Question

9．随着宜昌现代化学校创建工作的深入开展，全市各中小学多媒体硬件运用越来越多．某校共有15个教室，每个教室配有40W的照明灯10盏，300W的投影仪一台，100W的教学扩音系统一套，300W的电脑一台．（该校的供电电压为220V）
（1）学生在操场上进行半小时的大课间体育活动时，若教室内的这些用电器没有关闭，那么这半小时内该校会浪费多少度电？
（2）随着这些硬件的装配，需要对学校供电线路进行改造，下表是各种橡胶绝缘铜芯线在常温下的安全载流量（长时间通电时的最大安全电流），从安全角考虑，该校应选择哪种导线作为干路导线？请通过计算后说明．

导线规格
导线横截面积S/mm2	4	6	10	16
安全载流量I/A	37	47	68	94

（3）该校电路中的保险装置采用空气开关（如图甲），空气开关内有电磁铁和两个触点，制作触点的材料分别有铜或银．电路正常工作时两触点是连接在一起的，当电流过大时电磁铁将两个触点分开，切断电路（如图乙）．从空气开关使用的寿命和安全角度考虑，应选择触点用银（选填“银”或“铜”）材料制作的空气开关，原因是同样条件下，银触点接触电阻小些，根据Q=I²Rt得出产生的热量更小，使用寿命更长、更安全．（同样条件下，银的电阻比铜的电阻小）

Answer 1

分析 （1）先求出教室内所有用电器的总电功率，根据W=Pt求出消耗的电能；
（2）根据P=UI求出总电流，对比导线规格做出选择；
（3）根据银和铜的导电性能以及安全用电要求分析解答．

解答 解：（1）教室内的用电器总功率为：
P=（40W×10+300W+100W+300W）×15=16500W=16.5kW，
由P=$\frac{W}{t}$得半小时浪费的电能为：
W=Pt=16.5kW×0.5h=8.25kW•h=8.25度；
（2）由P=UI得电路中总电流为：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{16500W}{220V}$=75A＜94A
因为68A＜75A＜94A
所以应选择导线横截面积16mm²的；
（3）同样条件下，银触点接触电阻小些，根据Q=I²Rt得出产生的热量更小，使用寿命更长、更安全，故应该选择银材料做触点．
答：（1）半小时内该校会浪费8.25度电；
（2）从安全角考虑，该校应选择横截面积16mm²的导线作为干路导线；
（3）银；同样条件下，银触点接触电阻小些，根据Q=I²Rt得出产生的热量更小，使用寿命更长、更安全．

点评 此题主要考查学生对于电功率公式，以及用电线的选择等知识的理解，属于中考考查重点．