第2节 家庭电路中电流过大的原因
知识要点基础练
知识点1 家用电器的总功率对家庭电路的影响
1.CCTV《广而告之》栏目曾播放过一段公益广告(如图所示),图中的电视机与其他用电器是 并 联连接的。通过插座接入电路的用电器同时工作时,电路中消耗的总功率过大,引起干路中的电流 过大 ,根据焦耳定律可知,干路上的电流产生过多的 热量 ,使导线的温度急剧升高,从而烧坏插座和干路的导线,容易引起火灾。
2.小明在家开着空调看电视,妈妈刚用电饭锅煮饭时,家里的自动空气开关“跳闸”了,“跳闸”的原因可能是 用电器的总功率过大 。如图是小明家自动空气开关上的铭牌,由此判断他家的电路允许使用的用电器总功率最大为 2200 W。
DZ47-70 A
最大工作电流 10 A
漏电电流 ≤30 mA
额定电压 220 V
3.家庭电路中的电灯昏暗,电能表表盘却转得飞快,这种现象说明电路发生的情况可能是 (B)
A.短路 B.总功率过大
C.漏电 D.电源电压不足
知识点2 短路对家庭电路的影响
4.下列现象会引起家庭电路发生火灾的是 ①②④ (填序号)。
①用电器总功率过大 ②短路 ③开关内两根线相碰 ④插头内两根线相碰
5.某同学家的电灯均正常工作,当他把“220 V 16 W”的台灯插入插座后,闭合台灯开关,室内电灯全部熄灭。发生这一现象的原因可能是 (B)
A.插座处短路 B.台灯灯头处短路
C.插座处断路 D.台灯灯头处断路
知识点3 保险丝的作用
6.关于保险丝的更换,下列说法正确的是 (C)
A.用铝丝代替
B.为了保险,尽量选择粗的保险丝
C.选择额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流的保险丝代替
D.选择额定电流等于或稍小于电路中最大正常工作电流的保险丝代替
7.为了防止因电流过大发生危险,家庭电路中要安装保险丝,以保护用电器或人身安全,下列说法中正确的是 (C)
A.人体触电是家庭电路中电流过大的唯一原因
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B.保险丝的规格可以任意选择
C.制作保险丝的材料熔点较低、电阻较大
D.制作保险丝的材料熔点较高、电阻较小
综合能力提升练
8.如图是家庭电路中造成电线燃烧的两种情况,其中图 甲 所示的情况是过载,图 乙 所示的情况是短路(均选填“甲”或“乙”)。
9.如图所示的电路中,保险丝AB和铜丝CD的长短和粗细均相同,接通电源后,调节滑动变阻器,发现保险丝先熔断。原因是保险丝的熔点较 低 (选填“高”或“低”),相同时间内产生的电热较 多 (选填“多”或“少”)。
10.家里某用电器发生短路,保险丝立即熔断,用下列方法进行检测,如图所示,断开所有用电器的开关,用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”,与熔断的保险丝并联,然后只闭合S、S1,若灯L正常发光,说明灯L1 短路 ;只闭合S、S2,若灯L发出暗红色的光(发光不正常),说明灯L2 正常 (均选填“正常”“短路”或“断路”)。
11.关于家庭用电,下列说法正确的是 (B)
A.家庭电路中电流过大,一定是电路发生了短路
B.接入电路中的用电器总功率越大,干路中的电流就越大
C.保险丝熔断了,可以用铜丝或铁丝代替
D.空气开关跳闸后,重新闭合开关就可以了
12.某家庭电路的部分电路如图所示,其中甲、乙两处分别安装用电器和开关。对此电路,下列说法正确的是 (C)
A.火线上的保险丝应该改装到零线上
B.甲处应安装用电器,乙处应安装开关
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C.串联在电路里的保险丝,可以避免电流超过规定值引起火灾
D.保险丝的特点是熔点较高
13.在家庭电路中若发生以下三种情况:①灯座里的两个线头相碰;②开关里的两个线头相碰;③两孔插座中的两个线头相碰,其中会引起电路中保险丝熔断的是 (B)
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
14.不同粗细的保险丝,允许通过的电流是不同的。一座教学楼的总保险盒中的保险丝,允许通过的电流为25 A,楼里共有20间教室,每间教室装了40 W的日光灯6盏,在全部日光灯都亮时,能再接上100 W 的电风扇 (A)
A.7台 B.8台 C.9台 D.10台
15.将一台“220 V 1500 W”的电热水器接到220 V的照明电路中,求(计算结果保留一位小数):
(1)该热水器的电阻;
(2)该热水器正常工作1 min产生的热量;
(3)如果在接这个电热水器的插座上安装保险丝(参照下表的保险丝规格),所选取的保险丝的直径。
直径/mm
0.71
0.81
0.98
1.02
1.25
1.51
额定电流/A
3
3.75
5
6
7.5
10
熔断电流/A
6
7.5
10
12
15
20
解:(1)由P=可得,R=≈32.3 Ω
(2)Q=Pt=1500 W×1×60 s=9.0×104 J
(3)由P=UI可得,I=≈6.8 A
结合题表中数据可知,应该选取直径为1.25 mm的保险丝。
拓展探究突破练
16.目前研制的超导限流器,在电流小于某值时,其电阻为零;电流大于某值时,其电阻为一定值。将超导限流器接入电路中,当电流突然变大到大于某一值时,超导限流器瞬间具有一定阻值,保护整个电路。如图甲,是某种超导限流器的电阻随电流变化的关系,如图乙,将该超导限流器和用电器M串联后接在电压为5×104 V的高压电源上。求:
(1)当电路中的电流为30 A时,用电器M消耗的电功率是多大?
(2)当用电器M短路后,该超导限流器能够保护这个电路,R0不能大于某一值,这个值是多大?
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解:(1)由题图甲可知,电路电流I1=30 A时,超导限流器的电阻为零,用电器M两端电压等于电源电压,用电器M消耗的电功率
P=UI1=5×104 V×30 A=1.5×106 W
(2)用电器M短路时,超导限流器两端电压等于电源电压,为保护电路,限流电阻阻值不能为零,电路电流最小为50 A。
所以限流电阻阻值R0==1000 Ω
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