11 下表记录了人体在不同潮湿程度下的电阻值,请根据表中的相关数据回答问题。

注:以上数据由专业实验室测得,请勿尝试此类实验,危险!
(1) 当皮肤浸入水中,并且施加于人体的电压为100 V时,人体电阻约为
(2) 由表可知人体电阻与潮湿程度的关系为:施加于人体的电压相同时,
(3) 人体电阻与施加于人体的电压的关系是:
(4) 如果通过人体的电流达到人体安全电流10 mA时,就会对人的生命安全造成威胁,那么所谓的安全电压“24 V”是否绝对安全? 回答并说明判断理由:
注:以上数据由专业实验室测得,请勿尝试此类实验,危险!
(1) 当皮肤浸入水中,并且施加于人体的电压为100 V时,人体电阻约为
375
Ω。(2) 由表可知人体电阻与潮湿程度的关系为:施加于人体的电压相同时,
潮湿程度越大,人体电阻越小
。(3) 人体电阻与施加于人体的电压的关系是:
潮湿程度相同时,施加于人体的电压越大,人体电阻越小
。(4) 如果通过人体的电流达到人体安全电流10 mA时,就会对人的生命安全造成威胁,那么所谓的安全电压“24 V”是否绝对安全? 回答并说明判断理由:
不绝对安全。皮肤湿润时,施加24 V的电压,此时人体电阻在1000~1200 Ω之间,由欧姆定律可求出此时电流最小为$I=\frac{U}{R}=\frac{24\ \mathrm{V}}{1200\ \Omega}=20\ \mathrm{mA}$,大于安全电流10 mA
。答案
(1)375 (2)潮湿程度越大,人体电阻越小 (3)潮湿程度相同时,施加于人体的电压越大,人体电阻越小 (4)不绝对安全。皮肤湿润时,施加24 V的电压,此时人体电阻在1000~1200 Ω之间,由欧姆定律可求出此时电流最小为$I=\frac{U}{R}=\frac{24\ \mathrm{V}}{1200\ \Omega}=20\ \mathrm{mA}$,大于安全电流10 mA
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确每个问题对应的表格数据,通过观察表格中不同条件下人体电阻的变化规律来分析:
1. 第(1)题直接定位“皮肤浸入水中”和“电压100V”对应的电阻值;
2. 第(2)题对比同一电压下,不同潮湿程度的电阻变化,总结电阻与潮湿程度的关系;
3. 第(3)题对比同一潮湿程度下,不同电压的电阻变化,总结电阻与电压的关系;
4. 第(4)题需结合欧姆定律,计算24V电压下人体的电流,判断是否超过安全电流,从而确定安全电压是否绝对安全。
【解析】
(1) 观察表格,当皮肤浸入水中、施加电压为100V时,对应的人体电阻为375Ω;
(2) 选取同一电压(如10V),对比不同潮湿程度的电阻:皮肤干燥7000Ω→潮湿3500Ω→湿润1200Ω→浸入水中600Ω,可见电压相同时,潮湿程度越大,人体电阻越小;
(3) 选取同一潮湿程度(如皮肤干燥),对比不同电压的电阻:10V时7000Ω→25V时5000Ω→50V时4000Ω→100V时3000Ω→250V时1500Ω,可见潮湿程度相同时,施加的电压越大,人体电阻越小;
(4) 安全电流为10mA=0.01A,当电压为24V时,看皮肤湿润的情况:25V时皮肤湿润电阻为1000Ω,10V时为1200Ω,因此24V时人体电阻在1000~1200Ω之间。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,当电阻最大时电流最小,计算得最小电流$I=\frac{24\ \mathrm{V}}{1200\ \Omega}=0.02\ \mathrm{A}=20\ \mathrm{mA}$,20mA>10mA,超过安全电流,因此24V安全电压不绝对安全。
【答案】
(1)375;(2)潮湿程度越大,人体电阻越小;(3)潮湿程度相同时,施加于人体的电压越大,人体电阻越小;(4)不绝对安全。皮肤湿润时,施加24 V的电压,此时人体电阻在1000~1200 Ω之间,由欧姆定律可求出此时电流最小为$I=\frac{U}{R}=\frac{24\ \mathrm{V}}{1200\ \Omega}=20\ \mathrm{mA}$,大于安全电流10 mA
【知识点】
欧姆定律,电阻的影响因素,数据分析
【点评】
本题通过表格数据考查学生对物理量关系的分析能力,结合欧姆定律解决实际安全问题,需要学生具备观察数据、总结规律和应用公式的能力,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先明确每个问题对应的表格数据,通过观察表格中不同条件下人体电阻的变化规律来分析:
1. 第(1)题直接定位“皮肤浸入水中”和“电压100V”对应的电阻值;
2. 第(2)题对比同一电压下,不同潮湿程度的电阻变化,总结电阻与潮湿程度的关系;
3. 第(3)题对比同一潮湿程度下,不同电压的电阻变化,总结电阻与电压的关系;
4. 第(4)题需结合欧姆定律,计算24V电压下人体的电流,判断是否超过安全电流,从而确定安全电压是否绝对安全。
【解析】
(1) 观察表格,当皮肤浸入水中、施加电压为100V时,对应的人体电阻为375Ω;
(2) 选取同一电压(如10V),对比不同潮湿程度的电阻:皮肤干燥7000Ω→潮湿3500Ω→湿润1200Ω→浸入水中600Ω,可见电压相同时,潮湿程度越大,人体电阻越小;
(3) 选取同一潮湿程度(如皮肤干燥),对比不同电压的电阻:10V时7000Ω→25V时5000Ω→50V时4000Ω→100V时3000Ω→250V时1500Ω,可见潮湿程度相同时,施加的电压越大,人体电阻越小;
(4) 安全电流为10mA=0.01A,当电压为24V时,看皮肤湿润的情况:25V时皮肤湿润电阻为1000Ω,10V时为1200Ω,因此24V时人体电阻在1000~1200Ω之间。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,当电阻最大时电流最小,计算得最小电流$I=\frac{24\ \mathrm{V}}{1200\ \Omega}=0.02\ \mathrm{A}=20\ \mathrm{mA}$,20mA>10mA,超过安全电流,因此24V安全电压不绝对安全。
【答案】
(1)375;(2)潮湿程度越大,人体电阻越小;(3)潮湿程度相同时,施加于人体的电压越大,人体电阻越小;(4)不绝对安全。皮肤湿润时,施加24 V的电压,此时人体电阻在1000~1200 Ω之间,由欧姆定律可求出此时电流最小为$I=\frac{U}{R}=\frac{24\ \mathrm{V}}{1200\ \Omega}=20\ \mathrm{mA}$,大于安全电流10 mA
【知识点】
欧姆定律,电阻的影响因素,数据分析
【点评】
本题通过表格数据考查学生对物理量关系的分析能力,结合欧姆定律解决实际安全问题,需要学生具备观察数据、总结规律和应用公式的能力,难度适中。
【难度系数】
0.5
12 某导体两端电压为3 V,通过它的电流为0.15 A。
(1)求该导体的电阻。
(2)小明将该导体两端的电压增加到6 V,然后再求此时导体的电阻。他的计算过程如下:
$R=\frac{U}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$
请判断他的计算过程是否正确,并说明理由。
(1)求该导体的电阻。
(2)小明将该导体两端的电压增加到6 V,然后再求此时导体的电阻。他的计算过程如下:
$R=\frac{U}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$
请判断他的计算过程是否正确,并说明理由。
答案
(1) $R=\frac{U}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
(2) 不正确。电阻是导体的物理性质,不随电压、电流变化而变化。(或小明公式中代入的0.15 A是3 V时的电流,电压变为6 V后,电流也发生了变化,不再为0.15 A。)
(2) 不正确。电阻是导体的物理性质,不随电压、电流变化而变化。(或小明公式中代入的0.15 A是3 V时的电流,电压变为6 V后,电流也发生了变化,不再为0.15 A。)
解析
【分析】
1. 第一问已知导体两端电压和通过的电流,可直接利用欧姆定律的变形公式计算电阻;2. 第二问需明确电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关,电压变化时电流会同步变化,不能用原电流计算变化电压后的电阻,据此判断小明的错误。
【解析】
(1)根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $,代入已知条件 $ U=3\ \mathrm{V} $、$ I=0.15\ \mathrm{A} $,计算得:
$ R = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega $。
(2)小明的计算过程不正确。理由:电阻是导体本身的物理性质,其大小仅由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压、通过的电流无关。当导体两端电压增加到6V时,通过导体的电流会发生变化,不再是原来的0.15A,因此不能用该电流代入公式计算此时的电阻,该导体的电阻仍为20Ω。
【答案】
(1) 该导体的电阻为20Ω;
(2) 小明的计算过程不正确,理由:电阻是导体的物理性质,不随电压、电流变化而变化(或小明公式中代入的0.15 A是3 V时的电流,电压变为6 V后,电流也发生了变化,不再为0.15 A)。
【知识点】
欧姆定律;电阻的特性
【点评】
本题考查欧姆定律的应用及电阻的本质特性,是初中电学基础题型,核心需区分电阻与电压、电流的关系,避免概念混淆。
【难度系数】
0.5
1. 第一问已知导体两端电压和通过的电流,可直接利用欧姆定律的变形公式计算电阻;2. 第二问需明确电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关,电压变化时电流会同步变化,不能用原电流计算变化电压后的电阻,据此判断小明的错误。
【解析】
(1)根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $,代入已知条件 $ U=3\ \mathrm{V} $、$ I=0.15\ \mathrm{A} $,计算得:
$ R = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega $。
(2)小明的计算过程不正确。理由:电阻是导体本身的物理性质,其大小仅由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压、通过的电流无关。当导体两端电压增加到6V时,通过导体的电流会发生变化,不再是原来的0.15A,因此不能用该电流代入公式计算此时的电阻,该导体的电阻仍为20Ω。
【答案】
(1) 该导体的电阻为20Ω;
(2) 小明的计算过程不正确,理由:电阻是导体的物理性质,不随电压、电流变化而变化(或小明公式中代入的0.15 A是3 V时的电流,电压变为6 V后,电流也发生了变化,不再为0.15 A)。
【知识点】
欧姆定律;电阻的特性
【点评】
本题考查欧姆定律的应用及电阻的本质特性,是初中电学基础题型,核心需区分电阻与电压、电流的关系,避免概念混淆。
【难度系数】
0.5
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