14. 小敏家住某五层公寓楼的四楼，当她在一楼按下楼道灯开关时，五盏规格为“220 V 12 W”的楼道灯全部点亮，并在延时60 s后自动关闭。她正常每登一层楼需要12 s。小敏意识到楼道灯这种工作方式比较浪费电能，于是对楼道电路进行了改进设计，改进后的电路如图所示，K为启动延时开关，S为感应跳转开关。按下K时，S接通触点1、2；当S感知人到二楼时，会跳转至触点2、3；感知人到达三楼，跳转至触点3、4……若跳转20 s后感应不到人，则K断开。
(1) 按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？
(2) 改进后的方案中，S跳转前后，通过启动延时开关的电流大小
(3) 想一想：小敏改进后的电路存在什么不合理之处？需要如何改进？
(1) 按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？
(2) 改进后的方案中，S跳转前后，通过启动延时开关的电流大小
不变
(增大/减小/不变)，小敏正常上楼回家一次，比原来节约的电能为2256 J
。(3) 想一想：小敏改进后的电路存在什么不合理之处？需要如何改进？
答案：14. (1) 3600 J (2) 不变 2256 J (3) 不合理之处:改进后的电路主要是针对小敏个人从一楼到四楼的情况，依靠感应跳转开关 S 按楼层感应跳转，且启动延时开关 K 是在感应不到人 20 s 后断开。若两个人先后走进楼道，后面的人可能会因为前面的人触发感应后，感应跳转开关 S 已处于后续楼层的触点，导致后面的人所在楼层不能被准确感应，进而可能出现楼道灯不能为后面的人准确照明，或者启动延时开关 K 提前断开，使后面的人处于黑暗中。改进方法:可增加感应装置的数量，让每个楼层附近都有更灵敏的感应部件，能检测到不同时间进入楼道的人;同时调整启动延时开关 K 的工作逻辑，比如从最后一次感应到有人开始计时 20 s 后再断开，这样就能为先后进入楼道的人都提供照明
解析：
(1) 解：小敏从一楼到四楼需要的时间$t_1 = 12\, s/层 × 3\, 层 = 36\, s$，灯亮总时间$t = 60\, s$，总功率$P = 5 × 12\, W = 60\, W$，消耗电能$W = Pt = 60\, W × 60\, s = 3600\, J$。
(2) 不变；2256 J
(3) 不合理之处：多人先后进入楼道时，后续人员可能因S已跳转至高层触点导致所在楼层照明不足或K提前断开。改进方法：增加各楼层独立感应部件，K从最后一次感应到人开始计时20 s后断开。
(2) 不变；2256 J
(3) 不合理之处：多人先后进入楼道时，后续人员可能因S已跳转至高层触点导致所在楼层照明不足或K提前断开。改进方法：增加各楼层独立感应部件，K从最后一次感应到人开始计时20 s后断开。
15. 下表是一组关于人体电阻的数据：
如图所示，用电器R接在电压为220 V的电源上，消耗的电功率是1100 W，电路中还有额定电流为10 A的熔丝。
(1) 只将用电器R接入电路时，通过熔丝的电流是多大？
(2) 一个潮湿的人赤脚站在地面上，手误触了火线，试计算此时通过人体的电流(上表电阻数据适用于人体)，并分析此时为什么熔丝不会熔断(即熔丝不能保护人的生命安全)。
如图所示，用电器R接在电压为220 V的电源上，消耗的电功率是1100 W，电路中还有额定电流为10 A的熔丝。
(1) 只将用电器R接入电路时，通过熔丝的电流是多大？
(2) 一个潮湿的人赤脚站在地面上，手误触了火线，试计算此时通过人体的电流(上表电阻数据适用于人体)，并分析此时为什么熔丝不会熔断(即熔丝不能保护人的生命安全)。
答案：15. (1) $I = 5 A$ (2) $I_{人} = 0.147 A$，$I_{总} = I + I_{人} = 5 A + 0.147 A = 5.147 A ＜ 10 A$，所以熔丝不会熔断，不能对人起到保护作用
解析：
(1)已知用电器$R$接在电压$U = 220\ V$的电源上，消耗的电功率$P = 1100\ W$，根据$P=UI$，可得通过用电器$R$的电流$I=\frac{P}{U}=\frac{1100\ W}{220\ V} = 5\ A$，因为熔丝串联在电路中，所以通过熔丝的电流是$5\ A$。
(2)由表中数据可知，潮湿的人赤脚站在地面上时人体电阻$R_{ 人}=1500\ \Omega$，此时人体两端电压$U = 220\ V$，根据$I=\frac{U}{R}$，通过人体的电流$I_{ 人}=\frac{U}{R_{ 人}}=\frac{220\ V}{1500\ \Omega}\approx0.147\ A$。此时电路总电流$I_{ 总}=I + I_{ 人}=5\ A+0.147\ A=5.147\ A$，因为$5.147\ A＜10\ A$（熔丝额定电流），所以熔丝不会熔断，不能保护人的生命安全。
(2)由表中数据可知，潮湿的人赤脚站在地面上时人体电阻$R_{ 人}=1500\ \Omega$，此时人体两端电压$U = 220\ V$，根据$I=\frac{U}{R}$，通过人体的电流$I_{ 人}=\frac{U}{R_{ 人}}=\frac{220\ V}{1500\ \Omega}\approx0.147\ A$。此时电路总电流$I_{ 总}=I + I_{ 人}=5\ A+0.147\ A=5.147\ A$，因为$5.147\ A＜10\ A$（熔丝额定电流），所以熔丝不会熔断，不能保护人的生命安全。