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电热与安全基础夯实1.关于家庭电路,下列说法正确的是A.工作的用电器越多,电路的总电阻越大B.控制家用电器的开关一定要接在火线上C.家庭中的电能表是测量总电功率的仪表D.洗衣机、电冰箱等家用电器使用三脚插头是为了节约用电答案B解析家庭电路的用电器是并联,工作的用电器越多,相当于增大导体的横截面积,总电阻越小,故A错;从安全用电的角度来分析,在接灯泡时,开关必须串联在火线和灯泡之间,故B正确;家庭中的电能表是测量消耗电能的仪表,故C错;洗衣机、电冰箱是金属外壳,使用三脚插头,把金属外壳接上地线,在金属外壳的用电器漏电,人接触时地线把人体短路,可以防止触电,不是为了节约电,故D错。2.如图为一条刚装好的民用照明电路,在未装保险丝之前,先将规格为“220 V40 W”的白炽灯L0接在火线上要装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1都呈暗红色;当只闭合S2时,L0不亮;当只闭合S3时,L0正常发光。下列判断正确的是A.L0暗红色时消耗的功率为40 WB.L1所在支路短路C.L2所在支路短路D.L3所在支路短路答案D解析家庭电路电压是220 V,一般照明灯泡额定电压也是220 V。当只闭合S1时,L0和L1都呈暗红色,原因是两只灯泡串联分压,说明此段电路正常;同时说明L0两端电压低于220 V,所以其实际功率低于40 W,故A、B均错误;当只闭合S2时,L0不亮,说明此段电路有开路情况,即L2可能开路,故C错误;在只闭合S3时,L0正常发光,说明此处支路肯定被短路,使得火线上的灯泡与零线相连而正常发光,即L3可能短路,故D正确。3.如图所示的关于家庭用电的图片中正确的是答案D解析三孔插座中,左零右火中接地,中间的应该接地线,目的是为了让金属外壳与大地相连,故A错;使用测电笔辨别火线时,一定要用手触及笔尾的金属部分,否则容易造成误判,认为带电体不带电是十分危险的,故B错;教室内的灯工作时互不干扰,为并联连接,不是串联,故C错;三孔插座中多出一个专门用于接地的孔,三脚插头中,中上的要与用电器的金属外壳相连,目的是为了让金属外壳与大地相连,故D正确。4.将规格都是“220 V100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是A.三个用电器产生的热量一样多B.电风扇产生的热量最多C.电视机产生的热量最多D.电烙铁产生的热量最多答案D解析因为U220 V,所以三种用电器的实际功率PP额100 W;又因为WPt,所以三种用电器消耗的电能相同;因为电视机将一部分电能转化为光能,电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能。所以产生热量最多的是电烙铁。5. 2019四川自贡中考把一个标有“10 V3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上如图所示,小灯泡恰能正常工作。该电路工作10 s定值电阻产生的热量是A.60 JB.36 JC.30 JD.6 J答案D解析由PUI可得,灯泡正常发光时的电流IL0.3 A;因串联电路中总电压等于各分电压之和,且小灯泡正常发光,所以R两端的电压URU-UL12 V-10 V2 V,串联电路中各处的电流相等,该电路工作10 s定值电阻产生的热量QWURIt2 V0.3 A10 s6 J。6.2019湖南怀化中考“珍爱生命,注意安全”是每个公民必备的生活常识。关于安全用电,下列说法正确的是A.发生电火灾时应立即用水将火扑灭B.不接触低压带电体,不靠近高压带电体C.在野外遇到雷雨天气应就近到大树底下躲雨D.使用试电笔时,手可以接触笔尖金属体答案B解析因电发生火灾时,由于水是电的良导体,如果用水来灭火,很容易造成救火人员的间接触电,故A不符合安全用电原则;安全用电的原则是不接触低压带电体,不靠近高压带电体,故B符合安全用电的原则;在大树下避雨,因为大树和人体都是电的良导体,雷电极易通过突起的大树传向人体,而造成雷电灾害,故C不符合安全用电原则;使用测电笔辨别火线时,用手触及测电笔笔尾金属体,才能辨别出火线、零线,手不能接触笔尖金属体,否则会发生触电事故,故D不符合安全用电原则。7.2019陕西中考如图是小轩家的部分电路。下列说法正确的是A.若熔断器熔丝熔断了,可以用铜丝代替B.若导线cd间断路,仍然可以安全使用三线插座C.若闭合开关S,灯泡L不发光。用测电笔检测e点,氖管不发光,则说明灯丝一定断了D.若ab间断路,灯泡L仍能正常工作答案D解析保险丝熔断后,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,故A错误;由图知,如果导线cd间断路,用电器的金属外壳无法接地,存在漏电危险,所以不能继续安全使用三线插座,故B错误;如果火线断路、熔断器的熔丝烧断、灯泡灯丝断了或者灯泡到火线间的电路断路,灯泡都不能发光,同时测电笔接触e点,氖管都不能发光,所以不能说明灯丝一定断了,故C错误;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,故D正确。8.2019贵州贵阳中考22岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能,这是一百多年来对物质超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电,根据定律推断输电线路可实现电能零耗损。答案焦耳解析当导体的温度降至某一低温时,它的电阻突然变为零,这种特性称超导性。由于超导体的电阻为零,根据QI2Rt知,产生的热量为零,所以在用超导体进行远距离输电时不会消耗电能产生热量,减少了在输电过程中的能量损耗,大大节约了能源。9.2019广西桂林中考我国的家庭电路有两根进户线,都是从低压输电线上引下来的。其中一根叫零线,一根叫,两根进户线之间有 V的电压。答案火线220解析进户线分为零线和火线,火线与零线之间有220 V的电压,火线与大地之间也有220 V的电压。10.小青同学想在家里安装一盏照明灯,如图所示是他设计的电路。图中虚线框1和2应连入开关和电灯;则开关应装在选填“1”或“2”虚线框中。答案2解析为了用电的安全,开关应接在火线与电灯之间,因此开关应装在2处。11.如图所示的家庭电路的连接中,有两部分连接错误,它们是选填序号即可,闸刀开关;带开关的灯泡;带保险丝的两孔插座;三孔插座。答案解析进户线进入用户,首先接入总开关,即闸刀开关,总开关的后面接入保险丝,图中闸刀开关连接正确。开关控制灯泡时,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套;开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏后,断开开关,切断火线,安全地更换灯泡。由图知,带开关的灯泡连接错误。两孔插座左孔接零线,右孔接火线;当插座上接入大功率的用电器时,还要在火线上串联一根保险丝,这样在电流过大时,能自动切断电源。由图知,带保险丝的两孔插座连接正确。三孔插座中,左孔应接零线,右孔接火线,上孔接地线;而图中上孔接零线,左孔接地线,故三孔插座连接错误。综上分析,连接错误的是带开关的灯泡和三孔插座。12.家用洗衣机的主要部件是电动机,某洗衣机的电动机在220 V电压下正常工作时的电流2 A,线圈电阻为4 ,则该电动机正常工作时每分钟产生的热量是 J。答案960解析该电动机正常工作时每分钟产生的热量QI2Rt2 A24 60 s960 J。易错警示 要注意电动机是非纯电阻用电器,消耗的电能和产生的热量不相等。13.2019吉林中考电炉丝通过导线接到电路里,通过电炉丝和导线的电流大小,由于电炉丝的电阻比导线的电阻大,导致电炉丝在相同时间产生的热量比导线产生的热量。答案相等多解析电炉工作时,导线和电炉丝串联,所以通过导线和电炉丝的电流相等,电炉丝电阻比导线电阻大,根据焦耳定律QI2Rt可知,相同时间内电炉丝产生的热量比导线多。14. 2019广西贵港中考家用电吹风的简化电路如图所示,主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时,电热丝的阻值是 ,正常工作吹热风5 min电热丝产生的热量是 J。热风温度50-75 额定功率热风时;1 000 W冷风时120 W额定电压220 V质量0.5 kg答案552.64105解析由表格数据可知,电吹风吹冷风时的功率,即电动机的功率为120 W,由图知,电吹风正常工作且吹热风时,电动机和电热丝并联,因电路的总功率等于各用电器功率之和,所以电热丝的功率P电热丝P热-PM1 000 W-120 W880 W,并联电路中各支路两端的电压相等,得电热丝的电阻R电热丝55 ;电吹风正常工作且吹热风时,5分钟内电流通过电热丝产生的热量QWPRt880 W560 s2.64105 J。15.2019四川南充中考如图,灯L标有“4 V2 W”,R20 ,闭合开关S时,灯L正常发光灯丝的电阻不受温度影响,电流表示数为 A,通电1 min电路中产生的热量为 J。答案0.7168解析由图知R与L并联,电流表测干路电流,灯L正常发光,所以UURUL4 V,由PUI可得通过灯泡的电流IL0.5 A,由欧姆定律可得通过R的电流IR0.2 A,由并联电路的电流特点可得电流表示数IILIR0.5 A0.2 A0.7 A;通电1 min电路中产生的热量QWUIt4 V0.7 A60 s168 J。16.2019安徽蚌埠二模某电饭锅简化电路如图甲所示,R1和R2均为定值电热丝,S为自动开关,煮饭时,把电饭锅接入220 V电路中,电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。电热丝R1的阻值为 ;通电30 min电饭锅产生的热量为 J。答案228.91105解析由电路图可知,当开关S闭合,电路为R2的简单电路,电路中的电流大,由PUI可知,电饭锅的总功率大,处于加热状态,当S断开时,电阻R1与R2串联,电路中的总电阻大,电路中的电流小,由PUI可知,电饭锅的总功率小,处于保温状态。电热丝R2的阻值为R288 ;电阻丝R1和R2串联的总电阻R总110 ,R1R总-R222 。由图乙知,通电30 min,加热15 min,保温15 min,电饭锅产生的热量QUI大t1UI小t2220 V2.5 A1560 s220 V2 A1560 s8.91105 J。17.2019贵州毕节中考电热水壶上标有“220 V800 W”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻;在额定电压下,热水壶烧水210 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 J,若发热体产生的热量全部被水吸收,能将 kg的水从20 升高至100 。c水4.2103 J/kg答案小1.681050.5解析热水壶的发热体与电线串联,通过它们的电流及时间相等,但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多,由焦耳定律QI2Rt可知,热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多,所以电热丝很热,但与之相连的电线却不怎么热;在额定电压下,烧开一壶水用时210 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量QWPt800 W210 s1.68105 J;根据公式Qcmt-t0得,加热水的质量m0.5 kg。18. 2019云南昆明中考如图是一个家用电热水龙头。打开龙头开关,几秒就可以流出热水,这种加热水的过程很短,俗称“过水热”。某品牌电热水龙头的额定功率是3 000 W,额定电压是220 V,则该电热水龙头正常工作时的电阻是 计算结果精确到0.1。某次使用该龙头加热水时,测得实际电压为235 V,水的初温为21 ,加热14 s,得到0.5 L、末温42 的热水,则加热水的功率是 Wc水4.2103 J/kg,水1.0103 kg/m3。答案16.13 150解析由P可得,该电热水龙头正常工作时的电阻R16.1 ;由可得,加热的水的质量m水V1103 kg/m30.510-3 m30.5 kg,水吸收的热量有用能量Q吸c水mt4.2103 J/kg0.5 kg42 -21 4.41104 J;则加热水的功率P实3 150 W。能力提升19.在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采取了如图所示的实验装置两个透明容器中封闭着等量的空气。 1实验中通过观察变化来比较电流通过电阻产生热量的多少。2观察图甲中的A、B管,在通电时间相等时,发现B管液面上升的高,则表明电流通过导体产生的热量多少与有关。3采用图乙实验装置,可以得出结论在电阻和通电时间相同时,越大电流产生的热量越多。答案1液面高度差2电阻3电流解析1电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;2如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系;3在乙图中,右侧容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,由于并联电路有分流作用,所以通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻、通电时间相同的情况下,电流越大,电流通过电阻产生的热量越多。20.一个标有“220 V100 W”的白炽灯接在220 V的电源两端,如图所示,由于输电线的电损,小灯泡发光时的实际功率是81 W电源电压不变,不计灯泡电阻的变化。 1求出此时白炽灯L两端的电压;2试证明这种情况下输电线损耗的电功率P线与灯泡实际功率PL之比是P线PL19。答案1198 V2证明见解析。解析1灯丝的电阻RL484 ,灯泡的实际电压UL198 V;2根据串联电路电压的规律知,电线上的电压U线U-UL220 V-198 V22 V,因串联电路电流处处相等,根据PUI知,输电线损耗的电功率P线与灯泡实际功率PL之比19。21.如图甲的多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。水1103 kg/m3,c水4.2103 J/kg,g取10 N/kg项目参数电源电压V220低温挡功率W275中温挡功率W550高温挡功率W1 100容积L11开关S1、S2处于什么状态,养生壶为高温挡,说明判断依据;2求R1的阻值;3养生壶处于低温挡工作时,求电路中的电流大小;4在标准大气压下,使用高温挡将初温是12 的一壶水烧开,若养生壶高温挡加热效率为80,求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。答案1当开关S1闭合,S2接B时,为高温挡;因为此时电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,总功率最大288 31.25 A43.696105 J420 s解析1由图知,当开关S1闭合,S2接B时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由P可知,总功率最大,所以此时养生壶为高温挡;2由图知,当开关S1断开,S2接A时,电阻R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由P可知,总功率最小,此时为低温挡;当S2接A,S1闭合时,R2被短路,只有电阻R1接入电路,养生壶处于中温挡。由PUI得,正常工作时通过R1的电流为I12.5 A,由I得,R1的阻值R188 ;3由PUI得,养生壶在低温挡工作时电路中的电流为I低1.25 A;4由可得,水的质量m水V1103 kg/m3110-3 m31 kg,水吸收的热量Q吸c水mt-t04.2103 J/kg1 kg100 -12 3.696105 J,由和WPt得,烧开一壶水需要的时间为t420 s。12
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