年消耗的电能：W＝Pt＝1000×0.04kW×365×24h＝350400kW•h；停车场每年交纳的电费为350400kW•h×1元/kW•h＝35.04万元。（3）1个LED灯工作30000小时需要的电费：0.015kW×30000h×1元/kW•h＝450元，总价格：450元+50元＝500元；电子节能管灯工作30000小时需要的个数：n＝≈3.75，因此需要4个电子节能管灯；总共需要的价格：0.04kW×30000h×1元/kW•h+4×20元＝1280元＞500元，因此有必要用15WLED管灯替换所有40W电子节能管灯；（4）应将其妥善放入电子节能灯回收箱中，防止其破碎而导致汞的泄漏，禁止随意丢到垃圾桶中。答：（2）停车场每年交纳的电费为35.04万元；（3）有必要用15WLED管灯替换所有40W电子节能管灯；（4）应将其妥善放入电子节能灯回收箱中，防止其破碎而导致汞的泄漏，禁止随意丢到垃圾桶中。二．家庭电路的连线作图（共3小题）6．小明常用的一个插线板由一个三孔和一个二孔插座组成，并带有开关、保险丝功能。如果接入的用电器电流过大，保险丝会熔断，所有插座停止提供工作电压。如果开关断开时所有插孔都不能提供工作电压，闭合时能提供工作电压；根据上述现象请在图中画出开关、保险丝和插孔的连接方式，并把插线板与电源线接通。【答案】见试题解答内容【解答】解：开关接在火线上，保险丝接在火线上，三孔插座是左零线、右火线、上接地，如下图所示：7．如图甲所示是家用插线板。在图乙中画出插线板内部开关和两插座的连线，并接入家庭电路，要求：①插线板上的开关可同时控制两插座的通、断；②开关接通时两插座都能提供220V电压。【答案】见试题解答内容【解答】解：根据家庭电路的连线规则和用电器的使用原则，连接电路如下图：8．小明的爸爸从国外带回两个标有“110V40W”的灯L1、L2，现将这两盏灯连接在我国家庭电路中（图），要求开关断开后两盏灯都熄灭，开关闭合后两盏灯都能正常发光。【答案】见试题解答内容【解答】解：据题意可知，两个灯泡的规格相同（即电阻相同），则两灯串联时，两个灯泡分得的电压相同；每个灯泡的额定电压是110V，而我国家庭电路的电压是220V，要两灯都正常发光，两个灯泡应串联；且为了安全，应将开关接到火线和用电器之间，如图所示：。三．试电笔判断电路故障（共3小题）9．下面是小王在练习使用测电笔的实验研究中的记录，已知测电笔正常，二人的操作无错误，请你和他们一起分析。操作测插座左插孔测插座右插孔A插座氖管不发光氖管不发光B插座氖管不发光氖管发光C插座氖管发光氖管发光（1）实验所用三个插座中正常的是B插座。（2）从其余几只异常插座中任选一只分析其故障或装配错误的可能原因C插座，故障可能原因是进户零线断路。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）正常情况下，插座左孔接零线，右孔接火线；用测电笔测左孔，氖管不发光，用测电笔测右孔，氖管发光；结合表中现象可知，B插座正常。（2）测电笔测A插座左右两孔，氖管都不发光，说明均没有电流通过，故障可能原因是火线断路。测电笔测C插座左右两孔，氖管都发光，说明火线正常，零线可能有断路故障。当进户零线断路时，如图所示，左孔通过灯泡等用电器与火线相连（图中的红线），此时测电笔测C插座的左右两孔，氖管都发光，所以故障原因可能是进户零线断路。故答案为：（1）B插座；（2）C插座，故障可能原因是进户零线断路（或：A插座，故障可能原因是火线断路）。10．测电笔中有一个高阻值的电阻，这样可使测电笔测家庭电路（家庭电路的电压为220V）的火线时，加在人体身上的电压在安全电压（36伏）以内。若测电笔氖管发光时的电流为0.2毫安。则：（1）测电笔中的高阻值电阻与氖管是串联（填“串联”或“并联”）。（2）测电笔中的高阻值电阻的电阻不应小于多少欧姆？（不计氖管电阻）【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）测电笔中的高阻值电阻起到分压的作用，故高阻值电阻与氖管是串联；（2）人体接触安全电压最大为36V，家庭电路的电压为220V，串联电路中总电压等于各分电压之和，所以大电阻两端的电压：UR＝U﹣U人＝220V﹣36V＝184V，在串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律I＝可得，测电笔中电阻的最小值：R＝＝＝9.2×105Ω。故答案为：（1）串联；（2）测电笔中的高阻值电阻的电阻不应小于9.2×105Ω欧姆。11．已知某测电笔内部电阻为5×105欧，人体电阻为4000欧。如图所示家庭照明电路中，闭合开关S，电灯L发光。（1）此时人拿到测电笔测试A点时，测电笔的氖管不发（填“发”或“不发”）光。（2）如此时将零线保险盒盖拔掉（断路），人拿测电笔测试A点时（A点在灯泡右边），测电笔的氖管发（填“发”或“不发”）光。通过他的电流是多少毫安？（写出计算过程）【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）闭合开关S，电灯L发光，人拿测电笔测试A点时，由于A点与零线相连，所以A点与大地之间的电压为0V，故通过人体和测电笔的电流为0A，测电笔的氖管不会发光；（2）若此时将零线保险盒盖拔掉（零线断路），人拿测电笔测试A点时（A点通过灯泡与火线相连），此时A点与大地之间的电压变为220V，电流会经测电笔、人体流向大地，所以测电笔的氖管发光；此时火线、大地之间的总电阻：R＝R笔+R人+RL＝5×105Ω+4000Ω+1200Ω＝505200Ω，通过人体的电流：I＝＝≈4.4×10﹣4A＝0.44mA。故答案为（1）不发；（2）发；通过他的电流是0.44mA。四．三线插头和三孔插座的好处（共9小题）12．电冰箱是我们普遍使用的家用电器。（1）普通家用电冰箱的电源使用的是交流电（选填“直流电”或“交流电”）．它与其它家用电器应并联。为了使用的安全，应使用三孔的插座。（2）某电冰箱的铭牌上标有“220V，120W“字样。当压缩机正常工作时，通过电冰箱的电流为0.54A．此冰箱一昼夜正常工作6h消耗的电能为0.72度。（3）热的食物放入电冰箱之前应将其自然冷却到室温。如果在密闭的房间里长时间打开电冰箱门，房间的温度不会（选填“会”或“不会”）降低。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）普通家用电冰箱的电源使用的是交流电；它与其它家用电器应并联，这样才会在工作时互不影响；电冰箱有金属外壳，为了使用的安全，应使用三孔的插座。（2）由公式P＝UI得，当压缩机正常工作时，通过电冰箱的电流为：I＝＝≈0.54A。此冰箱一昼夜正常工作6h消耗的电能为：W＝Pt＝0.12kW×6h＝0.72kW•h＝0.72度。（3）热的食物放入电冰箱之前应将其自然冷却到室温，这样有利用节能；电冰箱在工作时，会将内部的热量，通过致冷剂搬送到外部，散发到室内，因此，如果在密闭的房间里长时间打开电冰箱门，房间的温度不会降低。故答案为：（1）交流电；并；三；（2）0.54；0.72；（3）室温；不会；13．电热器是现在家庭中常用的家用电器。小明家新买了一台热水器，热水器上有这样的铭牌：额定电压220V频率50Hz防触电保护类型Ⅰ类额定功率2000W净重22kg容积20L小明准备同爸爸一起安装热水器。请你回答下列问题：（1）他们应当选用图中2号插座为热水器插座，因为这种插座：有接地线。（2）小明家客厅中安装的是一盏“220V60W”的白炽灯，如果只有这盏灯和电热器连入电路，当他们正常工作时，电路中的电流多大？同时工作30min电流共做了多少功？（3）电热水器中装满水时，电阻丝产生的热量只有80%被水吸收，那么将热水器中的水从20℃加热到80℃需要通电多长时间？[C水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）为了防止发生触电现象，电热水器必须接地线，而2插座有接地线的插孔，因此应选择2号插座；故答案为：2，有接地线。（2）I＝＝＝＝9.36AW＝P总•t＝（P1+P2）t＝（2000W+60W）×60×30s＝3.708×106J（3）Q水吸＝C水M水（t﹣t0）＝C水•ρ水•V水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.0×103kg/m3×20×10﹣3m3×（80℃﹣20℃）＝5.04×106JW电＝＝＝6.3×106J∴t'＝＝＝3.15×103S＝52.5min答：（2）当他们正常工作时，电路中的电流为9.36A；同时工作30min电流共做功3.708×106J；（3）将热水器中的水从20℃加热到80℃需要通电52.5min。14．如图是一种煲汤用的电热锅的工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后使电热锅自动断电一段时间后再通电工作。电热锅的部分参数如表中所示。容积4.5L额定电压220V保温功率80W加热功率500W（1）三脚插头上标着E的导线和电热锅的金属外壳相连，插头插入插座时，插座上跟E相连的导线应和地线（选填“火线”、“零线”或“地线”）相连；（2）调节切换开关可以使电热锅分别处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“3”时为保温挡，保温时的电流约为0.36A；（3）当该电热锅处于高温挡时，正常加热5min将会产生1.5×105J的热量。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）电饭锅使用三脚插头，E导线和电饭锅的金属外壳相连，插入插座时，与大地连接，当用电器漏电时，人接触用电器，人被接地导线短路，即使接触了漏电的用电器也不会发生触电事故；（2）由P＝可知，电压一定时，电阻越大，功率越小，因为R1大于R2，所以R1的功率小于R2的功率，所以，切换开关连接触点“3”时是保温状态；由表格数据可知电热锅的保温功率是80W；保温时的电流约为：I＝＝＝0.36A；（3）当该电热锅处于高温挡时，正常加热5min产生的热量是：Q＝W＝P加热t＝500W×60s×5＝1.5×105J。故答案为：（1）地线；（2）3；0.36；（3）1.5×105。15．如图所示是某电热器的工作原理图，R1、R2是发热电阻，且R1＝R2，虚线框为电热器的金属外壳，它用一个旋转开关可以实现电热器多挡位工作的要求。旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点①、②、③、④，右边缘是一金属板，可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。如旋到图中位置S时，金属滑片将①②两触点同时与右边缘金属板接通。（1）如果请你为这台电热器配备一个三脚插头，如图所示，应该将电路图中的地线接到插头G（选填“G”、“L”或“N”）脚。小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的A点处；（2）旋钮开关旋到位置S时的电功率为1000W，则R1＝48.4Ω；（3）当旋钮开关旋到位置T时，电热器处于B.低温挡（选填“A.高温挡”或“B.低温挡”），通电1min产生的热量是3000J；（4）某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表，请你计算说明应选横截面积为1mm2的铜芯导线作为该电热器的输出导线，才符合既适用又经济的原则。导线规格导线横截面积S/mm20.511.52.5安全载流量I/A481220【答案】（1）G；A；（2）48.4；（3）低温挡，3000；（4）1。【解答】解：（1）①家庭电路中，三脚插头有三条线，三孔插座的上孔接地线，对应的三脚插头的上脚接金属外壳，当人接触漏电的金属外壳时，把人体短路，防止发生触电事故，所以地线应接到插头G脚。②在电热器被碰倒时，要切断火线，故“倾倒开关”要接在火线上。（2）如旋钮开关旋到位置S时，金属滑片将1、2两触点同时与右边缘金属板接通，由此可知R1被短路，电路中只有R2，R2的阻值为：R2＝＝＝48.4Ω，则R1＝R2＝48.4Ω；（3）当旋钮开关旋到位置T时，电路中R1和R2串联，电路的电阻最大根据公式P＝知，当电压一定时，阻值越大，则功率越小，故为低温挡。通电1min产生的热量是：Q＝＝＝×60s＝3000J（4）电热器工作时的最大电流：I＝＝≈4.55A，由表可知，应选横截面积为1mm2的导线。故答案为：（1）G；A；（2）48.4；（3）低温挡，3000；（4）1。16．图示为某种家用电热水器工作电路的简化图。表中为其三种加热模式的相关参数。（1）该电热水器的插头应接入三孔插座。加热模式工作状态额定功率P/kW1发热电阻R1单独工作22发热电阻R2单独工作33发热电阻R1与R2交替工作（2）若该电热水器按“加热模式1”连续正常工作10min，通过发热电阻的电流是多少？产生的热量是多少？（计算结果保留两位小数）（3）若该电热水器连续工作15min，消耗电能0.55kW•h，通过计算说明该电热水器采用了哪种加热模式。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）该电热水器的插头应接入三孔插座，原因是当热水器万一漏电时，电流可通过接地线流入大地，避免触电危险；（2）根据P＝UI可得，“加热模式1”正常工作时通过发热电阻的电流：I1＝＝＝A≈9.09A，∵电热水器通过电热丝所做的功全部转化为内能，∴连续正常工作10min产生的热量：Q1＝W1＝P1t＝2000W×10×60s＝1.2×106J；（3）此时电热水器的功率：P2＝＝＝2.2kW，∵2kW＜P2＜3kW，∴采用了“加热模式3”。答：（1）三；（2）若该电热水器按“加热模式1”连续正常工作10min，通过发热电阻的电流约为9.09A，产生的热量是1.2×106J；（3）该电热水器采用了“加热模式3”。17．（1）如果你家里买回电冰箱，在选用插座时，应选用如图1中的三孔插座。（2）光敏电阻的电阻值能随着光照强度的变化而改变。物理学上用“光强”来表示光的强弱。光照越强，光强越大。光强用符号E表示，在国际上用cd作单位。小明在实验中测得光敏电阻的阻值随光强E的变化图象见图2．据此回答：①光敏电阻所用的材料应为半导体（“半导体”、“超导体”或“绝缘体”）做成的。②从图中可知，光强越强，这种光敏电阻的阻值减小（“增大”、“减少”或“不变”）。③制作光敏电阻的材料在生产上、生活中得到广泛的应用，请你举一个例子：电视机。（3）如图3所示，是小明在进行伏安法测小灯泡的电阻时，根据实验数据描出的图象。用来做实验的灯泡的额定电压是2.5V．分析图象，小明发现灯泡两端的电压与流过灯泡的电流并不成正比，原因是灯丝电阻受温度的影响。从图中发现，灯泡灯丝的电阻变化特点是温度越高，电阻越大。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）为了防止触电，使用的插座应选用有接地线的三孔插座，这样能把电冰箱的外壳连接大地，保证安全工作。（2）①光敏电阻所用的材料应为半导体材料；半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，根据半导体对光敏感的特性可制成光敏电阻。②从图中可知，这是一个反比例函数图象，由图知电阻与光强成反比，故随光强的增大电阻减小，随光强的减小电阻增大。③制作光敏电阻的材料应用到电视机、电脑等。（3）灯丝的阻值随温度升高而增大，不是定值，得不出正比关系，温度越高，电阻越大。故答案为：（1）三孔；（2）半导体；减小；电视机；（3）灯丝电阻受温度的影响；温度越高，电阻越大。18．如图甲，是某品牌全自动洗碗机，它的外表是金属外壳。该洗碗机工作程序为：首先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水泵启动，将水箱中的废水排出。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），设水箱中水的初温为20℃，加热时产生的热量全部被水吸收。（1）为了安全，该洗碗机应选用图乙中下（选填：“上”或“下”）插座。图丙为等效的加热电路图，R为发热电阻，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水自动加热功能（一般的水是导体）外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，自动停止加热的功能。（2）图丁为该洗碗机某次正常工作时的P﹣t图像，求R的阻值多大？（不计水的电阻）。（3）某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水20kg，则改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水多少kg？（4）该款洗碗机一次正常工作（如图丁）后，碗总是湿漉漉的，很长时间干不了，很容易滋生细菌。请你针对这一缺陷，加装一个电路，使一次正常工作后，能在较短时间内将碗烘干，请将加装后的电路补充完整。（必要时可在符号旁边注明装置名称）【答案】（1）下；自动停止加热；（2）R的阻值为60.5Ω；（3）改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水7200kg；（4）。【解答】解：（1）①由图甲可知，洗碗机有金属外壳，应使用三线插头和图乙下插座，正确连接后，即使外壳带电也会导入大地，不会使人触电发生危险；②水是导体，当水箱注满水时会自动加热，当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，会造成电路断路，自动停止加热；（2）由图丁可知，该洗碗机正常加热时的功率P＝800W，不计水的电阻，由P＝UI＝可得，发热电阻的阻值：R＝＝＝60.5Ω；（3）由图乙可知，加热时间t加热＝22min﹣1min＝21min＝1260s，加热时产生的热量Q＝W＝Pt加热＝800W×1260s＝1.008×106J，由加热时产生的热量全部被水吸收可知，水吸收的热量Q吸＝W＝1.008×106J，由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，洗碗机一次洗碗用水的质量m＝＝＝8kg，人工洗碗一次用水20kg，改用该选碗机洗碗一次用水8kg，则该家庭一年（按300天）可节约水的质量m总＝（20kg﹣8kg）×2×300＝7200kg；（4）要使在较短时间内将碗烘干，应提高碗内残留水温度的同时加快空气的流动，电路应有加热的电热丝和吹风的电动机，如下图所示：故答案为：（1）下；自动停止加热；（2）R的阻值为60.5Ω；（3）改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水7200kg；（4）电路图如上图所示。19．电开水器是为了满足较多人员饮用开水的需求而设计、开发的一种生产开水的饮水设备。某会议室杆买来一台电开水器，如图甲所示。下表为其部分技术参数，其中供水量是指电开水器正常加热1h能提供的开水的体积（水的初温为20℃）。该电热水器有加热挡和保温挡，开水烧开后，电开水器会通过电磁继电器切换到保温状态。图乙是其内部简化的工作原理图，R1、R2都是阻值恒定的加热电阻，R0为阻值会随温度变化而变化的感温电阻。（1）电开水器处于加热状态时，S应接2（选填1或2）。（2）下列关于电开水器的说法中，错误的是B。A．应选三孔插座板B．应先接通电源后再注水C．不能将电开水器安装在潮湿的环境中D．电开水器工作时，将电能转化为水的内能额定电压/V220最大容量/L15额定保温功率/W1210额定加热功率/W5000供水量/L•h﹣140（3）水烧开后，若无人接水，电开水器处于额定保温状态时可保持水温不变，则电开水器每分钟散失的热量为7.26×104J，此时流过加热电阻的电流I＝5.5A。（4）若会议室内装有如图丙所示的电能表，则该会议室可供总功率为8800W的用电器同时正常工作。若某次仅将上述电开水器接入电路中，当开启保温挡连续工作10min，发现该电能表的转盘恰好转过200转，则电源的实际电压为200V。（5）某次将水箱装满20℃的水并使电开水器正常工作，将水加热到100℃沸腾时（中途不接水），共耗时21min。则该过程中电开水器的加热效率为80%；这一效率大于（选填大于、等于或小于）其提供规定供水量时的效率。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]【答案】（1）2；（2）B；（3）7.26×104；5.5；（4）8800；200；（5）80%；大于。【解答】解：（1）由乙电路图可知，S接1时R1与R2串联，S接2时电路为R2的简单电路，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，所以，S接1时，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电开水器功率最小，处于保温状态，同理可知，S接2时，电开水器处于加热状态；（2）A.电开水器是大功率用电器，从安全用电的角度考虑，必须选用三孔插座板，将用电器外壳接地，防止因用电器意外漏电发生触电事故，故A正确；B.为防止干烧而烧坏加热器，要先注水，再接通电源，故B错误；C.不能将电开水器安装在潮湿的环境中，防止因潮湿而漏电，发生触电事故，故选项C正确；D.电开水器工作时，消耗电能，水的温度升高，将电能转化为水的内能，故D正确；故选：B。（3）因水烧开后，若无人接水，电开水器处于额定保温状态时可保持水温不变，所以，每分钟水散失的热量等于消耗的电能，则Q散失＝W保温＝P保温t保温＝1210W×60s＝7.26×104J；由P＝UI可得，此时流过加热电阻的电流：I＝＝＝5.5A；（4）①由电能表的铭牌可知，正常工作时的电压U＝220V，平时允许流过电能表的最大电流I大＝40A，则该会议室用电器同时正常工作的最大总功率：P＝UI大＝220V×40A＝8800W；②由I＝可得，电开水器开启保温挡时电路的总电阻：R保温＝＝＝40Ω，因1200r/（kW•h）表示用电器消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1200转，所以，电能表的转盘转200转消耗的电能：W＝kW•h＝kW•h＝6×105J，由W＝UIt＝t可得，电源的实际电压：U实＝＝＝200V；（5）①电热水器装满水时水的体积：V＝15L＝15dm3＝1.5×10﹣2m3，由ρ＝可得，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣2m3＝15kg，则水吸收的热量：Q吸＝c水m（t2﹣t1）＝4.2×103J/（kg•℃）×15kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×106J，该过程中电开水器消耗的电能：W加热＝P加热t3＝5000W×21×60s＝6.3×106J，电热水器的效率：η＝×100%＝×100%＝80%；②供水量为40L，即V＝40L＝40dm3＝4×10﹣2m3，供水水的质量：m′＝ρ水V′＝1.0×103kg/m3×4×10﹣2m3＝40kg，水吸收的热量：Q吸′＝c水m′（t2′﹣t1′）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×107J，1h内电热水器共消耗的电能：W加热′＝P加热t4＝5000W×60×60s＝1.8×107J，电热水器的效率：η′＝×100%＝×100%≈74.7%，由η＞η′可知，效率大于提供规定供水量时的效率。故答案为：（1）2；（2）B；（3）7.26×104；5.5；（4）8800；200；（5）80%；大于。20．阅读短文，回答问题电水壶电水壶如图甲所示，它的工作原理是：接通电源，水温上升到100℃开始沸腾，水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关，使电水壶在水烧开后自动断电（消磁烧水需重新闭合蒸汽开关）。如蒸汽开关失效，壶内的水会被烧干，发热元件温度急剧上升，发热盘底部也有一个双金属片开关，会因热传导作用温度急剧上升，断开电源。图乙是双金属片开关原理图：A为双金属片，由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同。未通电或低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，发热盘工作，当温度达到预定温度时，双金属片向左弯曲（温度越高，弯曲程度越大），电路断开。C是调节旋钮，调节它可改变双金属片与静片弹性接触的力度。现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件。图丙是PTC材料的电阻随温度变化的关系图象。使用PTC加热元件，可防止因干烧出现着火危险。PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的，它靠PTC的电阻变化控制温度，不是依靠触点控制。（1）为保证安全，电水壶蒸汽开关与双金属片开关应串联（串联/并联）链接。（2）若不使用三孔插座供电，手摸电水壶金属外壳可能（一定会/一定不/可能）触电。（3）关于图甲电水壶的双金属片，下列说法正确的是B。A．双金属片受热时，金属层a比b膨胀快B．调节旋钮C，使静片B向左弯曲，双金属片断开的温度值升高C．蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关总是同时断开D．双金属片触点频繁通断电，容易烧接在一起，水一定被烧干（4）PTC电水壶通电后发热盘的最终温度范围应在C。A．T0﹣T1B．T1﹣T2C．T2﹣T3D．T3﹣T4（5）PTC电水壶通电后，PTC发热材料功率随时间变化的图象是D。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）电热水壶上的蒸汽开关与双金属片开关相互影响，只有同时闭合时才能工作，当一个开关断开时，电路就断开，故它们串联接在电路中；（2）为防止电路漏电使金属外壳的电水壶外壳带电，发生触电事故，所以用电器外壳必须用导线与三孔插座上的接地线相连，这样电水壶接入电路时，使用的电源插头必须是三脚插头，所以若不使用三孔插座供电，手摸电水壶的金属外壳有可能触电。（3）A、由图可知，同样受热时，金属片向a弯曲，说明金属层a比b膨胀慢，故A错误；B、调节图中的旋钮C，使静片向左移动一些，则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开，这时对应所需的温度更高，即设定温度值将提高，故B正确；C、水烧开时，水壶内部有大量的水蒸气会推动蒸汽开关断开，蒸汽开关断开后，蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关由于温度降低会断开，故不是同时断开的，故C错误；D、双金属片触点频繁通断电，此时的瞬时电流较大，单位时间内产生的热量多，容易烧接在一起，烧干的可能性大，但并非一定被烧干，故D错误。故选B；（4）由图象丙可知，通电后PTC电水壶的电阻是先减小，后变大，当电阻最小时功率最大，温度最高，故发热盘的最终温度应在T2﹣T3范围内。故选C。（5）由图象丙可知，发热材料的阻值随时间的增长，先变小，后变大，由P＝可知，其功率先变大后变小，最后还要小幅度增大；故只有D图正确。故答案为：（1）串联；（2）可能；（3）B；（4）C；（5）D。五．家庭电路的故障分析（共8小题）21．（多选）有可能造成家庭电路中保险丝熔断的是（）A．电路短路 B．有人触电 C．零线断路 D．所开大功率用电器过多【答案】AD【解答】解：A、根据I＝得，电路短路时电阻很小，电压不变，电流很大，会熔断保险丝。符合题意。B、由于人体的电阻较大，故当有人触电时，不会导致家庭电路中电流过大，故该选项不符合题意；C、电路如果断路，电路中没有电流，不会熔断保险丝。不符合题意D、电路中接入大功率的用电器，使电路中的功率过大，电压不变，电流过大，会熔断保险丝。符合题意。故选：AD。22．如图所示，小明同学在搬新家之前，用自己所学的知识对新家的电路进行检测。他断开所有的用电器和总开关。将火线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220V的灯泡L0，并闭合总开关。（1）若闭合S1，L0不亮，说明该支路开路；（2）若闭合S2，L0正常发光，说明该支路短路；（3）若闭合S3，L0发暗红色的光，说明该支路正常（选填正常，开路或短路）。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）若闭合S1，L0不亮，说明该支路开路。（2）若闭合S2，L0正常发光，说明该支路短路。（3）若闭合S3，L0发暗红色的光，L0与L3是串联，两个灯得到的电压小于220V，故不能正常发光，反而说明L是正常的。故答案为：（1）开路；（2）短路；（3）正常。23．如图所示的家庭电路中，正常发光的两盏灯突然都熄灭。小明先检查保险丝，保险丝完好，再用试电笔分别检测插座的两孔，发现氖管均发光，造成这一现象的原因是D（选填字母）。A．进户火线断了B．插座发生短路了C．某盏灯丝烧断了D．进户零线断了【答案】见试题解答内容【解答】解：A、进户线的火线断了，试电笔的氖管不会发光，故A错误。B、插座处发生短路，会使保险丝熔断，试电笔的氖管不会发光，故B错误；C、因各灯并联，互不影响，某个电灯的灯丝烧断了，其它灯仍还亮，故C错误；D、试电笔能亮，说明火线上有电，而零线上本该不亮，但也亮了，说明是进户线的零线开路了，故D正确。故选D。24．妈妈用电饭锅煮稀饭，不小心饭水冒出许多，妈妈发现电饭锅的指示灯熄灭，再检查发现自动保护器跳闸。试分析产生上述现象的原因是什么？【答案】见试题解答内容【解答】答：电路中电流过大有两种原因：一是电路中用电器的总功率过大，二是电路发生了短路。据题目可知，此题是由于冒出的饭水流到电线与电饭锅的连接处，造成短路，电流过大，断电保护器自动断开。25．在《电工手册》中，列出了白炽灯的常见故障与检修方法，其中一项故障现象及其可能原因如下表所示：故障现象可能原因检修方法灯泡不亮1．灯泡的灯丝断了换新灯泡2．灯头内的电线断了换新线并接好3．开关等处的接线松动检查加固4．熔丝熔断更换熔丝上述故障现象的可能原因可以概括为B。A．电路中出现了短路B．电路中出现了断路C．并联变成了串联D．供电电压偏低。【答案】见试题解答内容【解答】解：灯泡不亮，可能有两种原因；一是电路中出现了短路；二是出现了开路，根据表中列举的4种可能原因分析，可得电路中都是出现开路现象，检修方法都是把电路连接好，变为通路。故选B。26．芳芳家里有一盏节能灯不亮了，是停电了还是节能灯坏了？芳芳采用了以下两种办法进行判断，请你分析每一种办法的理由：（1）打开电视机可以正常观看电视节目，这说明：没有停电，是灯泡坏了，因为并联电路中各用电器可以独立工作。（2）取下灯泡用电池做电源连接电流表，观察电流表发现指针无偏转，这说明：灯泡坏了；开路时电路中没有电流。（3）如果让你来判断，你的做法是：换一个新的完好的灯泡接入灯座试试。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）因电视机和灯泡是并联的，电视机能工作说明没有停电；因并联电路中的电器之间互不影响，所以是灯泡坏了；（2）因开路时电路中没有电流，此时电流表没有示数，所以是灯泡坏了；（3）可以直接换一个新的完好的灯泡接入灯座试试，如果新灯泡能够发光说明旧灯泡是坏了；故答案为：（1）没有停电，是灯泡坏了，因为并联电路中各用电器可以独立工作；（2）灯泡坏了；开路时电路中没有电流；（3）换一个新的完好的灯泡接入灯座试试。27．在“组成串联电路”的学生实验中，如图所示是小林同学实验的电路图，当开关S合上后，他发现灯L1与L2均不亮。小林同学想了想，然后拿起一根导线开始检查：他先将导线并接在灯L1的两端，发现灯L2亮，L1不亮；然后用导线并接在L2两端，发现两灯均不亮。于是，他马上判断出了电路的故障。你认为他的判断是L1断路。【答案】见试题解答内容【解答】解：闭合开关时两灯均不亮，说明电路中某处断路，或是两灯均短路；用导线先并联在L1两端时，发现L2亮，灯L1不亮，说明电路通路，两灯泡不可能短路，L2不可能断路；同时因导线与灯L1并联，则不可能为灯L1短路，故只能为灯L1发生了断路。故答案为：L1断路。28．小军家客厅墙壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装在一起的“一开两孔”的电工元件。图1是元件的面板、图2是元件壳体内部的原接线图。由于开关损坏，需要更换整个元件。小军爸爸决定自己动手完成，小军给爸爸当助手。小军爸爸断开家中进户线的总开关，在拆旧换新的过程中发现：拆下前没有留意元件中的A、B，D三根导线（B、C间已有一短导线在内部相连）与外面的①②③三根导线的连接关系（如图3）．因为室内导线都在水泥墙内，无法观察①②③各导线与墙内导线的连接情况。于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线，发现：第①根导线可以使试电笔发光；第②、③根导线不能使试电笔发光。根据小军爸爸的检测，能不能判断各根导线的连接情况？小军经过仔细思考后认为，不能判断每根导线的连接情况，如果在情况不明时盲目连接还可能出现更严重的问题。（1）你认为小军的观点对不对？为什么？（2）你能不能利用常用的家用电器，如台灯等（均带有插头），鉴别出①②③根导线应怎样分别与A、B、D接线柱相连接？说出你的方法并简述理由。（3）根据你的判断，将图3中①②③根导线与下面的A、B、D接线柱和上面的火线、零线及灯泡连接起来。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）小军的观点是对的；第①根导线可以使试电笔发光，说明是火线，一定与B相连；第②、③根导线不能使试电笔发光，说明不是火线，但还不能判断出到底哪根线直接接在零线上，哪根线接在灯泡上。如果盲目连接，可能会将零线接在D上，闭合开关，就会形成短路，可能引起火灾，造成更严重的事故；（2）具体的连线方法，有二种可能：（一）第一种可能方法：闭合台灯开关，如果将①、②两导线小心地接在台灯的插头上（不要短路），台灯正常发光；将①、③两导线接在台灯的插头上时，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗，这说明导线②是直接接在零线上并与A相连；导线③接在灯泡上，并与D相连；理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于额定功率，两灯都较暗；实际连线如图1所示；（二）第二种可能方法：闭合台灯开关，将①、②两导线小心地接在台灯的插头上，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗；将①、③两导线接在台灯的插头上时，台灯正常发光。这说明③导线是直接接在零线上，并与A相连；导线②接在灯泡上，并与D相连；理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于额定功率，两灯都较暗；实际连线如图2所示；六．总功率过大对家庭电路的影响（共3小题）29．在商场里，一位顾客和一位卖微波炉的售货员出现了不同意见，售货员说，微波炉很省电，用它加热饭菜花不了多少电费；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”。请你用科学术语表达一下他们的意思，从物理学的角度他们二人的说法是否矛盾？【答案】见试题解答内容【解答】解：不矛盾，售货员说的是微波炉功率虽大，但往往使用时间短，根据W＝Pt，所以费不了多少电能；而顾客说的是微波炉功率大，根据I＝，家庭电路中电压U＝220V，使用时会导致电路中总电流过大，从而将保险丝烧断，所以他们说的不矛盾。30．案例分析：案例一：2009年7月5日，《渤海早报》数字报：大港一学院女生宿舍失火无人伤亡。经消防部门现场勘察结果初步认定，起火点为317房间2号床铺下铺，起火原因引起。初步断定为电线接线板老化过载造成起火。案例二：2005年06月21日《新民晚报》刊登一篇追踪报道：汕头“6•10”火灾追踪电线短路故障导致火灾据新华社汕头6月20日电记者从广东汕头“6•10”特别重大火灾事故调查组获悉，汕头“6•10”特别重大火灾事故的直接原因是电线短路故障引起的。今年6月10日发生在汕头市潮南区峡山镇华南宾馆的特别重大火灾事故，造成31人死亡，21人受伤。火灾的直接原因是华南宾馆二层南区金陵包厢门前吊顶上部电线短路故障引燃周围可燃物，引发特别重大火灾事故。案例三：2004年7月7日新华网消息：广西桂林发生一起高压触电事故7月7日，广西桂林市一钻井队在竖立地质钻探井架时不慎碰触空中的高压输电线路，造成两个民工当场被电击身亡、另两个民工受重伤。（1）各种用电事故的原因归结起来有三种情况：一是过载；二是短路；三是触电（2）怎样用电才安全？【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）据材料1可知，造成事故的原因是过载；据资料2可知，造成该事故的原因是短路；据资料3可知，造成该事故的原因是触电；（2）针对上述情况，应这样操作：一是防止过载。用电器的总功率不能超过电能表和电线的承载能力；不同时使用大功率用电器；有条件的话，对大功率用电器设专线独立供电。二是切莫短路。老化线路及时更换新线；安装灯头、插座时，里面的两个线头不能相碰。在主线上安装漏电保护器。三是严格按照操作规程使用和维修用电器；不购买没有“3C”认证的家用电器。故答案为：（1）过载；短路；触电；（2）一是防止过载。用电器的总功率不能超过电能表和电线的承载能力；不同时使用大功率用电器；有条件的话，对大功率用电器设专线独立供电。二是切莫短路。老化线路及时更换新线；安装灯头、插座时，里面的两个线头不能相碰。在主线上安装漏电保护器。三是严格按照操作规程使用和维修用电器；不购买没有“3C”认证的家用电器。31．完全相同的甲、乙、丙三个大功率家用电器，现只把甲、乙两个用电器接入了家庭电路中时均正常工作。再把丙用电器接入这个家庭电路中时，总保险丝熔断。是丙用电器有短路故障？还是总功率过大？请说出你的判断方法。【答案】见试题解答内容【解答】答：先按要求安装保险丝，然后只将乙、丙用电器接入家庭电路，如果保险丝仍熔断，说明丙用电器有短路。如果保险丝不熔断且两用电器工作正常，说明同时接入这三个用电器时，总功率过大。七．短路对家庭电路的影响（共2小题）32．阅读短文，回答问题：漏电保护断路器电给我们带来便利的同时也带来安全隐患，根据安全用电要求，现在，许多用户特别是新建楼房的电路中除了要安装防止电流过大的空气断路器（俗称“空气开关”）外，还必须安装如图甲所示的漏电保护断路器（俗称“漏电保护器”），它们通常安装在供电箱中。家用漏电保护断路器是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等。如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，I1和I2就会造成不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路。排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电。为确保使用安全，漏电保护断路器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换。（1）漏电保护断路器实质上就是一个开关（电源/用电器/开关）。（2）家庭电路电流过大的原因有短路（只需答一个原因），当家庭电路电流过大时，漏电保护断路器不能（能/不能）自动切断电路。（3）如果电路中发生漏电，漏电电流为I3，则I1、I2、I3大小关系的表达式为I1＝I2+I3。（4）站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，该人体的电阻为3000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为2500Ω，电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器，该漏电保护断路器能（能/不能）及时断开电路。（5）漏电保护器的试验电路，由一只试验开关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C。【答案】（1）开关；（2）短路；不能；（3）I1＝I2+I3；（4）能；（5）C。【解答】解：（1）漏电保护断路器实质上就是一个开关；（2）家庭电路电流过大的原因是：短路或总功率过大；据题目中漏电保护器的作用是：如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，就会造成I1和I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路，故家庭电路电流过大时，熔断丝会熔断，但漏电保护器不会切断；（3）由图乙可知，火线中的电流一部分通过零线，一部分流向大地，即三电流之间的关系：I1＝I2+I3；（4）站在地面上的人体不小心接触了火线时，此时漏电电流I3＝＝＝0.04A＝40mA，由图丁可知，额定动作电流I≥30mA，因I3＞I，所以，该漏电保护器能及时断开电路；（5）A．闭合开关时，电阻R被短路，虚线框内火线电流仍然等于零线电流，无法模拟漏电情形，故A不符合要求；BD．闭合开关S时，通过虚线框内火线和零线的电流相等，此时无法模拟漏电情形，故BD不符合要求；C．闭合开关时，通过虚线框内火线的电流等于通过电阻R和用电器的电流之和，所以通过虚线框内火线的电流大于通过该装置零线的电流，可以模拟漏电情形，故C符合要求。故选C。故答案为：（1）开关；（2）短路；不能；（3）I1＝I2+I3；（4）能；（5）C。33．家庭电路中各用电器并联，干路电流过大的原因是短路故障或功率过大；被用作熔丝材料的铅锑合金具有电阻率较大和熔点较低的特点。家庭电路中短路故障常用校验灯来查找，其方法是：断开所有用电器的开关。将一个普通的白炽灯L与那个熔断的熔丝并联，如图所示。闭合总开关，接下来的操作如下表：开关S1开关S2效验灯L闭合断开暗红色（发光不正常）断开闭合正常发光（1）短路故障发生在L2（选填：“L1”或“L2”）支路上。（2）请你在虚线框内画出S1闭合、S2断开时等效电路图。【答案】见试题解答内容【解答】解：家庭电路中各用电器并联，干路电流过大的原因是短路故障或功率过大；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，因此被用作熔丝材料的铅锑合金具有电阻率较大和熔点较低的特点。（1）①闭合总开关后，开关S1闭合、开关S2断开时，校验灯L与灯泡L1串联，现象是校验灯发光为暗红色，表明校验灯不正常发光，则校验灯两端的电压应小于220V，所以在灯泡L1上必加有电压，即灯泡L1正常。②闭合总开关后，开关S1断开、开关S2闭合时，校验灯L与灯泡L2串联，现象是校验灯正常发光，则校验灯两端的电压应等于220V，所以在灯泡L2上没有加电压，即灯泡L2处相当于导线，就是出现短路现象。（2）闭合总开关后，开关S1闭合、开关S2断开时，从火线开始，经灯泡L、开关S1、灯泡L到零线，如图：故答案为：并，功率过大，熔点。（1）L2；（2）如图。八．保险丝的功能与使用方法（共4小题）34．不同的材料有不同的属性，例如铅锑合金、铜、铁的熔点不同，电阻率也不同，铅锑合金的电阻率比铜、铁的都大。（某种材料制成的长度为1m、横截面积为1mm2的导体的电阻，叫做这种材料的电阻率）为了探究制作保险丝的材料，小明做了如下的实验，将长短、粗细都相同的铅锑合金丝、铁丝、铜丝放在同一火焰上烧，发现铅锑合金丝很快熔断，而铁丝、铜丝却不熔断。他结合保险丝的作用和物质的熔点，得出如下结论：保险丝应该用熔点低的导体制成。你认为制作保险丝的材料还应该具备什么特点？电阻率大；请你设计一个实验进行验证。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）制作保险丝的材料具备的特点是：电阻率较大、熔点较低；（2）设计实验如下：取长短和粗细都相同的铅锑合金丝、铜丝、铁丝，分别放在三个装满煤油的相同规格的烧瓶中，三个瓶口均用插有相同玻璃管的橡胶塞塞紧，串联后接在低压学生电源（或电池组）上，接通电路，可以看到，安装有铅锑合金丝的烧瓶中煤油膨胀最大，而其它两个烧瓶中煤油膨胀很小，这说明在电流和通电时间都相同时，铅锑合金丝产生的热量多，结合保险丝的作用和各种导体的电阻率，可知：制作保险丝的材料必须具备电阻率（电阻）大的特点。故答案为：电阻率大。35．在探究保险丝的作用时，实验小组将一段保险设一段铜丝串联接入电路中，如图所示，滑动变阻器的滑片向右（填“左”或“右”）移动时，保险丝会烧断，而铜丝却安然无恙。请回答：（1）保险丝相对铜丝有何特点？（2）正是保险丝由上述特点，故保险丝不能用铜丝、铁丝代替，那么有什么装置可以代替保险丝呢？【答案】见试题解答内容【解答】答：若使得保险丝熔断，即电路中的电流应该比较大，即滑片应该向右移动，使得电路中的电阻变小，电流变大，保险丝烧断；（1）据实际情况可知，保险丝与铜丝相比较，保险丝的电阻率大，熔断低；（2）据保险丝的作用可知，不能用铜丝、铁丝代替保险丝，现在一般是通过空气开关代替保险丝。36．如图所示，A为一根5A的保险丝，B、C均为3A的保险丝。R1＝21欧，R2＝18欧。S打开时，通过R1的电流为2.4A．问当S闭合时，（保险丝电阻不计、忽略灯泡电阻的变化）（1）流过A保险丝的电流为多少安？（2）哪根保险丝有可能熔断？该根保险丝应该选用下表中的直径为多大的保险丝？直径/mm额定电流/A直径/mm额定电流/A直径/mm额定电流/A0.401.50.7130.984.51.2661.587.51.9815【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）由I＝可知，电源电压：U＝U1＝I1R1＝2.4A×21Ω＝50.4V，通过R2的电流：I2＝＝＝2.8A，因为并联电路干路总电流等于各支路的电流之和，所以通过保险丝A的电流I＝I1+I2＝2.4A+2.8A＝5.2A；（2）根据表中数据和上述计算结果可知：I＞5A，I1＜3A．I2＜3A，所以保险丝A会熔断，应选择直径为1.26mm的保险丝。答：（1）流过A保险丝的电流为5.2A；（2）保险丝A有可能熔断；该根保险丝应该选用下表中的直径为1.26mm的保险丝。37．安泉同学想通过实验探究保险丝熔断的原因，来加强安全用电意识。（1）他找到熔断电流约为2.0A的保险丝，并设计了两种电路进行实验：①他连接的电路如图（a）所示，接通电源（6V），闭合开关，向右移动变阻器的滑片，观察两根金属丝，最终看到的现象是保险丝熔断，铜丝没有熔断。②他又找到了如图（b）所示的器材，在实验中观察到了这样的现象：开关S、S1闭合时，灯L发光，电流表有示数。S、S1、S2都闭合时，电流表示数变大，一会儿保险丝断了，用电器均不工作了。请你根据上述现象，用笔画线代替导线将如图（b）所示器材连成实验电路。（2）保险丝熔断的原因是用电器总功率过大。【答案】（1）①保险丝被熔断，铜丝没有被熔断；见解析；（2）用电器总功率过大。【解答】解：（1）①由于铜丝的熔点远远高于保险丝的熔点，所以闭合开关，向右移动变阻器的滑片，可观察到保险丝被熔断，铜丝没有被熔断；②图b是为了验证：当用电器总功率过大（接入电炉丝）时，电路中电流过大，使保险丝熔断，从电源正极依次串联电流表、开关和保险丝，然后分为两路，一路经电炉丝、开关S2回到电源负极；另一路经开关S1、灯泡、铜丝回到电源负极，如下图所示：（2）保险丝熔断的原因用电器总功率过大。故答案为：（1）①保险丝被熔断，铜丝没有被熔断；见解析；（2）用电器总功率过大。九．安全用电原则（共2小题）38．阅读下面某同学日记，指出其中三个不符合安全用电要求的做法。充实的一天今天家里进行了大扫除。妈妈用湿抹布把正在发光的灯泡擦得干干净净，然后湿着手顺便关了开关。妈妈担心冰箱上落微尘，给冰箱加上了厚厚的防尘布。爸爸负责清理家里的电器，他先断开开关，把家里坏掉的用电器都换掉。插电冰箱的插头时，插头无法插入两孔插座便掰断了中间的那根，顺利的将插头插入了多个大功率用电器都在使用的插排。妈妈觉得空调应该清理一下，爸爸就直接拿起清洗剂喷在了正在工作的空调上。我看到电蚊香一直开着就把它直接拔掉了，电蚊香的电线有些地方的绝缘层破掉了，我用绝缘胶布把破损部分包了起来。啊，真是美妙而充实的一天！①妈妈用湿抹布把正在发光的灯泡擦得干干净净。②插头无法插入两孔插座便掰断了中间的那根。③爸爸就直接拿起清洗剂喷在了正在工作的空调上。【答案】见试题解答内容【解答】解：①生活中的水是导电的，用湿抹布擦拭正在发光的灯泡，容易引起触电。所以“妈妈用湿抹布把正在发光的灯泡擦得干干净净”做法不符合安全用电要求；②为避免人体接触用电器金属外壳引起触电，用电器的金属外壳必须保持良好接地。所以“插头无法插入两孔插座便掰断了中间的那根”做法不符合安全用电要求；③清新剂中可能含有水分，一般用电器沾水可能引起漏电或短路。所以“爸爸就直接拿起清洗剂喷在了正在工作的空调上”做法不符合安全用电要求。故答案为：①妈妈用湿抹布把正在发光的灯泡擦得干干净净；②插头无法插入两孔插座便掰断了中间的那根；③爸爸就直接拿起清洗剂喷在了正在工作的空调上。39．电给我们的生活带来了很多方便，但如果使用不当也会带来危害，下面是从小芳的《安全用电》作文中节选的一段话，请你模仿样例格式，从材料原文中摘抄出涉及到物理知识的内容，并写出相应的物理知识或规律。（至少写出三条，但物理知识或规律不能重复）下午放学我回到家，一进门就闻到一股香辣味，跑进厨房看到妈妈在煤气炉火上用铁锅炒菜，一旁的电压力锅还在煮饭。走进客厅，看到妈妈的手机在插排上充电，天气太冷，我把电暖器也插在插排上取暖，身上很快就被烤得暖烘烘的。我到洗手间把电热水器开关合上煮水，准备晚饭后洗澡、过了一会儿，家里的灯突然全灭了，妈妈说家里同时使用的用电器过多，叫我先把电热水器开关关掉，等饭好后再合上。吃完饭，洗完澡后，我开始写作业，看见台灯很脏，就拿湿毛巾去擦灯泡，手突然麻麻的触电缩回。妈妈怕我再发生意外，给我讲了一些安全用电的常识…序号材料原文物理知识或规律例子用铁锅炒菜铁易导热1一进门就闻到一股香辣味扩散现象2电暖器也插在插排上取暖电能转化为内能3身上很快就被烤得暖烘烘的热传递改变物体的内能【答案】见试题解答内容【解答】解：阅读材料，原文中涉及到的物理知识包括：一进门就闻到一股香辣味﹣﹣扩散现象；手机在插排上充电﹣﹣电能转化为化学能；电暖器也插在插排上取暖﹣﹣电能转化为内能；身上很快就被烤得暖烘烘的﹣﹣热传递改变物体的内能；家里的灯突然全灭了，妈妈说家里同时使用的用电器过多﹣﹣电路中总功率过大，造成干路电流过大。…（合理即可）故答案为：序号材料原文物理知识或规律例子用铁锅炒菜铁易导热1一进门就闻到一股香辣味扩散现象2电暖器也插在插排上取暖电能转化为内能3身上很快就被烤得暖烘烘的热传递改变物体的内能综合训练一、选择题(本大题共10小题。下列各题给出的四个选项中,只有一项符合题意)1.在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天,我们应尽量减少下列哪种能源的使用()A.水能 B.石油 C.风能 D.太阳能2.下列关于信息的传递的相关知识错误的是()A.电磁波在真空中也可以传播,所以航天员在月球上可以利用电磁波来通信B.移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台,它利用电磁波传递信息C.在地球周围均匀配置2颗地球静止卫星,就可以实现全球通信D.光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,将信息传到远方3.下列电路图中,开关S闭合后,两个电阻并联的是()4.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像如图甲所示,则图乙中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是()甲乙5.电磁铁被广泛应用于生产、生活中,下列产品中没有用到电磁铁的是()6.下列实验装置与探究内容不相符的是()7.能源科技的发展促进了人类文明的进步,关于能源和材料,下列说法错误的是()A.化石能源的大量使用带来了酸雨、雾霾、温室效应等环境问题B.提高能量转化利用中的效率是解决节能问题的重点之一C.超导材料不能应用在电饭锅等电器上D.铜是磁性材料,可以被磁化8.两个相同的容器分别装了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则()A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量D.加热相同的时间,甲液体温度比乙液体温度升高得多9.下列有关图甲、乙所示的实验现象说法正确的是()甲乙A.图甲演示的是电流的磁效应现象B.图乙演示的现象与扬声器原理相同C.甲、乙两图演示的现象说明电能生磁,磁也能生电D.图乙中,导体ab只要运动就能在电路中产生感应电流10.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,下列说法正确的是()A.A的电阻值为6.25ΩB.A和B串联,电路中电流为0.4A时,A、B的电功率之比为5∶4C.A和B并联在电压为2.5V的电源两端,A、B的电功率之比为5∶4D.当A和B串联,两者电阻相同时,电源电压为3.0V二、填空题11.工厂里的冷却塔大多用水作为冷却物质,是因为水的较大;在古代,人类学会了钻木取火的方法,这是利用的方式改变物体的内能。

12.两只电阻之比R1∶R2=3∶5,把它们串联在某电路中,则通过的电流之比I1∶I2=;消耗的电功率之比P1∶P2=。

13.某同学家中的电能表如图所示,现用它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他电器只让该灯泡工作,电能表转盘转过30r用时10min,这段时间灯泡消耗的电能是kW·h,灯泡的实际功率是W。

14.一个空心小铁球放在盛水的水槽中置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接在如图所示的电路,开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的极,将滑片P向左滑动,空心小铁球所受浮力(选填“增大”“减小”或“不变”)。

15.如图所示,R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。为保证电路安全,R2接入电路中的最小阻值为Ω,R1消耗的最小功率为W。

三、作图题16.请用笔画线代替导线,将图中的开关、节能灯正确接入家庭电路中。17.如图所示,电路连接正确,开关闭合后小磁针静止时指向如图所示,请在图中标出通电螺线管磁极、电源的正负极,并画出螺线管的绕法。四、实验题18.某小组在测量小灯泡电功率的实验中,备有器材的规格如下:电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,滑动变阻器A的规格为“10Ω1A”,滑动变阻器B的规格为“50Ω2A”。(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。(2)该组同学选用的滑动变阻器应是(选填“A”或“B”)。

(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是。

(4)通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示,分析图像可知,小灯泡的额定功率为W;小组同学分析图像后发现:通过灯泡的电流与其两端电压不成正比。形成这一现象的原因是。

(5)他们想继续探究电流与电压的关系,请你帮他们设计一个实验电路,将电路图画在图丙的虚线框中。五、综合题19.如图所示的电路中,电阻R'的阻值为50Ω,滑动变阻器R的最大阻值为100Ω,电源电压10V保持不变。闭合开关,求:(1)当P移至a端时,电阻R'消耗的功率;(2)当P移至b端时,电路中的电流大小和通电2min产生的热量。20.图甲为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V。水箱最多装水0.3kg,加热功率有大小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有图乙、丙两种接法,其中电热丝R1=56Ω,R2=44Ω。甲(1)高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速(填物态变化名称)成小水珠,放出热量,将衣服熨平。

(2)如果选择乙电路,电路中最大电流为A;如果选择丙电路,电路中最大电流为A。由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为8.2A,故设计师最终选择了乙电路。(计算结果保留一位小数)

(3)请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。(4)若将水箱中质量为0.22kg的水从25℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]期末测评1.B水能、风能、太阳能取之不尽、用之不竭,而且不会对环境产生影响,现在科学技术的进步也很容易转化为其他形式的能;煤炭、石油、天然气属于化石能源,属于不可再生能源,并且在使用时会产生废物、废气污染环境,与节能环保、低碳生活不相符。2.C月球上没有空气,表面是真空,电磁波可以在真空中传播,所以航天员在月球上可以用电磁波来通信,故选项A正确,不符合题意;移动电话既是无线电发射台,又是无线电接收台,它利用电磁波传递信息,故选项B正确,不符合题意;要实现全球通信(除两极外),在地球周围均匀地配置3颗地球静止卫星就可以,故选项C错误,符合题意;激光在传输过程中,从光导纤维的一端射入后,在光导纤维内壁上要发生多次反射,并从另一端射出,这样就把它携带的信息传到远方,故选项D正确,不符合题意。3.C选项A,两个电阻顺次连接,因此该电路为串联电路;选项B,开关闭合,导线对上面的电阻短路,只有下面的电阻连入电路;选项C,两个电阻并列连接,因此该电路为并联电路;选项D,开关闭合,会对电源短路,烧坏电源,两个电阻不能工作。4.D由题图甲可知,电阻随着电压和电流的增大而增大。由P=U2R可知,在P-U2图像上某点与原点连线相对于横轴的倾斜程度反映了该点电阻的倒数,因随电压变大,电阻的倒数会变小,故选项A、B错误。由P=I2R可知,在P-I2图像上某点与原点的连线相对于横轴的倾斜程度反映了物体在该点电阻的大小,因小灯泡的电阻随电流的增大而增大,故其倾斜程度应越来越大,故选项C错误5.B磁浮列车应用同名磁极相互排斥的原理,应用了电磁铁,故选项A不符合题意。台灯是利用将电能转化为光能工作的,没用到电磁铁,故选项B符合题意。老式电话机应用了电磁铁的原理,故选项C不符合题意。通电时,电磁铁有电流通过,电磁起重机产生了磁性,当电路断开时,电磁铁失去了磁性,应用了电磁铁,故选项D不符合题意。6.B选项A,据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律,故不符合题意;选项B,该实验是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系,即电流一定时,匝数多的电磁铁磁性强,故符合题意;选项C,据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场,故不符合题意;选项D,此时是闭合电路,且导体做切割磁感线运动,能产生感应电流,故不符合题意。7.D化石能源的大量使用带来了环境问题,如二氧化碳造成的“