电功率和安全用电习题

1．不同粗细的保险丝允许通过的电流是不同的。一座教学楼的总保险盒中的保险丝允许通过的电流是25 A，楼里共有20间教室。每间教室装了40 W的电灯6盏，在全部电灯都亮着的时候，能不能再接上一个500 W的电炉？
2．某同学家电能表的规格是“220 V，4 A”，他家已有40 W日光灯两盏，80 W彩电一台，120 W的洗衣机一台，当这些用电器同时使用时，能否再接一只800 W的电饭锅使用？
3．家庭电路中，有时会有下列现象发生。请分析产生这些现象的原因。
（1）闭合电灯开关时，电灯一闪就灭。
（2）电饭锅用上几秒钟后停止工作，同时其他用电器也停止工作。
（3）闭合开关时，电灯不亮，并且使原来正常工作的用电器停止工作。
4．下面关于保险丝的说法，正确的是
A.保险丝是用电阻率较大，熔点较低的铅锑合金制成的
B.保险丝的熔断电流应等于或稍大于电路中允许通过的最大正常工作电流
C.保险丝断了，可以用铁丝代替
D.保险丝越细越安全
5．家庭电路铺设完毕后，电工师傅常把一只额定电流较大的灯泡L0串联在电路中，根据L0的明暗程度，初步判断各支路连接情况如图。


（1）闭合S、S1，开启S2、S3，发现L0不亮，电路中出现了什么故障？
（2）闭合S、S2，开启S1、S3，发现L0正常发光，电路中出现了什么故障？
（3）闭合S、S3，开启S1、S2，发现L0发暗红色的光，L3支路的连接是否正常？
参考答案
1．解：学校照明电压U=220 V，所有电灯总功率为P=40 W×6×20=4800 W。
电炉全部发光时总电流为：
I=
=21.82 A
电炉正常工作时的电流为：
I′=
=2.27 A
所以I+I′=21.82 A+2.27 A=24.09 A＜25 A
所以能再接一只500 W的电炉.
2．解：家庭电路选装的电能表，一般是在供电线路能承受的最大功率的前提下，根据供电线路中所有用电器一起工作时的总功率来选择的。因此，能否再接入一个大功率的用电器主要看电表是否可能被烧坏。
电表所在电路的总功率不能超过：
P总=UI=220 V×4 A=880 W.
现有用电器同时使用时总功率是：
P=40 W×2+80 W+120 W=280 W.
因为P+P′=280 W+800 W=1080 W＞P总=880 W.
所以不能再接880 W的电饭锅。
3．家庭电路各支路并联.
（1）电灯开关闭合时，灯丝温度较低，电阻较小，由I=
可知，刚闭合开关时，电流较大，使灯丝烧断而熄灭。
（2）电饭锅功率过大，致使干路中电流过大， 烧坏保险丝，使其他用电器也停止工作。
（3）闭合电灯开关时，其他用电器停止工作说明电路开路（可能保险丝烧断），而电灯的电功率较小，所以很可能开关串联的电灯发生短路所致。
4．选A.
［分析］A.保险丝是根据电流的热效应工作的。它串联在电路中，当电路中电流增大到危险程度之前必须自身熔断，达到保护电路的目的。为此制造保险丝的材料必须满足如下条件：（1）电流通过保险丝时能产生大量的热，使保险丝能及时熔断.根据电流的热效应跟电阻的关系可知，电流通过导体时产生的热量跟导体本身电阻的大小有关，电阻越大，产生的热量越多，因此，必须用电阻率较大的电阻丝制成。（2）保险丝应在电流达到危险程度之前熔断，因此要求保险丝的熔点必须很低。
B.每个保险丝都有其额定电流和熔断电流。选择保险丝时，应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路正常工作时的最大电流，如果保险丝的熔断电流刚好等于电路正常工作时的电流，则在电路中的电流稍一增加保险丝就会熔断，而使电路不能正常工作。
C.若保险丝断了，用铁丝代替就起不到保护电路的作用，因为（1）铁的电阻率较小（与保险丝比较），电流通过时不能产生大量的热；（2）铁的熔点较高，当电路发生危险时，不能自行熔断因而用铁丝代替保险丝是很危险的。
D.保险丝的直径不同,允许通过的电流不同。直径越大，允许流过的电流越大.在不同的电路中，因用电器功率不同，电路中流过的电流也不同，根据P=UI可知，在有大功率的用电器的电路中电流较大，如果用很细的保险丝，一通电就把保险丝熔断，使电路不能正常工作，因此应根据保险丝的实际情况选择保险丝，而不是保险丝越细越安全。
注：家庭电路中的问题都是电能、电功率的知识的应用，因此学习时必须和以前的知识结合起来。
5．（1）L1支路有断路发生；（2）L2被短路；（3）L3正常工作。
［分析］（1）L0不亮，则说明L1支路有断路，因而没有电流通过L0（分别闭合S2、S3也可判断L2L3电路是否有断路）
（2）L0正常发光，说明L0直接接到了电源两端，实际电压等于额定电压，L2一定被短路了。
（3）L0发红光是因为其实际电压小于额定电压，观察电路可知，只有在L0、L3串联时才可能出现此情况，说明L3正常工作，L3电路是通路。
注意：灯正常发光，则实际电压等于额定电压，灯光暗，实际电压小于额定电压，灯泡发光过亮则实际电压大于额定电压。
参考答案
1．在选择保险丝时，应使它的额定电流等于或稍大于电路正常工作的最大电流。如果保险丝额定电流过大，电路中电流超过最大工作电流时它不会熔断，失去了保险的作用；如果额定电流过小，在正常工作时也会熔断，无故造成停电事故，因此保险丝的选择应合适,并不是越细越好。
2．保险丝的额定电流应等于或小于电能表的额定电流，这样才能保证在电路中电流过大时，保险丝先熔断而不至于烧坏电表。