Question

6．一天，小明注意到家中的燈泡比平常亮，猜測可能是額定功率大于實(shí)際功率，為了證實(shí)他的猜測，他做了如下實(shí)驗(yàn)：關(guān)閉家中其他用電器，只開一盞“220V  100W”的電燈，觀察到家中標(biāo)有“3000R/kW•h”字樣的電能表在20min內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了121轉(zhuǎn)．
（1）在20min時(shí)間內(nèi)這盞燈消耗的電能是多少？
（2）燈泡此時(shí)的實(shí)際功率是多少？
（3）如圖所示是小華房間電路的一部分，請把帶有開關(guān)的電燈，帶保險(xiǎn)絲的三孔插座正確連入圖中的家庭電路中．
（4）小華將電吹風(fēng)插入三孔插座中準(zhǔn)備吹干頭發(fā)，當(dāng)電吹風(fēng)插頭剛插入插座時(shí)整個(gè)房間都斷電了．請問是什么原因?qū)е聰嚯姡?br />（5）小華發(fā)現(xiàn)是保險(xiǎn)絲熔斷了，保險(xiǎn)絲是由鉛銻合金制成的．由于電流的熱效應(yīng)，當(dāng)電流超過額定電流達(dá)到熔斷電流時(shí)，它會(huì)自動(dòng)熔斷．選用保險(xiǎn)絲時(shí)，應(yīng)使它的額定電流等于或稍大于電路中的最大正常工作電流，保險(xiǎn)絲在熔斷過程中所吸收的熱量轉(zhuǎn)化為分子勢能（選填“分子動(dòng)能”、“分子勢能”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電能表鋁盤每消耗1kW•h轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)求出燈泡工作時(shí)消耗的電能．
（2）知道消耗的電能和使用時(shí)間，利用P=$\frac{W}{t}$求出燈泡的實(shí)際功率．
（3）開關(guān)控制燈泡時(shí)，首先進(jìn)入開關(guān)，然后進(jìn)入燈泡頂端的金屬點(diǎn)，零線直接進(jìn)入燈泡的螺旋套，這樣燈泡既能工作，在燈泡損壞時(shí)，斷開開關(guān)，切斷火線，更換燈泡更安全．
帶保險(xiǎn)絲的三孔插座，地線直接進(jìn)入上孔，零線直接進(jìn)入左孔，火線首先進(jìn)入保險(xiǎn)絲，然后再進(jìn)入右孔．
（4）保險(xiǎn)絲熔斷，斷開電路；
（5）保險(xiǎn)絲是由電阻率大、熔點(diǎn)低的鉛銻合金制成；保險(xiǎn)絲的作用：在電路中電流過大時(shí)，產(chǎn)生的電熱過多，達(dá)到保險(xiǎn)絲的熔點(diǎn)，保險(xiǎn)絲熔斷，切斷電路．
保險(xiǎn)絲是鉛銻合金，屬于晶體，晶體熔化時(shí)溫度不變、內(nèi)能變大（分子動(dòng)能不變、分子勢能變大）．

解答 解：
（1）“3000R/kW•h”表示電能表每轉(zhuǎn)1r，電路中消耗$\frac{1}{3000}$kW•h的電能，
轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了121圈，消耗的電能為：
W=$\frac{121}{3000}$kW•h=$\frac{121}{3000}$×3.6×10⁶J=1.452×10⁵J．
（2）已知t=20min=1200s，
P_實(shí)=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.452×1{0}^{5}J}{1200s}$=121W．
（3）燈泡接法：火線進(jìn)入開關(guān)，再進(jìn)入燈泡頂端的金屬點(diǎn)，零線直接接入燈泡的螺旋套，這樣在斷開開關(guān)能切斷火線，接觸燈泡不會(huì)發(fā)生觸電事故．既能控制燈泡，又能更安全．
三孔插座的接法：上孔接地線；左孔接零線；右孔接火線，保險(xiǎn)絲接在火線上，如圖所示：

（4）當(dāng)電吹風(fēng)插頭剛插入插座時(shí)整個(gè)房間都斷電了，原因是保險(xiǎn)絲燒斷了；
（5）小華發(fā)現(xiàn)是保險(xiǎn)絲熔斷了，保險(xiǎn)絲是由鉛銻合金制成的．由于電流的熱效應(yīng)，當(dāng)電流超過額定電流達(dá)到熔斷電流時(shí)，它會(huì)自動(dòng)熔斷．選用保險(xiǎn)絲時(shí)，應(yīng)使它的額定電流等于或稍大于電路中的最大正常工作電流，保險(xiǎn)絲屬于晶體，在熔斷過程中溫度不變、內(nèi)能變大，所吸收的熱量轉(zhuǎn)化為分子分子勢能．
故答案為：
（1）在20min時(shí)間內(nèi)這盞燈消耗的電能是1.452×10⁵J．
（2）燈泡此時(shí)的實(shí)際功率是121W．
（3）如圖所示；
（4）原因是保險(xiǎn)絲燒斷了；
（5）鉛銻；熱效應(yīng)；等于或稍大于；分子勢能．

點(diǎn)評(píng) 本題為電學(xué)綜合題，考查了電能和電功率的計(jì)算、家庭電路的連接、電路故障分析、保險(xiǎn)絲的作用和選用標(biāo)準(zhǔn)，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題．