题目内容

19.现代家庭电器化程度越来越高,用电安全是一个十分突出的问题.如图甲所示是测电笔的结构,图乙和图丙中,正确使用试电笔的是丙图,测电笔内部有一个大电阻,它的作用是分压保护作用.若测电笔氖管发光放电时的电流为0.36毫安,人体的安全电压为36伏,则当测电笔的笔尖接触家庭电路的火线时要使人能处于安全状态,此大电阻的阻值至少应为多少?(不计氖管发光时的电阻) 

分析 (1)测电笔是用来辨别零线和火线的工具,测电笔内阻很大,使用测电笔时,通过它的电流很小;使用测电笔时,应用手接触笔尾金属体,笔尖接触电线,若氖管不发光,表明测电笔和人体加在零线和大地之间,测电笔接触的是零线;
(2)对人体的安全电压不高于36V,根据串联电路的电压特点求出大电阻两端的电压,利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出大电阻的最小阻值.

解答 解:(1)使用测电笔时,手要接触测电笔尾部的金属体,笔尖接触电线,氖管发光表明接触的是火线,不发光是零线,在图乙和图丙中,正确使用试电笔的是图丙;
当笔尖接触火线时,人体电阻与试电笔电阻串联接在220V的电源上,根据欧姆定律可知,要使通过人体电流不超过安全电流,试电笔的电阻阻值要很大,起到分压保护作用;
(2)人体接触安全电压最大为36V,家庭电路的电压为220V,
因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=220V-36V=184V,
由I=$\frac{U}{R}$可知,大电阻的最小值:
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{184V}{0.36×1{0}^{-3}A}$=5.11×105Ω.
答:丙;分压保护作用;大电阻的阻值至少应为5.11×105Ω.

点评 本题考查了测电笔的正确使用和串联电路特点以及欧姆定律的应用,要注意单位的换算.

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