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5.如图所示，一种符合国家标准的插排和另一种不符合国家标准的插排对比图。不符合国家标准的插排使用的插孔是一种万用插孔，和插头的接触不牢靠，容易引发火灾；它使用的两脚插头没有连接保护线，也存在安全隐患。结合上面叙述请回答下列问题：
(1)插头接触不牢靠，电阻如何变化？
(2)为什么容易引发火灾？
(3)没有连接保护线，在哪种情况下会发生危险？
5题图
(1)插头接触不牢靠，电阻如何变化？
(2)为什么容易引发火灾？
(3)没有连接保护线，在哪种情况下会发生危险？
5题图
答案
(1) 在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大。
(2) 由于导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,根据Q = I²Rt,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
(3) 金属外壳的用电器要接保护线,防止金属外壳漏电,发生触电事故。
(2) 由于导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,根据Q = I²Rt,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
(3) 金属外壳的用电器要接保护线,防止金属外壳漏电,发生触电事故。
解析
【分析】
要解决这三个问题，需结合导体电阻的影响因素、焦耳定律以及安全用电的知识：（1）接触不牢靠属于接触不良，会改变导体的横截面积，进而影响电阻大小；（2）串联电路中电流处处相等，结合焦耳定律可分析产热情况；（3）保护线的作用是将用电器金属外壳接地，防止漏电时发生触电事故。
【解析】
(1) 插头接触不牢靠时，接触处的导体横截面积减小，在材料、长度不变的情况下，导体的电阻与横截面积成反比，因此该处电阻变大。
(2) 插排的插孔与插头接触不牢靠，导致接触处电阻较大；在家庭电路中，该接触处与导线是串联的，所以通过的电流I与导线中电流相等，同时通电时间t相同，根据焦耳定律公式$Q = I^2Rt$，电阻R越大，产生的热量Q越多，接触处温度会快速升高，容易引发火灾。
(3) 三脚插头的保护线与用电器的金属外壳相连，当使用该插排的用电器金属外壳发生漏电时，电流会通过保护线直接导入大地，避免人体接触金属外壳时形成电流通路；如果插排没有连接保护线，当用电器金属外壳漏电时，人体接触金属外壳，电流会通过人体流入大地，从而发生触电危险。
【答案】
(1) 电阻较大；
(2) 导线连接处与导线串联，电流和通电时间相同，根据$Q=I^2Rt$，电阻大的地方产生热量多，容易引发火灾；
(3) 当金属外壳的用电器漏电时，会发生触电事故。
【知识点】
电阻的影响因素、焦耳定律、安全用电
【点评】
本题以不合格插排的安全隐患为载体，考查了电学中电阻、焦耳定律和安全用电的相关知识，贴近生活实际，要求学生能运用物理知识解释生活中的安全问题，体现了物理的实用性。
【难度系数】
0.6
要解决这三个问题，需结合导体电阻的影响因素、焦耳定律以及安全用电的知识：（1）接触不牢靠属于接触不良，会改变导体的横截面积，进而影响电阻大小；（2）串联电路中电流处处相等，结合焦耳定律可分析产热情况；（3）保护线的作用是将用电器金属外壳接地，防止漏电时发生触电事故。
【解析】
(1) 插头接触不牢靠时，接触处的导体横截面积减小，在材料、长度不变的情况下，导体的电阻与横截面积成反比，因此该处电阻变大。
(2) 插排的插孔与插头接触不牢靠，导致接触处电阻较大；在家庭电路中，该接触处与导线是串联的，所以通过的电流I与导线中电流相等，同时通电时间t相同，根据焦耳定律公式$Q = I^2Rt$，电阻R越大，产生的热量Q越多，接触处温度会快速升高，容易引发火灾。
(3) 三脚插头的保护线与用电器的金属外壳相连，当使用该插排的用电器金属外壳发生漏电时，电流会通过保护线直接导入大地，避免人体接触金属外壳时形成电流通路；如果插排没有连接保护线，当用电器金属外壳漏电时，人体接触金属外壳，电流会通过人体流入大地，从而发生触电危险。
【答案】
(1) 电阻较大；
(2) 导线连接处与导线串联，电流和通电时间相同，根据$Q=I^2Rt$，电阻大的地方产生热量多，容易引发火灾；
(3) 当金属外壳的用电器漏电时，会发生触电事故。
【知识点】
电阻的影响因素、焦耳定律、安全用电
【点评】
本题以不合格插排的安全隐患为载体，考查了电学中电阻、焦耳定律和安全用电的相关知识，贴近生活实际，要求学生能运用物理知识解释生活中的安全问题，体现了物理的实用性。
【难度系数】
0.6
6.“安全用电，从我做起”。洗衣机、电饭煲等用电器的电源插头通常都接入插线板使用。如图甲所示插线板上的指示灯在开关断开时不发光，插孔不能提供工作电压；而在开关闭合时指示灯发光，插孔可以提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。
(1)请在图乙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式，并把插线板与电源线接通。
(2)如图丙所示，洗衣机的电源插头有三根线，其中标着PE的导线和洗衣机的
(3)如图丁所示，如果多个用电器同时插在插线板上工作，总电流超过线路允许的最大电流，有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
①请分析可能导致火灾的原理；
②预防电气火灾，可以采取哪些措施？
(1)请在图乙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式，并把插线板与电源线接通。
(2)如图丙所示，洗衣机的电源插头有三根线，其中标着PE的导线和洗衣机的
金属外壳
相连，插线板上相应的导线和室外的保护线
相连。(3)如图丁所示，如果多个用电器同时插在插线板上工作，总电流超过线路允许的最大电流，有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
①请分析可能导致火灾的原理；
②预防电气火灾，可以采取哪些措施？
答案
6. (1) 如答图所示
(2) 金属外壳 保护线
(3) ①如果多个用电器同时插在插线板上工作,电路的总功率会过大,根据电功率计算公式P = UI可知,电路中的总电流就会过大,而超过线路的负载电流:根据焦耳定律Q = I²Rt 可知,相同情况下,电流越大,产生的电热就越大,就有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
②不同时使用多个大功率用电器;防止短路;电线有破损或线路老化,及时更换;用电器不使用时及时断电;更换负载电流较大的线路。
解析
【分析】
本题围绕家庭安全用电展开，分三小问：第(1)问需根据插线板的工作特点（开关同时控制指示灯和插孔，指示灯与插孔并联），结合安全用电规则完成电路连接；第(2)问考查三脚插头的保护作用，明确PE线的连接对象；第(3)问需结合电功率公式和焦耳定律分析电流过大引发火灾的原理，并列举预防措施。
【解析】
(1) 插线板要求开关断开时指示灯、插孔均无电，开关闭合时两者均工作，且指示灯损坏时插孔仍工作，说明指示灯与插孔并联，开关在干路且需接相线。连接方式：开关S接相线，开关后分两支，一支接指示灯，另一支接插孔；指示灯和插孔的另一端共同接中性线；插孔的接地端接保护线，连接结果如答图所示。
(2) 洗衣机的PE线是保护接地线，需与洗衣机的金属外壳相连，防止漏电触电；插线板的保护线需与室外的大地相连，实现接地保护。
(3) ①家庭电路电压U=220V恒定，多个用电器同时工作时总功率P过大，由I=P/U可知总电流过大；根据焦耳定律Q=I²Rt，在导线电阻R和通电时间t一定时，电流越大产生的热量越多，导致线路或设备过热引发火灾。
②预防措施：不同时使用多个大功率用电器；防止电路短路；及时更换老化、破损的电线；用电器不用时及时断电；更换承载电流更大的线路等。
【答案】
(1) 如答图所示
(2) 金属外壳；保护线
(3) ①家庭电路电压U=220V不变，多个用电器同时工作时总功率P过大，根据I=P/U可知总电流过大；由焦耳定律Q=I²Rt，在电阻和时间一定时，电流越大产生的热量越多，导致线路或设备过热引发火灾。
②不同时使用多个大功率用电器；防止短路；及时更换老化或破损的电线；用电器不用时及时断电；更换负载电流较大的线路。
【知识点】
安全用电；家庭电路连接；焦耳定律
【点评】
本题结合生活中常见的用电器与插线板，考查家庭安全用电的核心知识，涵盖电路连接、接地保护、电流过大的危害及预防，体现物理知识与生活实际的紧密联系，题型基础实用。
【难度系数】
0.5
本题围绕家庭安全用电展开，分三小问：第(1)问需根据插线板的工作特点（开关同时控制指示灯和插孔，指示灯与插孔并联），结合安全用电规则完成电路连接；第(2)问考查三脚插头的保护作用，明确PE线的连接对象；第(3)问需结合电功率公式和焦耳定律分析电流过大引发火灾的原理，并列举预防措施。
【解析】
(1) 插线板要求开关断开时指示灯、插孔均无电，开关闭合时两者均工作，且指示灯损坏时插孔仍工作，说明指示灯与插孔并联，开关在干路且需接相线。连接方式：开关S接相线，开关后分两支，一支接指示灯，另一支接插孔；指示灯和插孔的另一端共同接中性线；插孔的接地端接保护线，连接结果如答图所示。
(2) 洗衣机的PE线是保护接地线，需与洗衣机的金属外壳相连，防止漏电触电；插线板的保护线需与室外的大地相连，实现接地保护。
(3) ①家庭电路电压U=220V恒定，多个用电器同时工作时总功率P过大，由I=P/U可知总电流过大；根据焦耳定律Q=I²Rt，在导线电阻R和通电时间t一定时，电流越大产生的热量越多，导致线路或设备过热引发火灾。
②预防措施：不同时使用多个大功率用电器；防止电路短路；及时更换老化、破损的电线；用电器不用时及时断电；更换承载电流更大的线路等。
【答案】
(1) 如答图所示
(2) 金属外壳；保护线
(3) ①家庭电路电压U=220V不变，多个用电器同时工作时总功率P过大，根据I=P/U可知总电流过大；由焦耳定律Q=I²Rt，在电阻和时间一定时，电流越大产生的热量越多，导致线路或设备过热引发火灾。
②不同时使用多个大功率用电器；防止短路；及时更换老化或破损的电线；用电器不用时及时断电；更换负载电流较大的线路。
【知识点】
安全用电；家庭电路连接；焦耳定律
【点评】
本题结合生活中常见的用电器与插线板，考查家庭安全用电的核心知识，涵盖电路连接、接地保护、电流过大的危害及预防，体现物理知识与生活实际的紧密联系，题型基础实用。
【难度系数】
0.5
