登录
典题10图13-6-10是小军家的电路的一部分。他闭合开关时，灯泡正常发光，再将笔记本电脑的插头插入插座中时，灯泡突然熄灭，检查发现保险丝熔断了，其原因可能是(
A.笔记本电脑断路
B.灯泡断路
C.笔记本电脑的插头短路
D.笔记本电脑的电功率很小
C
)。A.笔记本电脑断路
B.灯泡断路
C.笔记本电脑的插头短路
D.笔记本电脑的电功率很小
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确保险丝熔断的原因：家庭电路中保险丝熔断是因为电路电流过大，电流过大的原因是短路或用电器总功率过大。结合题目信息：闭合开关时灯泡正常发光，说明原电路正常；插入笔记本电脑插头后才出现灯泡熄灭、保险丝熔断的故障，说明故障与插入的笔记本电脑插头有关。再逐一分析选项，排除不符合的情况即可得出答案。
【解析】
家庭电路中，保险丝熔断的本质是电路电流过大，而电流过大的原因有两个：一是电路发生短路，二是用电器总功率过大。本题中，插入笔记本电脑插头前灯泡正常工作，说明原电路无故障；插入插头后才出现保险丝熔断，且笔记本电脑电功率很小，不会造成总功率过大，因此故障是插头处短路。
对选项分析：
A. 笔记本电脑断路：电路为开路，不会产生过大电流，保险丝不会熔断，错误；
B. 灯泡断路：插入插头前灯泡正常发光，说明灯泡未断路，错误；
C. 笔记本电脑的插头短路：插入插座后火线与零线直接连通，造成电源短路，电流骤增使保险丝熔断，正确；
D. 笔记本电脑电功率很小：根据P=UI，电流会很小，不会导致保险丝熔断，错误。
【答案】
C
【知识点】
家庭电路故障、保险丝作用
【点评】
本题考查家庭电路故障分析，需掌握保险丝熔断的原因，结合故障出现的时机判断故障类型，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确保险丝熔断的原因：家庭电路中保险丝熔断是因为电路电流过大，电流过大的原因是短路或用电器总功率过大。结合题目信息：闭合开关时灯泡正常发光，说明原电路正常；插入笔记本电脑插头后才出现灯泡熄灭、保险丝熔断的故障，说明故障与插入的笔记本电脑插头有关。再逐一分析选项，排除不符合的情况即可得出答案。
【解析】
家庭电路中，保险丝熔断的本质是电路电流过大，而电流过大的原因有两个：一是电路发生短路，二是用电器总功率过大。本题中，插入笔记本电脑插头前灯泡正常工作，说明原电路无故障；插入插头后才出现保险丝熔断，且笔记本电脑电功率很小，不会造成总功率过大，因此故障是插头处短路。
对选项分析：
A. 笔记本电脑断路：电路为开路，不会产生过大电流，保险丝不会熔断，错误；
B. 灯泡断路：插入插头前灯泡正常发光，说明灯泡未断路，错误；
C. 笔记本电脑的插头短路：插入插座后火线与零线直接连通，造成电源短路，电流骤增使保险丝熔断，正确；
D. 笔记本电脑电功率很小：根据P=UI，电流会很小，不会导致保险丝熔断，错误。
【答案】
C
【知识点】
家庭电路故障、保险丝作用
【点评】
本题考查家庭电路故障分析，需掌握保险丝熔断的原因，结合故障出现的时机判断故障类型，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
典题11图13-6-11甲是芳芳家新买的一款多功能电饭锅，图13-6-11乙为该电饭锅的工作原理图，$R_1$和$R_2$均为阻值不变的电热丝，且$R_2=800\ \Omega$，S为手动开关，$S_1$为自动控制开关，多功能电饭锅的部分参数如下表所示。
| 品名 | 多功能电饭锅 |
| ---- | ---- |
| 额定电压 | 220 V |
| 频率
| 50 Hz |
| 加热挡功率 | 605 W |
| 保温挡功率 | |
(1)电热丝$R_1$的阻值是多少？
(2)电饭锅处于保温状态时，保温挡的功率是多少？
(3)芳芳想了解家庭电路的实际电压，于是她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭锅在加热挡工作，观察到家里标有“3 000 imp/(kW·h)”字样的电能表脉冲灯2 min闪烁50次，则她家的实际电压是多少？
| 品名 | 多功能电饭锅 |
| ---- | ---- |
| 额定电压 | 220 V |
| 频率
| 50 Hz || 加热挡功率 | 605 W |
| 保温挡功率 | |
(1)电热丝$R_1$的阻值是多少？
(2)电饭锅处于保温状态时，保温挡的功率是多少？
(3)芳芳想了解家庭电路的实际电压，于是她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭锅在加热挡工作，观察到家里标有“3 000 imp/(kW·h)”字样的电能表脉冲灯2 min闪烁50次，则她家的实际电压是多少？
答案
1. 80 Ω 2. 55 W 3. 200 V
解析
【分析】
本题需先分析电饭锅不同挡位的电路连接方式：加热挡功率大，电路为R₁的简单电路；保温挡功率小，R₁与R₂串联。再结合电功率公式、串联电路电阻规律、电能表参数的意义逐步求解。
（1）加热挡功率已知，利用电功率公式可直接计算R₁的阻值；
（2）保温挡为串联电路，先算总电阻，再用电功率公式求保温功率；
（3）通过电能表闪烁次数算出实际消耗的电能，结合时间得实际加热功率，再利用R₁阻值不变，推导实际电压。
【解析】
（1）当开关S、S₁都闭合时，R₂被短路，电路为R₁的简单电路，此时为加热挡。根据电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $，可得电热丝R₁的阻值：
$ R_1 = \frac{U^2}{P_{加热}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{605\ \mathrm{W}} = 80\ \Omega $。
（2）当开关S闭合、S₁断开时，R₁与R₂串联，此时为保温挡。串联电路总电阻 $ R_{总} = R_1 + R_2 = 80\ \Omega + 800\ \Omega = 880\ \Omega $，保温挡功率：
$ P_{保温} = \frac{U^2}{R_{总}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{880\ \Omega} = 55\ \mathrm{W} $。
（3）电能表“3000 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能，脉冲灯闪烁3000次。则2 min内电饭锅消耗的电能：
$ W = \frac{50}{3000}\ \mathrm{kW·h} = \frac{1}{60}\ \mathrm{kW·h} = \frac{1}{60} × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J} = 6 × 10^4\ \mathrm{J} $。
工作时间 $ t = 2\ \mathrm{min} = 120\ \mathrm{s} $，实际加热功率：
$ P_{实} = \frac{W}{t} = \frac{6 × 10^4\ \mathrm{J}}{120\ \mathrm{s}} = 500\ \mathrm{W} $。
加热挡时R₁阻值不变，由 $ P_{实} = \frac{U_{实}^2}{R_1} $，得实际电压：
$ U_{实} = \sqrt{P_{实} R_1} = \sqrt{500\ \mathrm{W} × 80\ \Omega} = 200\ \mathrm{V} $。
【答案】
80 Ω；55 W；200 V
【知识点】
电功率计算、串联电路电阻规律、电能表参数应用
【点评】
本题是电功率综合应用题，核心是正确判断不同挡位的电路连接，结合公式和规律逐步推导，考查学生的电路分析与公式运用能力，属于中档题。
【难度系数】
0.4
本题需先分析电饭锅不同挡位的电路连接方式：加热挡功率大，电路为R₁的简单电路；保温挡功率小，R₁与R₂串联。再结合电功率公式、串联电路电阻规律、电能表参数的意义逐步求解。
（1）加热挡功率已知，利用电功率公式可直接计算R₁的阻值；
（2）保温挡为串联电路，先算总电阻，再用电功率公式求保温功率；
（3）通过电能表闪烁次数算出实际消耗的电能，结合时间得实际加热功率，再利用R₁阻值不变，推导实际电压。
【解析】
（1）当开关S、S₁都闭合时，R₂被短路，电路为R₁的简单电路，此时为加热挡。根据电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $，可得电热丝R₁的阻值：
$ R_1 = \frac{U^2}{P_{加热}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{605\ \mathrm{W}} = 80\ \Omega $。
（2）当开关S闭合、S₁断开时，R₁与R₂串联，此时为保温挡。串联电路总电阻 $ R_{总} = R_1 + R_2 = 80\ \Omega + 800\ \Omega = 880\ \Omega $，保温挡功率：
$ P_{保温} = \frac{U^2}{R_{总}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{880\ \Omega} = 55\ \mathrm{W} $。
（3）电能表“3000 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能，脉冲灯闪烁3000次。则2 min内电饭锅消耗的电能：
$ W = \frac{50}{3000}\ \mathrm{kW·h} = \frac{1}{60}\ \mathrm{kW·h} = \frac{1}{60} × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J} = 6 × 10^4\ \mathrm{J} $。
工作时间 $ t = 2\ \mathrm{min} = 120\ \mathrm{s} $，实际加热功率：
$ P_{实} = \frac{W}{t} = \frac{6 × 10^4\ \mathrm{J}}{120\ \mathrm{s}} = 500\ \mathrm{W} $。
加热挡时R₁阻值不变，由 $ P_{实} = \frac{U_{实}^2}{R_1} $，得实际电压：
$ U_{实} = \sqrt{P_{实} R_1} = \sqrt{500\ \mathrm{W} × 80\ \Omega} = 200\ \mathrm{V} $。
【答案】
80 Ω；55 W；200 V
【知识点】
电功率计算、串联电路电阻规律、电能表参数应用
【点评】
本题是电功率综合应用题，核心是正确判断不同挡位的电路连接，结合公式和规律逐步推导，考查学生的电路分析与公式运用能力，属于中档题。
【难度系数】
0.4
