题目内容
9.阅读短文,回答问题:热动式断路器
当电路发生短路或过载时,电路中电流就会超过额定电流,可能会引起安全事故.为防止这类事故的发生,电路中通常装有熔断器、空气开关等保护装置.当发生事故时,保护装置会自动切断电路.
热动式断路器是最简单的一种断路器.热动式断路器构造如图甲所示,向右推动复位手柄,脱扣器将手柄锁定在合闸位置,若电路中电流小于或等于额定电流,则断路器不会动作.当电路过载时,通过断路器的电流就会超过额定电流,此时双金属片发热并向右弯曲(如图甲中虚线所示),带动脱扣器工作,于是复位手柄在弹簧拉力作用下跳向断开位置,触点分开,从而断开电源.
热动式断路器适用于过载保护,一旦线路中的电流超过额定电流,断路器需经过一段时间后动作,图乙为某型号的断路器在室温为20℃时的动作时间与流经电流的关系图象.
(1)热动式断路器应串联(串联/并联)在电路中;热动式断路器中的复位手柄属于省力(省力/费力/等臂)杠杆;
(2)关于热动式断路器下列说法正确的是D
A.属于电路中的用电器
B.双金属片中电流大于出线电流
C.正常工作时电流入线与电流出线间电压是220V
D.脱扣器将手柄锁定在合闸位置时弹簧的弹性势能最大
(3)双金属片是由铜片和铁片组成,受热时铜片膨胀得比铁片大.在甲图中,铜片和铁片的位置符合要求的双金属片是B
分析 (1)热动式断路器要想保护电路,应串联在电路中;根据其结构可判断其相当于何种类型的杠杆;
(2)从材料中获取信息,逐一判断选项中的描述是否正确;
(3)根据断路器中双金属片的作用,结合铜和铁的膨胀特点可做出选择.
解答 解:(1)热动式断路器的作用是在电流过大时保护电路,因此它应该串联在电路中;
由图可知,复位手柄转动时,其轴在中间,所以其动力臂大于阻力臂,相当于省力杠杆;
(2)A.由题意可知,热动式断路器相当于一个保护开关,不属于电路中的用电器,故A错误;
B.双金属片串联在电路中,所以其电流等于出线电流,故B错误;
C.热动式断路器相当于一个保护开关,其常见的开关一样,它串联在电路中,因此正常工作时其两端没有电压.故C错误;
D.由图可知,脱扣器将手柄锁定在合闸位置时弹簧的形变程度最大,因此其弹性势能最大,故D正确.
故选D.
(3)由题意可知,当电路过载时,通过断路器的电流就会超过额定电流,此时双金属片发热并向右弯曲,因此要求左侧金属的膨胀更明显,只有图中B金属片左侧为铜,右侧为铁,符合题意要求.
故答案为:串联; 省力; D; B.
点评 本题考查了一种新型的断路器的结构特点与应用,涉及到电路的连接,杠杆的应用,热膨胀的应用等,认真阅读材料,获得有用的信息,是解答的关键.
练习册系列答案
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19.
用图示装置探究“定滑轮和动滑轮的机械效率与所提升的物重有什么关系”,分别得到三组实验数据如表所示.
定滑轮:
动滑轮:
(1)实验时,弹簧测力应沿竖直方向匀速拉动.
(2)定滑轮提升物体时,所提升物体重力增加,机械效率将不变;(不计摩擦)
(3)动滑轮提升物体时,所提升物体重力增加,机械效率将增大;分析主要原因(不计摩擦)是:额外功基本不变,提升物体越重,有用功在总功中所占比例增大,机械效率越高.
(4)求出用动滑轮第一次实验时的机械效率是71.4%.
定滑轮:
| 实验序号 | 钩码重力G/N | 钩码移动距离s/cm | 弹簧测力计示数F/N |
| ① | 1 | 10 | 1.1 |
| ② | 2 | 10 | 2.2 |
| ③ | 3 | 10 | 3.3 |
| 实验序号 | 钩码重力G/N | 钩码移动距离s/cm | 弹簧测力计示数F/N |
| ① | 1 | 10 | 0.7 |
| ② | 2 | 10 | 1.2 |
| ③ | 3 | 10 | 1.7 |
(2)定滑轮提升物体时,所提升物体重力增加,机械效率将不变;(不计摩擦)
(3)动滑轮提升物体时,所提升物体重力增加,机械效率将增大;分析主要原因(不计摩擦)是:额外功基本不变,提升物体越重,有用功在总功中所占比例增大,机械效率越高.
(4)求出用动滑轮第一次实验时的机械效率是71.4%.