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8.阅读短文，回答下列问题。
隔电墙与水电阻
家庭电热水器工作时，加热器内胆里的水有时也会通电。为保证人的洗浴安全，几乎所有电热水器都要求安装“隔电墙”（如图甲所示）。隔电墙是一种简称，它防止人触电的原理的确切的表述是“水电阻衰减隔离法”。它利用了水本身具有电阻的特性，通过对管径和距离的调整，形成“隔电”的效果。
干燥时人体电阻的平均值为$1000～2000\ \Omega$，皮肤潮湿时，阻值降为$300\ \Omega$左右。隔电墙中每1 cm长度的水流的电阻约为$200\ \Omega$。为保证人体安全，只要控制通过人体的电流不超过一个阈值即可。因此在设计隔电墙时，一般会尽量增加水流的长度，以达到增大电阻、减小电流的目的。如图乙所示，将水流路径设计成螺旋线结构来增加水流的长度。
（1）“隔电墙”利用了________的特性。
（2）不同环境下人体导电情况不同，为保证安全，假设加在人体两端的电压不能超过12 V，结合皮肤潮湿时人体的电阻可知，通过人体的电流不能超过________A。
（3）淋浴时，水流与人体在电路中是________（选填“串联”或“并联”）关系。为保证安全，“隔电墙”中水流的长度至少为________cm。
隔电墙与水电阻
家庭电热水器工作时，加热器内胆里的水有时也会通电。为保证人的洗浴安全，几乎所有电热水器都要求安装“隔电墙”（如图甲所示）。隔电墙是一种简称，它防止人触电的原理的确切的表述是“水电阻衰减隔离法”。它利用了水本身具有电阻的特性，通过对管径和距离的调整，形成“隔电”的效果。
干燥时人体电阻的平均值为$1000～2000\ \Omega$，皮肤潮湿时，阻值降为$300\ \Omega$左右。隔电墙中每1 cm长度的水流的电阻约为$200\ \Omega$。为保证人体安全，只要控制通过人体的电流不超过一个阈值即可。因此在设计隔电墙时，一般会尽量增加水流的长度，以达到增大电阻、减小电流的目的。如图乙所示，将水流路径设计成螺旋线结构来增加水流的长度。
（1）“隔电墙”利用了________的特性。
（2）不同环境下人体导电情况不同，为保证安全，假设加在人体两端的电压不能超过12 V，结合皮肤潮湿时人体的电阻可知，通过人体的电流不能超过________A。
（3）淋浴时，水流与人体在电路中是________（选填“串联”或“并联”）关系。为保证安全，“隔电墙”中水流的长度至少为________cm。
答案
(1)水本身具有电阻 (2)0.04 (3)串联 26
【解析】(1)由题意知,“隔电墙”利用了水本身具有电阻的特性。(2)加在人体两端的电压不能超过12 V,结合皮肤潮湿时人体的电阻可知,通过人体的电流不能超过 $I=\frac{U_人}{R}=\frac{12\ \mathrm{V}}{300\ \Omega}=0.04\ \mathrm{A}$。(3)由题意可知,胆内的水经过较长的管路再流到人体,即电流依次经过水流和人体,电流只有一条路径,它们为串联关系;为保证安全,水流两端分得的最小电压$U_水=U-U_人=220\ \mathrm{V}-12\ \mathrm{V}=208\ \mathrm{V}$,所以水流电阻的最小值 $R_水=\frac{U_水}{I}=\frac{208\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=5200\ \Omega$,“隔电墙”中水流的长度至少为 $L=\frac{5\ 200\ \Omega}{200\ \Omega/\mathrm{cm}}=26\ \mathrm{cm}$。
【解析】(1)由题意知,“隔电墙”利用了水本身具有电阻的特性。(2)加在人体两端的电压不能超过12 V,结合皮肤潮湿时人体的电阻可知,通过人体的电流不能超过 $I=\frac{U_人}{R}=\frac{12\ \mathrm{V}}{300\ \Omega}=0.04\ \mathrm{A}$。(3)由题意可知,胆内的水经过较长的管路再流到人体,即电流依次经过水流和人体,电流只有一条路径,它们为串联关系;为保证安全,水流两端分得的最小电压$U_水=U-U_人=220\ \mathrm{V}-12\ \mathrm{V}=208\ \mathrm{V}$,所以水流电阻的最小值 $R_水=\frac{U_水}{I}=\frac{208\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=5200\ \Omega$,“隔电墙”中水流的长度至少为 $L=\frac{5\ 200\ \Omega}{200\ \Omega/\mathrm{cm}}=26\ \mathrm{cm}$。
解析
【分析】
本题需结合短文信息，运用欧姆定律及串并联电路的特点解答。第(1)问从短文中提取隔电墙利用的水的特性；第(2)问根据欧姆定律，结合皮肤潮湿时的人体电阻和安全电压计算最大电流；第(3)问先判断水流与人体的连接方式，再根据串联电路电压规律和欧姆定律计算水流所需的最小电阻，进而求出水流长度。
【解析】
(1) 由短文内容可知，“隔电墙”利用了水本身具有电阻的特性，通过增大水流电阻来减小电流，保障安全。
(2) 已知皮肤潮湿时人体电阻$R_{人}=300\ \Omega$，安全电压$U_{人}=12\ \mathrm{V}$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，通过人体的最大电流：$I=\frac{U_{人}}{R_{人}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{300\ \Omega}=0.04\ \mathrm{A}$。
(3) 淋浴时，电流从胆内水流出，经过隔电墙的水流后再到人体，电流只有一条路径，因此水流与人体是串联关系。家庭电路电压为$220\ \mathrm{V}$，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以水流两端的最小电压：$U_{水}=U - U_{人}=220\ \mathrm{V}-12\ \mathrm{V}=208\ \mathrm{V}$。串联电路电流处处相等，所以水流的电流也为$0.04\ \mathrm{A}$，则水流的最小电阻：$R_{水}=\frac{U_{水}}{I}=\frac{208\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=5200\ \Omega$。已知隔电墙中每1 cm水流的电阻约为$200\ \Omega$，所以水流的最小长度：$L=\frac{5200\ \Omega}{200\ \Omega/\mathrm{cm}}=26\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1) 水本身具有电阻 (2) $0.04$ (3) 串联；$26$
【知识点】
欧姆定律；串联电路；电阻计算
【点评】
本题以生活中的电热水器隔电墙为载体，考查物理知识在实际生活中的应用，需要学生从短文中提取关键信息，结合欧姆定律和串并联电路的特点进行分析计算，体现了物理与生活的联系。
【难度系数】
0.6
本题需结合短文信息，运用欧姆定律及串并联电路的特点解答。第(1)问从短文中提取隔电墙利用的水的特性；第(2)问根据欧姆定律，结合皮肤潮湿时的人体电阻和安全电压计算最大电流；第(3)问先判断水流与人体的连接方式，再根据串联电路电压规律和欧姆定律计算水流所需的最小电阻，进而求出水流长度。
【解析】
(1) 由短文内容可知，“隔电墙”利用了水本身具有电阻的特性，通过增大水流电阻来减小电流，保障安全。
(2) 已知皮肤潮湿时人体电阻$R_{人}=300\ \Omega$，安全电压$U_{人}=12\ \mathrm{V}$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，通过人体的最大电流：$I=\frac{U_{人}}{R_{人}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{300\ \Omega}=0.04\ \mathrm{A}$。
(3) 淋浴时，电流从胆内水流出，经过隔电墙的水流后再到人体，电流只有一条路径，因此水流与人体是串联关系。家庭电路电压为$220\ \mathrm{V}$，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以水流两端的最小电压：$U_{水}=U - U_{人}=220\ \mathrm{V}-12\ \mathrm{V}=208\ \mathrm{V}$。串联电路电流处处相等，所以水流的电流也为$0.04\ \mathrm{A}$，则水流的最小电阻：$R_{水}=\frac{U_{水}}{I}=\frac{208\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=5200\ \Omega$。已知隔电墙中每1 cm水流的电阻约为$200\ \Omega$，所以水流的最小长度：$L=\frac{5200\ \Omega}{200\ \Omega/\mathrm{cm}}=26\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1) 水本身具有电阻 (2) $0.04$ (3) 串联；$26$
【知识点】
欧姆定律；串联电路；电阻计算
【点评】
本题以生活中的电热水器隔电墙为载体，考查物理知识在实际生活中的应用，需要学生从短文中提取关键信息，结合欧姆定律和串并联电路的特点进行分析计算，体现了物理与生活的联系。
【难度系数】
0.6
