14. 如图19.2-10所示，A、B两个接线柱之间是一段保险丝，C、D两个接线柱之间是一段铜丝，移动变阻器的滑片，当电流逐渐增大时，熔断，而不熔断，这说明（选填“能”或“不能”）用铜丝替代保险丝。某同学把铜丝换成了较粗的保险丝，当移动变阻器的滑片，电流逐渐增大时，粗保险丝（选填“会”或“不会”）熔断，这说明（选填“能”或“不能”）用粗保险丝替代细的保险丝。

14.保险丝 铜丝 不能 不会 不能

【分析】
要解决这道题，需结合保险丝和铜丝的材料特性，以及焦耳定律分析电流过大时的热量产生情况：保险丝的特点是电阻率大、熔点低，铜丝则电阻率小、熔点高。当电路中电流增大时，根据焦耳定律，相同电流和通电时间下，电阻越大产生热量越多，据此判断熔断情况，进而明确保险丝的替代规则。
【解析】
A、B间的保险丝与C、D间的铜丝串联，电流I相同、通电时间t相同。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，保险丝的电阻远大于铜丝，所以保险丝产生的热量更多，温度更快达到自身熔点而熔断；铜丝产生热量少，温度达不到熔点，不会熔断，因此说明不能用铜丝替代保险丝。
若将铜丝换成较粗的保险丝，粗保险丝的电阻比细保险丝小，电流增大时，相同条件下产生的热量更少，温度难以达到熔点，所以粗保险丝不会熔断，这说明不能用粗保险丝替代细的保险丝。
【答案】
保险丝 铜丝 不能 不会 不能
【知识点】
焦耳定律、保险丝的作用
【点评】
本题结合焦耳定律考查保险丝的工作原理，核心是理解保险丝“电阻率大、熔点低”的特性，以及粗细对电阻和熔断效果的影响，属于基础知识点的应用，需准确掌握保险丝的替代规则。
【难度系数】
0.5

15.全自动洗衣机有金属外壳，它的工作模式是“加热水——洗涤——脱水”，它的部分参数如表一所示。
表一

(1)为了安全，如果你是设计者，该洗衣机应设计使用两脚插头还是三脚插头？请说明理由。
(2)表二所示是常见空气开关型号以及对应的额定电流。若洗衣机所在的分支回路上其他用电器的总功率为2150W，为了该分支回路的用电安全，请在表二中选择一个合适的空气开关，并说明理由。
表二

15.(1)应使用三线插头。因洗衣机有一个金属外壳,为防止相线的绝缘皮破损或老化,要使相线与金属外壳相连,应当使用三线插头,将金属外壳与大地相连,当漏电时,电流从三线插头的保护线插脚与大地相连,从而保护人体不因洗衣机金属外壳与相线相连带电而触电。
(2)洗衣机工作时的最大功率是加热功率P热=1 650 W,洗衣机所在分支回路用电器总功率P其他=2 150 W,则回路总功率P=1 650 W+2 150 W=3 800 W,根据P=U/I=3800W/220V=17.27 A,根据表格,应选择C20空气开关。

【分析】
这道题分为两个小问，第一问考查家庭用电安全中插头的选择，核心是金属外壳用电器的接地保护作用；第二问考查电功率与电流的计算，需先算出分支回路的总功率和总电流，再结合空气开关的额定电流选择合适型号。第一问要明确三脚插头的接地功能，避免漏电触电；第二问需利用电功率公式计算总电流，选择额定电流略大于计算值的空气开关保障安全。
【解析】
(1) 应设计使用三脚插头。理由：全自动洗衣机有金属外壳，若相线绝缘皮破损或老化，会使金属外壳带电；使用三脚插头时，接地插脚可将金属外壳与大地相连，漏电时电流通过接地线导入大地，避免人体接触带电外壳发生触电事故，保障用电安全。
(2) 先计算分支回路总功率：洗衣机加热功率$P_{热}=1650W$，其他用电器总功率$P_{其他}=2150W$，总功率$P_{总}=P_{热}+P_{其他}=1650W+2150W=3800W$。家庭电路电压$U=220V$，由$P=UI$得总电流$I=\frac{P_{总}}{U}=\frac{3800W}{220V}\approx17.27A$。空气开关额定电流需略大于总电流，结合表格，C20额定电流20A，大于17.27A，符合安全要求，故选择C20空气开关。
【答案】
(1) 应使用三脚插头；理由：洗衣机有金属外壳，使用三脚插头可将金属外壳与大地相连，漏电时电流通过接地线导入大地，避免人体触电。
(2) 选择C20空气开关；理由：回路总功率3800W，总电流约17.27A，C20额定电流20A，略大于计算电流，符合用电安全要求。
【知识点】
家庭用电安全、电功率计算
【点评】
本题结合生活中的洗衣机，考查家庭电路安全和电功率的实际应用，贴近生活实际，需掌握三脚插头作用及电功率与电流的计算方法，难度适中，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.6