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22. 小安用测电笔检查家庭电路如图所示，电路中画“×”处表示该处断路，开关$S$闭合后，用测电笔测试电路中的$A$点，测电笔氖管
会
(选填“会”或“不会”)发光。在触摸冰箱时，他感到“麻手”，产生这种现象的原因除了冰箱内部相线绝缘皮破损外，另一个原因是其金属外壳没有接地
(选填“相线”或“保护线”)，如果此时正确使用测电笔测试金属外壳，测电笔氖管会
(选填“会”或“不会”)发光。答案
会
保护线
会
保护线
会
解析
【解析】
1. 开关S闭合后，A点通过用电器、开关与相线相连通，测电笔测试A点时，电流可经测电笔、人体流向大地，故氖管会发光。
2. 冰箱金属外壳若没有接保护线，当内部相线绝缘皮破损时，金属外壳会带电，触摸时会“麻手”；此时金属外壳与相线连通，用测电笔测试金属外壳，电流能通过测电笔、人体到大地，氖管会发光。
【答案】
会；保护线；会
【知识点】
测电笔的使用；家庭电路安全用电；家庭电路故障分析
【点评】
本题考查家庭电路的故障判断与安全用电知识，需掌握测电笔工作原理及金属外壳接地的作用，贴近生活实际。
【难度系数】
0.6
1. 开关S闭合后，A点通过用电器、开关与相线相连通，测电笔测试A点时，电流可经测电笔、人体流向大地，故氖管会发光。
2. 冰箱金属外壳若没有接保护线，当内部相线绝缘皮破损时，金属外壳会带电，触摸时会“麻手”；此时金属外壳与相线连通，用测电笔测试金属外壳，电流能通过测电笔、人体到大地，氖管会发光。
【答案】
会；保护线；会
【知识点】
测电笔的使用；家庭电路安全用电；家庭电路故障分析
【点评】
本题考查家庭电路的故障判断与安全用电知识，需掌握测电笔工作原理及金属外壳接地的作用，贴近生活实际。
【难度系数】
0.6
23. 一种煲汤用的电热锅工作原理如图所示，其中温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间。电热锅的部分参数如表所示。
(1)三脚插头上标着$E$的导线和
(2)调节切换开关可以使电热锅处于“关闭、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“
(3)该电热锅处于高温挡正常工作时，使$4.5\ L$的水温升高$54\ ° C$需要$42\ min$，那么电热锅的效率为多少？[$c_{水}=4.2×10^{3}\ J/( kg· ° C)$]
(1)三脚插头上标着$E$的导线和
电热锅的金属外壳
相连；插座上相应的导线和大地
相连。(2)调节切换开关可以使电热锅处于“关闭、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“
3
”时为保温挡。小瑾发现，当电热锅处于保温挡正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是保温功率小于(或等于)散热功率
。(3)该电热锅处于高温挡正常工作时，使$4.5\ L$的水温升高$54\ ° C$需要$42\ min$，那么电热锅的效率为多少？[$c_{水}=4.2×10^{3}\ J/( kg· ° C)$]
答案
电热锅的金属外壳
保护线
3
保温功率小于（或等于）散热功率
$(3)V = 4.5\ L = 4.5×10^{-3}\ m^{3}$
$m = ρV = 1.0×10^{3}\ kg/m^{3}×4.5×10^{-3}\ m^{3} = 4.5\ kg$
水吸收的热量：
$Q = c_{水}\ mΔt = 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×4.5\ kg×54\ ℃ = 1.0206×10^{6}\ J$
加热功率：P = 500\ W
工作42\ min消耗的电能：
$W = Pt = 500\ W×42×60\ s = 1.26×10^{6}\ J$
$η = \frac{Q}{W} = \frac{1.0206×10^{6}\ J}{1.26×10^{6}\ J}×100\% = 81\%$
保护线
3
保温功率小于（或等于）散热功率
$(3)V = 4.5\ L = 4.5×10^{-3}\ m^{3}$
$m = ρV = 1.0×10^{3}\ kg/m^{3}×4.5×10^{-3}\ m^{3} = 4.5\ kg$
水吸收的热量：
$Q = c_{水}\ mΔt = 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×4.5\ kg×54\ ℃ = 1.0206×10^{6}\ J$
加热功率：P = 500\ W
工作42\ min消耗的电能：
$W = Pt = 500\ W×42×60\ s = 1.26×10^{6}\ J$
$η = \frac{Q}{W} = \frac{1.0206×10^{6}\ J}{1.26×10^{6}\ J}×100\% = 81\%$
解析
【解析】
(1) 三脚插头中标着$E$的导线为接地线，为避免触电事故，需与电热锅的金属外壳相连；插座上相应的导线与保护线（大地）相连，可在外壳带电时将电流导入大地，保障安全。
(2) 根据$P=\frac{U^2}{R}$，电源电压恒定，电路电阻越大，电功率越小。切换开关连接触点“3”时，电路中电阻最大，电功率最小，对应保温挡。保温挡无法使汤水沸腾，是因为保温功率小于（或等于）散热功率，水吸收的热量不足以让温度升高至沸点，或吸收热量与散失热量平衡，温度无法达到沸点。
(3) ① 计算水的质量：$V = 4.5\ L = 4.5×10^{-3}\ m^{3}$，由$ρ=\frac{m}{V}$得$m = ρV = 1.0×10^{3}\ kg/m^{3}×4.5×10^{-3}\ m^{3} = 4.5\ kg$；
② 计算水吸收的热量：$Q = c_{水}mΔt = 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×4.5\ kg×54\ ℃ = 1.0206×10^{6}\ J$；
③ 计算高温挡工作消耗的电能：高温挡功率$P=500\ W$，工作时间$t=42\ min=2520\ s$，则$W = Pt = 500\ W×2520\ s = 1.26×10^{6}\ J$；
④ 计算电热锅的效率：$η = \frac{Q}{W}×100\% = \frac{1.0206×10^{6}\ J}{1.26×10^{6}\ J}×100\% = 81\%$。
【答案】
(1) 电热锅的金属外壳；保护线（或大地）
(2) 3；保温功率小于（或等于）散热功率
(3) 81%
【知识点】
安全用电原则；电功率的计算；电热效率计算
【点评】
本题结合生活中的电热锅，综合考查安全用电知识、电功率档位判断及电热效率计算，需结合电学、热学公式并联系实际电路分析，体现物理知识的实际应用价值。
【难度系数】
0.6
(1) 三脚插头中标着$E$的导线为接地线，为避免触电事故，需与电热锅的金属外壳相连；插座上相应的导线与保护线（大地）相连，可在外壳带电时将电流导入大地，保障安全。
(2) 根据$P=\frac{U^2}{R}$，电源电压恒定，电路电阻越大，电功率越小。切换开关连接触点“3”时，电路中电阻最大，电功率最小，对应保温挡。保温挡无法使汤水沸腾，是因为保温功率小于（或等于）散热功率，水吸收的热量不足以让温度升高至沸点，或吸收热量与散失热量平衡，温度无法达到沸点。
(3) ① 计算水的质量：$V = 4.5\ L = 4.5×10^{-3}\ m^{3}$，由$ρ=\frac{m}{V}$得$m = ρV = 1.0×10^{3}\ kg/m^{3}×4.5×10^{-3}\ m^{3} = 4.5\ kg$；
② 计算水吸收的热量：$Q = c_{水}mΔt = 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×4.5\ kg×54\ ℃ = 1.0206×10^{6}\ J$；
③ 计算高温挡工作消耗的电能：高温挡功率$P=500\ W$，工作时间$t=42\ min=2520\ s$，则$W = Pt = 500\ W×2520\ s = 1.26×10^{6}\ J$；
④ 计算电热锅的效率：$η = \frac{Q}{W}×100\% = \frac{1.0206×10^{6}\ J}{1.26×10^{6}\ J}×100\% = 81\%$。
【答案】
(1) 电热锅的金属外壳；保护线（或大地）
(2) 3；保温功率小于（或等于）散热功率
(3) 81%
【知识点】
安全用电原则；电功率的计算；电热效率计算
【点评】
本题结合生活中的电热锅，综合考查安全用电知识、电功率档位判断及电热效率计算，需结合电学、热学公式并联系实际电路分析，体现物理知识的实际应用价值。
【难度系数】
0.6
