本试题 “小明发现,妈妈把微波炉接入电路中时,家里常常会出现“烧保险”,而电路导线却安然无恙,为什么会出现这样的情况呢?请你进行合理猜想.” 主要考查您对串联电路的电流规律
焦耳定律及计算公式
家庭电路的组成
安全用电
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
串联电路特点:
串联电路中,电流处处相等,即I=I1=I2=…=In。在串联电路中只要测出任何一个位置的电流,就知道了其他位置的电流。
实验探究串联电路的电流规律:
1. 实验电路:
2. 实验步骤:
(1)根据串联电路的电路图,组装好实验装置
(2)选用电流表的最大量程,并把电流表接在电路的a处。
(3)合上开关,测出a处的电流值。
(4)把电流表先后改接在电路中的b、c处,分别测出电流值,并对电路中Ia、Ib、Ic进行比较分析。
3. 结论:串联电路:各处电流都相等Ia=Ib=Ic。
探究方法:
控制变量法:
(1)控制电流和电阻相同,研究电热与通电时间的关系
(2)控制通电时间和电阻不变,改变电流的大小,研究电热与电流的关系
(3)控制通电时间和电流不变,改变电阻大小,研究电热与电阻的关系
串并联电路电热关系:
串联电路中,电热之比等于电阻之比, 即(根据Q=I2Rt) |
并联电路中,电热之比等于电阻的反比(或倒数比),即(根据:) |
“焦耳定律”中的控制变量法:
焦耳定律的实验运用了控制变量法,当两段电阻串联时,控制电流和通电时间相同,得出电流产生的热量与电阻大小有关,当两电阻并联时,控制电阻和通电时问不变,得出电流产生的热量与电流大小有关。
例:小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油,烧瓶A中浸泡着一段铜丝,电阻较小;烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝,电阻较大,温度计显示煤油的温度。
(1)为保证实验科学合理,两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。
(2)实验中,小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量______。
解析:(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变,如煤油的质量,相同的烧瓶,相同的温度计等。
(2)B瓶中温度计升高得快,说明相同时间内煤油吸收的热量多,由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻,所以在电流和通电时间相同时,导体电阻越大,产生的热量越多。
答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)
为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” :
由于电炉丝和导线串联在电路中,通过它们的电流相等,而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多,根据 “在电流相等的条件下,电能转化成热时的功率跟电阻成正比”,Q=I2Rt可知,在通电时间相同时,电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多.所以电炉丝热得发红,而导线却不怎么热。
详细介绍:
(1)进户线(电源线):一根叫火线(三相四线电路中的某一根相线,俗称火线),另一根叫零线(零线是变压器中性点引出的线路,与相线构成回路对用电设备进行供电),火线和零线之间有220V电压,它们构成家庭电路的电源(火线和大地有220V电压,零线和大地没有电压).
(2)电能表:其作用是测量用户在一定时间内消耗的电能,装在干路上,电能表的铭牌标有额定电压U和正常
工作电流I,家庭电路中正常工作时用电器最大总功率P=UI,中国家庭电路电压为220V。
(3)闸刀开关(空气开关):其作用是控制整个家庭电路的通断,装在干路上,安装闸刀开关时,上端为静触头接输入导线,切不可倒装.
(4)保险丝:①是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的;②由于电流的热效应,当电路中的电流过大时能自动熔断而切断电路,起到保护作用;③保险丝应串联在电路中,绝对不允许使用铁丝、铜丝代替保险丝;④保险丝的选择原则是保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流.
(5)插座:给可移动的家用电器供电,插座应并联在电路中,三孔插座中一个孔应接地.(规范插座左接零线,右接火线)
(6)开关:可以控制所在支路的通断,开关应和被控制的用电器串联.
(7)用电器:直接使用电能工作的器件,各个用电器应并联接入电路.电灯接入电路时灯座两个接线柱一个接零线、一个接火线,控制电灯的开关一定要安装在灯座与火线的连线上,这也是为了安全。螺旋套应该与零线连接。
(8)注意:有金属外壳用电器应用三孔插座,以防触电事故,不可倒接。
欧姆定律与安全用电:
1.不管是人体触电,还是引发火灾,都是电路中的 电流过大造成的,因此从欧姆定律的角度考虑, 要注意以下两个方面:
(1)电压越高越危险。因为电压越高,电流越大。
(2)防止电阻过小,因为电阻越小,电流越大。如用湿手触摸开关和用电器、不该连接的地方错误连接造成短路时电阻过小。
2.加在人体上但不会对人体造成危害的电压,称为安全电压。低于36V的电压对人体是安全的,是安全电压。我国家庭电路的电压是220V,动力电路的电压为380V,高压输电线路的电压可以达到105V,都远远高于安全电压。
触电及触电事故的处理:
1.低压触电:通常所讲的“触电”是指一定大小的电流通过人体所引起的伤害事故。触电一般分为单线触电和双线触电,如下图所示。单线触电是人体直接触摸电源、火线或漏电的用电器等,使人体与大地形成回路。双线触电是人体的两部分(如两只手)分别接触到火线和零线,使人与电网形成回路。
2.高压触电:最常见的是高压电弧触电和跨步电压触电。
(1)高压电弧触电:当人体靠近高压带电体到一定距离时,高压带电体和人体间发生放电现象,电流通过人体,造成高压电弧触电。
(2)跨步电压触电:高压输电线落在地上,地面上与电线断头距离不同的各点存在电压,当人走近断头时,两脚位于离断头远近不同的位置上,因而两脚之间有了电压,这时电流通过人体,造成跨步电压触电。
3.触电事故的处理具体做法:一是切断电源,或者用一根绝缘棒将电线挑开,尽快使触电者脱离电源。二是尽力抢救。三是发生电火灾务必在切断电源后,才能泼水救火。在整个救护过程中,必须随时注意自身保护,防止自己也触电。
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