2． 不靠近高压带电体．

例题精讲

[例题1]如图1所示装置，按以下步骤操作：

　　 (1)将自己安装的插座板插入甲图的插座内，用测电笔测上排孔，氖泡发光；再测下排孔．氖泡都不发光．

　　 (2)将图丙灯泡的插头插入图乙插座，灯不亮．此时用测电笔测插座板的上　　　　　　 图1

下两排孔、氖泡都发光．

　　 (3)将插座板从图甲插座中拔出，用图丙的灯泡的插头插入插座，灯亮．

根据上述现象，分析电路的故障所在．

分析与解答：

根据步骤3知，甲、丙两装置良好，故障出在乙装置上．据步骤(2)可

分析得出：从自己安装的插座板中引出的一条线是断的，而这条线恰好与图甲插座中的零线相连，如图2所示．这样，当插孔A、B上不插插头时，A孔与火线相连，B孔未与零线相连，也未与火线相连，所以用测电笔试B孔时，氖管不亮，测A孔时，氖泡亮．当灯泡插头插入A、B孔时，B孔也通过灯泡连在了火线上，这样再用测电笔测两孔时，氖管都发光．但此时灯并未与零线相连，灯两端无电压，因此灯不亮．

[例题2]图3中图甲是某房间中一段照明电路的装置图，该段电路平时正常工作．现在A、B两点间引出一个插座，当60 W灯关闭时(电键打开)，插入15 W灯，　 60 W灯不亮，15 W灯亮，但比正常工作时暗；拉开关(电键闭合)，60 W灯正常发光，15 W灯熄灭．为什么会出现这种现象？　　　　　　　　　　　　　 图3

分析与解答:

因为照明电路能正常工作，所以接法应如图4所示．开关断开时，在A，B间接入15 W灯，两灯串联后接在了火线与零线之间，它们分得的实际电压都比各自的额定电压低，但60 W灯的电阻比15 W灯的电阻小很多．它两端实际电压是额定电压220 V的1/5，实际功率是额定功率1/25，灯丝中虽有电流通过，但生热不足，灯丝温度不够高，不发光；而15 W灯的实际功率虽小于额定功率，但还能发光．开关连通时．　 15 W灯被短路，　 60 W灯两端直接接在火线与零线之间，故其能正常发光．　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　图4

[例题3]某电器单独工作10分钟的过程中，该电能表的转盘转了300转，则该电器的功率应为多少？可否根据此题设计一个测未知功率电器额定功率的方案？需测哪些数据？

分析与解答:

由电能表的“3 000 r/kWh”可知，用户消耗一度电，电能表转3 000圈．换算为国际单位后电能表每转一圈，消耗电能W₁=3.6×10⁶焦/3 000=1 200焦．“1 200焦”就是这种电能表的一个常数．当电能表转2圈时，W₂＝1 200焦×2＝2 400焦；当电能表转3圈时，W₃＝1 200焦×3＝3 600焦；当电能表转n圈时，W_n＝1 200焦×n＝1 200n焦． 又因为电功率为:

　　　　　　　　　　　　　　 P=W/t

　　　　　　　　　　　　　　 =1 200焦n/t

　　　　　　　　　　　　　　 =1 200焦×300/600秒

　　　　　　　　　　　　　　 =600瓦

答: 该用电器的功率为600瓦． 可以根据公式P＝1 200焦n/t 分别测出电能表转过的圈数n和对应的时间t, 来测量未知功率的用电器额定功率．

[例题4]如图所示，某同学家里的电冰箱功率为0.2千瓦，在全家“双休日”外出的两整天时间内，家中用电器只有电冰箱在自动间歇工作，两天前后电能表的示数如图甲、乙所示．问：

　　 (1)电冰箱怎样连接在电路中，并联还是串联？它的三根电线接三脚插头，将三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时还有什么作用？

(2)该电冰箱两整天耗电多少度？

(3)该电冰箱两整天实际工作时间是多少小时？(1997年武汉)

分析与解答：

(1)各种家用电器都是并联在电路中的，所以电冰箱也是并联在电路中的．电冰箱使用三脚插头并插在三孔插座里，除了把用电部分连入电路，还有一个原因是为了安全．因为三脚插头中最上面的插头是与三孔插座里的地线相联的，这样就对电冰箱的外壳起到了接地保护的作用，防止触电事故的发生．

(2)该电冰箱两整天耗电能：W =1344度-1342度=2度

(3)该电冰箱两整天实际工作时间：

据P = 得t = ==3.6×10⁴秒=10时．

误点点拨：

　　 本题是一个联系实际的问题，一些初学者对本题的解答中容易犯的错误是：(1)由于生活中，有些家庭电路不规范，如洗衣机、电冰箱等家用电器没有使用三孔插座，致使有些学生以为这些家用电路可以使用二孔插座，甚至不清楚为什么要用三孔插座．(2)对电能表的示数的单位不清楚，不知道该单位与国际单位的“焦耳”之间的换算关系．(3)电冰箱是“间歇式”工作的，冰箱内的温度较高时压缩机工作，此时电冰箱消耗的电功率为200瓦；当冰箱内的温度达到预定温度时，压缩机停止工作，此时电冰箱几乎不再消耗电能．这些问题老师在教学中都会讲授的，关键在平时的学习中要加以认真落实对基本概念的掌握．

[例题5]李明同学根据家中电暖器说明书(见右表)中所列数据，

计算出如下结果，其中正确的有　　 (　　 )

A．这台电暖器所受的重力为196牛

B．电暖器正常工作2小时，需消耗22千瓦时的电能

C．电暖器正常工作时，通过它的电流为5安

D．当把电暖器接在110伏电路中时，它实际消耗的电功率为550瓦　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 (2001年北京顺义区)

分析与解答：

根据表中所给数据，可以计算出：

①电暖器所受的重力为：G =gm =9.8牛/千克×20千克=196牛．

②电暖器正常工作2小时，消耗的电能为：

　　　 W =Pt =1.1千瓦×2时=2.2千瓦时

③电暖器正常工作时，通过它的电流为额定电流：

I_额==5安

④当把它接在110伏电路中时，它所消耗的实际功率：据P =得R =，可以认为电暖器的电阻不变，则，所以

P_实==275瓦

所以正确答案为A、C．

误点点拨：

有的同学对电能的单位掌握得不够全面，所以对B选项中的“千瓦时”感到陌生，另外对“正常工作”的概念理解得不到位，所以对B、C选项的计算无从下手．

应该对电能的单位“千瓦时”有以下认识：千瓦时是电能的常用单位；它与电能的国际单位“焦耳”之间的换算关系是：1千瓦时=3.6×10⁶焦；“千瓦时”即是平时人们所说的“度”．在计算用电器消耗的电能时，可以使用“千瓦时(度)、千瓦、时”这套单位．

对“正常工作”的理解：意即用电器(本题为电暖器)在额定电压下工作；通过用电器的电流为额定电流；用电器消耗的功率为额定电功率．

练习题

1． 不接触低压带电体．

2． 用电器的总功率过大．

1． 短路．

生活用电是与同学们生活密切相关的内容, 从家庭电路入手, 我们就可以知道家庭电路是由进户线(由一根火线和一根零线组成, 它们之间的电压为220伏)、电能表(测量全部用电器消耗的电能)、保险装置(由闸刀开关和保险丝组成, 现在很多居民已用上自动漏电保护器, 主要作用是当电流过大，自动切断电路, 起到保险作用)、用电器L指电灯、 电视机、 洗衣机、 电冰箱、 空调等家用电器组成, 它们是并联在电路中的, 各个用电器两端的电压是220伏, 用电器之间的通断互不影响．

16．环境保护是现代社会的热点，环境污染是世界各国关注的焦点，特别核污染更是全人类高度警惕的问题。继1986年“切尔诺贝利”核泄漏事件之后，2000年8月12日，质量m=1.4×10⁷千克的俄罗斯"库尔斯克"号核潜艇在巴伦支海遇难,引起挪威生态保护组织和国际社会普遍关注。

(海水密度近似取作ρ=1.0×10³千克/米³，g=10牛/千克)

(1)(3分)核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径。核潜艇中反应堆的核能是通过哪种途径获得的？

(2)(4分)探测专家用超声波可探测到潜艇的确切位置。超声波在海水中的波速v=1450米/秒，在潜正上方海面向下发出超声波，从起超声波发出直到接收到潜艇的回波经历的时间为t=0.146 秒，则潜艇沉没的实际深度h约为多大？(取整数值)

(3)(5分)经研究，“为库尔斯克”号的打捞方案之一，是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋。若每只浮力袋充气后的体积V0=10米³，试估算需要用这种浮力袋多少只？

(4)(4分)按海难救援国际惯例，8月19日晚挪威潜水员曾抵达“库尔斯克”号打开紧急逃生舱盖。若舱盖面积S=0.5米²，则海水对舱盖的压力F约多大？

(5)(4分)救援人员在“库尔斯克”号发现了记录潜艇各种信息的“黑匣子”，其中一部件外壳上三个电压表的示数分别为U₁、U₂、U₃；三个电流表的示数分别为I₁、I₂、I₃，它内部的电路结构如图8所示。试分别写出U₁、U₂、U₃之间的数学关系表达式和I₁、I₂、I₃之间的数学关系表达式。

15．(3分)在某校开展的科技活动中，发现有一电源，电压为30V左右并保持不变。现有电压表(量程0-15V)一只，阻值为200Ω的定值电阻R0一只,滑动变阻器R1(阻值变化范围0 -100Ω)一只,开关一只,导线若干。请将能准确测出该电源电压的电路图画在方框中。

14．(4分)在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，使杠杆在水平位置平衡。实验中只有10个相同的钩码，杠杆上每格等距。当在A点挂上4个钩码时，应怎样挂钩码才使杠杆在水平位置上平衡？请在图7中画出两种设计方案。

方案(1)　　　　　　　　　　　　　　 方案(2)

　　　　　　　　　　　　　　　 图7

13.在“测小灯泡额定功率”的实验中，给出的

器材：小灯炮标有“3.8V”字样，估计正常发

光时的电阻大约10Ω;

电流表(量程0-0.6A、0-3A)一只；

电压表(量程0-3V、0-15V)一只；

电源(3V一个、6V一个)；

滑动变阻器(10Ω1A一个、10Ω0.3A一个)；

开关一只，导线若干。

请在方框中画出电路图。

实验中电源应选 ________,电流表量程应选________,

电压表量程应选_________,滑动变阻器应选________;

电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为 _____V时，小灯泡正常发光。此时的电流表示数如图6所示为

______A,则该小灯炮的额定功率为______W 。

图六

12．导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的______、_______、________和温度。在学校实验室里，小明为测量某导体的电阻设计了两种不同的方案，现手边已有一组电池、一只开关、若干导线，请将每种方案还需要哪些器材填入下面横线。

方案(1)____________________________________________

方案(2) _____________________________________________