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欧姆定律和电击
电击的伤害作用主要是由电流通过人体引起的。由欧姆定律可知,电流大小取决于人体的电阻及在人体上所施加的电压。人体电阻不仅因人而异,还与我们所处的环境有关,变化范围从浸泡在盐水中时的$100\ \Omega$到皮肤非常干燥时的$500\ 000\ \Omega$。假如我们用干燥的双手分别去触摸电池的两极,在一只手到另一只手之间形成回路,人体的电阻约为$100\ 000\ \Omega$。如果电池的电压是$12\ \mathrm{V}$,我们通常不会感觉到其产生了电流;如果是$24\ \mathrm{V}$的电压,极敏感的人最多有点刺痛感;但如果我们的皮肤潮湿,$24\ \mathrm{V}$的电压就会让我们感觉非常不适。下表列出了不同大小的电流对人体的影响。

每年都有许多人因$220\ \mathrm{V}$电路产生的电流死亡。当你穿着鞋站在地上,如果你的手不小心触摸到漏电的$220\ \mathrm{V}$灯具,就会有$220\ \mathrm{V}$的电压加在你的手和地面之间,这个电流可能还不足以产生严重的危害。但是,如果你光脚站在潮湿的浴缸里,且这个浴缸通过管道与地面相连,那么你和地面之间的电阻就会非常小,就算是$220\ \mathrm{V}$的电压也会在你身体里产生能导致很大伤害的电流。要牢记,洗澡的时候绝对不能触摸电器!电吹风机等设备开关周围聚集的水珠会把电流传导给人。虽然蒸馏水是良好的绝缘体,但存在于普通自来水中的离子大大降低了水的电阻。这些离子可能是某些物质溶解产生的,例如盐。通常情况下,皮肤上的汗水蒸发后会留下盐层,当皮肤潮湿时,其电阻会降低到几百欧。
受到电击时,身体的一部分与另一部分之间必然存在电压。大部分电流将沿着连接这两点最小电阻的路径流过。假设你从桥上跌落,然后设法抓住了一根高压线,阻止了下落。只要你身体的其他部位没有接触不同电势(注:两点间的电压就是这两点电势相减的差值),就完全不会受到电击。就算电线的电势比地面电势高几千几万伏,即便你用两只手抓住同一根高压线,也不会有明显的电荷从一只手流到另一只手。这是因为你两只手之间的电势没有明显的差别。但是,如果你一只手抓着这根电线,用另一只手抓住不同电势的其他电线……那就糟了!鸟类能在高压线上落脚,是因为它们身体每一部分的电势都和高压线上的电势相同,完全不会触电。
1. (多选题)根据材料内容,人类的下列行为可能致命的是(
A. 穿着厚橡胶靴单手碰触到电压为$220\ \mathrm{V}$的电线
B. 光脚踩在地上时碰触到电压为$220\ \mathrm{V}$的电线
C. 淋浴后马上在淋浴房里使用电吹风机干燥头发
D. 一个人单手抓住一根高压线吊在空中
2. 根据材料内容推测,鸟类的下列行为安全的是(
A. 同一根高压线上的两只鸟相互喂食
B. 不同高压线上的两只鸟相互喂食
C. 站在钢架上啄高压线
D. 在高压电线杆上筑巢
3. 根据材料内容判断,假如某天你刚比完一场篮球赛,双手不小心短暂碰触了$12\ \mathrm{V}$电源的两极,这个行为对你的影响最有可能是(
A. 没有电击感觉
B. 手指有电击疼痛
C. 手臂肌肉麻痹失控
D. 可能会致命
4. 根据材料,你认为“人体的安全电压不高于$36\ \mathrm{V}$”的说法是否科学?你认为国家在制定相关的“安全电压”标准时,应该怎么做才比较科学?
欧姆定律和电击
电击的伤害作用主要是由电流通过人体引起的。由欧姆定律可知,电流大小取决于人体的电阻及在人体上所施加的电压。人体电阻不仅因人而异,还与我们所处的环境有关,变化范围从浸泡在盐水中时的$100\ \Omega$到皮肤非常干燥时的$500\ 000\ \Omega$。假如我们用干燥的双手分别去触摸电池的两极,在一只手到另一只手之间形成回路,人体的电阻约为$100\ 000\ \Omega$。如果电池的电压是$12\ \mathrm{V}$,我们通常不会感觉到其产生了电流;如果是$24\ \mathrm{V}$的电压,极敏感的人最多有点刺痛感;但如果我们的皮肤潮湿,$24\ \mathrm{V}$的电压就会让我们感觉非常不适。下表列出了不同大小的电流对人体的影响。
每年都有许多人因$220\ \mathrm{V}$电路产生的电流死亡。当你穿着鞋站在地上,如果你的手不小心触摸到漏电的$220\ \mathrm{V}$灯具,就会有$220\ \mathrm{V}$的电压加在你的手和地面之间,这个电流可能还不足以产生严重的危害。但是,如果你光脚站在潮湿的浴缸里,且这个浴缸通过管道与地面相连,那么你和地面之间的电阻就会非常小,就算是$220\ \mathrm{V}$的电压也会在你身体里产生能导致很大伤害的电流。要牢记,洗澡的时候绝对不能触摸电器!电吹风机等设备开关周围聚集的水珠会把电流传导给人。虽然蒸馏水是良好的绝缘体,但存在于普通自来水中的离子大大降低了水的电阻。这些离子可能是某些物质溶解产生的,例如盐。通常情况下,皮肤上的汗水蒸发后会留下盐层,当皮肤潮湿时,其电阻会降低到几百欧。
受到电击时,身体的一部分与另一部分之间必然存在电压。大部分电流将沿着连接这两点最小电阻的路径流过。假设你从桥上跌落,然后设法抓住了一根高压线,阻止了下落。只要你身体的其他部位没有接触不同电势(注:两点间的电压就是这两点电势相减的差值),就完全不会受到电击。就算电线的电势比地面电势高几千几万伏,即便你用两只手抓住同一根高压线,也不会有明显的电荷从一只手流到另一只手。这是因为你两只手之间的电势没有明显的差别。但是,如果你一只手抓着这根电线,用另一只手抓住不同电势的其他电线……那就糟了!鸟类能在高压线上落脚,是因为它们身体每一部分的电势都和高压线上的电势相同,完全不会触电。
1. (多选题)根据材料内容,人类的下列行为可能致命的是(
B、C
)。A. 穿着厚橡胶靴单手碰触到电压为$220\ \mathrm{V}$的电线
B. 光脚踩在地上时碰触到电压为$220\ \mathrm{V}$的电线
C. 淋浴后马上在淋浴房里使用电吹风机干燥头发
D. 一个人单手抓住一根高压线吊在空中
2. 根据材料内容推测,鸟类的下列行为安全的是(
A
)。A. 同一根高压线上的两只鸟相互喂食
B. 不同高压线上的两只鸟相互喂食
C. 站在钢架上啄高压线
D. 在高压电线杆上筑巢
3. 根据材料内容判断,假如某天你刚比完一场篮球赛,双手不小心短暂碰触了$12\ \mathrm{V}$电源的两极,这个行为对你的影响最有可能是(
C
)。A. 没有电击感觉
B. 手指有电击疼痛
C. 手臂肌肉麻痹失控
D. 可能会致命
4. 根据材料,你认为“人体的安全电压不高于$36\ \mathrm{V}$”的说法是否科学?你认为国家在制定相关的“安全电压”标准时,应该怎么做才比较科学?
答案
1. B、C
2. A
3. C
4. 不科学 应针对不同的环境条件,制定不同的安全电压值
2. A
3. C
4. 不科学 应针对不同的环境条件,制定不同的安全电压值
解析
【分析】
本题围绕欧姆定律与电击的相关知识,需结合材料中电流对人体的影响、人体电阻的变化规律、高压触电的原理等内容,逐一分析各问题:
1. 第1题需判断各选项是否会产生致命电流,结合材料中不同电流的影响及人体电阻与环境的关系分析;
2. 第2题需利用“同一根高压线上各点电势相同,无明显电流通过”的原理判断鸟类的安全行为;
3. 第3题需结合篮球赛后人的皮肤状态(潮湿,电阻小),通过欧姆定律计算电流,对照表格中电流对人体的影响判断;
4. 第4题需根据人体电阻随环境变化的特点,分析安全电压说法的科学性,进而提出合理建议。
【解析】
1. 第1题:
A选项:厚橡胶靴是绝缘体,人体电阻大,220V电压下电流极小,不会致命;
B选项:光脚站在地上,人体电阻小,220V电压下电流大,可能致命;
C选项:淋浴后皮肤潮湿,电阻大幅降低,淋浴房内使用电吹风机时,220V电压易产生致命电流,危险;
D选项:单手抓同一根高压线,身体各部分电势相同,无明显电流通过,安全。故答案为B、C。
2. 第2题:
材料指出“同一根高压线上各点电势相同,无明显电流通过”。A选项中两只鸟在同一根高压线上,电势相同,无危险;B选项不同高压线电势不同,会有电流,危险;C选项钢架与高压线电势不同,危险;D选项若电线杆与高压线电势不同,危险。故答案为A。
3. 第3题:
篮球赛后人出汗,皮肤潮湿,人体电阻约几百欧(如500Ω),根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}=\frac{12V}{500Ω}=0.024A$,对照表格:0.015A时无法控制肌肉,0.024A大于0.015A,故手臂肌肉麻痹失控,选C。
4. 第4题:
人体电阻随环境变化(干燥时大,潮湿时小),同样电压下,电阻越小电流越大,“安全电压不高于36V”未考虑环境差异,不科学。制定安全电压时,应针对不同环境条件,结合人体电阻的变化,制定对应的安全电压值。
【答案】
1. B、C
2. A
3. C
4. 不科学;应针对不同的环境条件,制定不同的安全电压值
【知识点】
欧姆定律、电流对人体的影响、安全用电
【点评】
本题结合生活实际,考查欧姆定律在安全用电中的应用,以及对材料信息的分析能力,需要学生提取关键信息并结合物理知识解决问题,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕欧姆定律与电击的相关知识,需结合材料中电流对人体的影响、人体电阻的变化规律、高压触电的原理等内容,逐一分析各问题:
1. 第1题需判断各选项是否会产生致命电流,结合材料中不同电流的影响及人体电阻与环境的关系分析;
2. 第2题需利用“同一根高压线上各点电势相同,无明显电流通过”的原理判断鸟类的安全行为;
3. 第3题需结合篮球赛后人的皮肤状态(潮湿,电阻小),通过欧姆定律计算电流,对照表格中电流对人体的影响判断;
4. 第4题需根据人体电阻随环境变化的特点,分析安全电压说法的科学性,进而提出合理建议。
【解析】
1. 第1题:
A选项:厚橡胶靴是绝缘体,人体电阻大,220V电压下电流极小,不会致命;
B选项:光脚站在地上,人体电阻小,220V电压下电流大,可能致命;
C选项:淋浴后皮肤潮湿,电阻大幅降低,淋浴房内使用电吹风机时,220V电压易产生致命电流,危险;
D选项:单手抓同一根高压线,身体各部分电势相同,无明显电流通过,安全。故答案为B、C。
2. 第2题:
材料指出“同一根高压线上各点电势相同,无明显电流通过”。A选项中两只鸟在同一根高压线上,电势相同,无危险;B选项不同高压线电势不同,会有电流,危险;C选项钢架与高压线电势不同,危险;D选项若电线杆与高压线电势不同,危险。故答案为A。
3. 第3题:
篮球赛后人出汗,皮肤潮湿,人体电阻约几百欧(如500Ω),根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}=\frac{12V}{500Ω}=0.024A$,对照表格:0.015A时无法控制肌肉,0.024A大于0.015A,故手臂肌肉麻痹失控,选C。
4. 第4题:
人体电阻随环境变化(干燥时大,潮湿时小),同样电压下,电阻越小电流越大,“安全电压不高于36V”未考虑环境差异,不科学。制定安全电压时,应针对不同环境条件,结合人体电阻的变化,制定对应的安全电压值。
【答案】
1. B、C
2. A
3. C
4. 不科学;应针对不同的环境条件,制定不同的安全电压值
【知识点】
欧姆定律、电流对人体的影响、安全用电
【点评】
本题结合生活实际,考查欧姆定律在安全用电中的应用,以及对材料信息的分析能力,需要学生提取关键信息并结合物理知识解决问题,难度适中。
【难度系数】
0.5
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