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用电器总功率过大
4400


解:​$(3)P_{最大}=UI=220\ \mathrm {V}×10\ \mathrm {A}=2200\ \mathrm {W}$​
​$1800\ \mathrm {W}+1200\ \mathrm {W}>2200\ \mathrm {W}$​,已经超过了插线板的最大功率,所以不能。

外壳带电
电流热效应
B
【分析】
首先分析空气开关跳闸的原因,家庭电路中跳闸常见原因是用电器总功率过大或短路,题目中是开启多个用电器后跳闸,无短路迹象,所以考虑总功率过大;然后计算电路允许的最大总功率,根据电功率公式P=UI,利用铭牌上的额定电压和最大工作电流计算即可。
【解析】
1. 跳闸原因分析:家庭电路中空气开关跳闸的原因有两种,分别是用电器总功率过大、电路发生短路。题目中是在三台空调开启的基础上,再打开电饭锅后跳闸,属于多个大功率用电器同时工作,总功率超过电路允许的最大值,所以跳闸原因是用电器总功率过大。
2. 最大总功率计算:根据电功率公式$P=UI$,由铭牌可知,电路额定电压$U=220V$,最大工作电流$I=20A$,则允许的用电器总功率最大值为:
$P=UI=220V×20A=4400W$
【答案】
用电器总功率过大;4400
【知识点】
家庭电路故障;电功率计算
【点评】
本题结合生活场景考查家庭电路的故障分析和电功率的基本计算,贴近生活实际,属于对基础知识的应用考查。
【难度系数】
0.7
【分析】
1. 对于第(1)问,回忆三孔插座的接线规则“左零右火中间接地”,标记A的是中间的插孔,因此对应地线。
2. 第(2)问,家庭电路中多个用电器同时工作时,为保证每个用电器都能独立工作、互不影响,它们的连接方式为并联。
3. 第(3)问,首先根据插线板的额定电压和额定电流,利用公式$P=UI$计算出插线板允许的最大总功率;再计算电水壶和高压锅的总功率,将两者总功率与插线板最大总功率比较,若总功率超过最大值,则不能同时使用。
【解析】
(1) 根据三孔插座“左零右火中间接地”的接线原则,标记A的插孔应与家庭电路的地线相连。
(2) 家庭电路中,多个用电器同时工作时互不影响,因此它们的连接方式是并联。
(3) ① 计算插线板允许的最大总功率:
由$P=UI$可得,$P_{最大}=UI=220\ \mathrm{V}×10\ \mathrm{A}=2200\ \mathrm{W}$
② 计算电水壶和高压锅的总功率:
$P_{总}=P_{壶}+P_{锅}=1800\ \mathrm{W}+1200\ \mathrm{W}=3000\ \mathrm{W}$
③ 比较总功率与最大允许功率:
因为$3000\ \mathrm{W}>2200\ \mathrm{W}$,即总功率超过了插线板的最大允许功率,所以不能再插接该高压锅煮饭。
【答案】
(1) 地
(2) 并
(3) 不能,计算过程如解析所示
【知识点】
三孔插座接线规则;家庭电路用电器连接方式;电功率的计算
【点评】
本题结合生活中的插线板,考查家庭电路的基本常识和电功率的计算,既需要掌握家庭电路的接线、用电器连接方式等基础知识点,也需要运用电功率公式解决实际问题,贴近生活,注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.7
【分析】
1. 第(1)题:先根据额定电压算出工作电压的允许浮动范围,再将实际电压与该范围对比,判断能否使用。额定电压220V,允许±10%浮动,计算最低工作电压为220V×(1-10%)=198V,实际电压210V处于允许范围内,因此能使用。
2. 第(2)题:结合安全用电知识,外壳接地是为了防止用电器外壳带电时,电流通过地线导入大地,避免人体触电。
3. 第(3)题:电饼铛是依靠电流通过导体时产生热量来加热食品的,利用的是电流的热效应。
4. 第(4)题:逐一分析选项:A选项保险丝太粗不易熔断,不是导致不热的原因;B选项电路断路时,电路无电流,发热体无法产热,电饼铛不热;C选项根据焦耳定律,电压一定时电阻小产生热量多,不符合不热的情况,因此选B。
【解析】
(1) 计算电饼铛允许的工作电压范围:
最低工作电压:$ U_{\mathrm{低}} = 220\,\mathrm{V} × (1 - 10\%) = 220\,\mathrm{V} × 0.9 = 198\,\mathrm{V} $
最高工作电压:$ U_{\mathrm{高}} = 220\,\mathrm{V} × (1 + 10\%) = 220\,\mathrm{V} × 1.1 = 242\,\mathrm{V} $
实际电压210V在198V~242V之间,处于允许的工作电压范围,因此该电饼铛能使用。
(2) 当电饼铛外壳带电时,接地导线可将电流导入大地,避免人体接触外壳时发生触电事故,所以接地是为了防止外壳带电时发生触电事故。
(3) 电饼铛工作时,电流通过发热体产生热量,从而加热食品,利用的是电流热效应。
(4) 对各选项分析:
A. 保险丝太粗,熔断电流大,不易熔断,不会导致电饼铛通电后不热,A错误;
B. 电路断路时,电路中无电流,发热体无法产生热量,电饼铛通电后不热,B正确;
C. 根据焦耳定律$ Q = \frac{U^2}{R}t $,电压和时间一定时,发热体电阻小,产生的热量多,不会出现不热的情况,C错误;
故选B。
【答案】
(1) 能
(2) 外壳带电
(3) 电流热效应
(4) B
【知识点】
安全用电原则;电流热效应;电路故障分析
【点评】
本题结合电饼铛说明书考查电学知识,需要将物理知识与生活实际应用结合,理解说明书信息并运用电学规律分析问题,注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.7