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电能与安全解读:原创综合练习与详解

练习只有在你看得出答案为什么对的时候才有用,所以这里每一题都有完整解答。

这十一道题涵盖电能与安全解读中的额定值、焦耳与 kWh 的能量、保险丝、开关、接地和电路故障。所有数据,包括电价,都是为练习而虚构的,并非取自任何考试试卷。题目由易到难。

先在纸上写出带单位的答案,再打开解答。

需要市电电压时用 230 V。可用的保险丝是 3 A、5 A 和 13 A。具体要求请查看 Cambridge 官网你所考年份的课程大纲。

题目

1. 一盏灯标示 230 V、46 W。求它的电流。

显示答案

I = P ÷ V = 46 ÷ 230 = 0.2 A。

2. 一个器具接 230 V 电源,电流 4.0 A。求它的功率。

显示答案

P = I × V = 4.0 × 230 = 920 W。

3. 一个水壶标示 230 V、2300 W。它在 4 分钟内传递多少能量?

显示答案

t = 4 × 60 = 240 s。E = 2300 × 240 = 552 000 J(552 kJ)。

4. 一件器具标示 230 V、1380 W。应该从 3 A、5 A 和 13 A 中选哪个保险丝?说明理由。

显示答案

I = 1380 ÷ 230 = 6 A。3 A 和 5 A 低于这个值,正常使用时就会熔断。高于 6 A 的最小保险丝是 13 A。

5. 一台 3 kW 的电暖器运行 90 分钟。求能量(kWh),以及按每 kWh RM0.40(虚构价格)计算的电费。

显示答案

t = 90 ÷ 60 = 1.5 h。E = 3 × 1.5 = 4.5 kWh。电费 = 4.5 × 0.40 = RM1.80。

6. 电表记录了 7.2 MJ 的电能。把它换算成 kWh。

显示答案

7.2 MJ = 7 200 000 J。1 kWh = 3 600 000 J。7 200 000 ÷ 3 600 000 = 2 kWh。

7. 说出保险丝与开关在用途上的一个区别,并说明在市电器具中保险丝和开关分别装在哪根线上。

显示答案

开关让使用者开或关器具。保险丝在电流过大时自动断开电路。两者都装在火线上,这样任何一个断开时,器具都与火线电源隔离。

8. 一台烤面包机有金属外壳和三芯电缆。内部的火线松脱,碰到了外壳。解释为什么随后碰到外壳的使用者受到保护。

显示答案

地线把金属外壳连到大地,电阻很小。火线碰到外壳时,大电流经外壳和地线流向大地。这个大电流使火线上的保险丝熔断。器具随即与火线电源断开,外壳不再带电。

9. 9 V 电池串联 3 Ω 和 6 Ω 电阻。(a)求正常电流和 6 Ω 电阻两端的电势差。(b)一根导线接在 6 Ω 电阻两端。求新的电流,并解释变化。

显示答案

(a)R = 3 + 6 = 9 Ω。I = 9 ÷ 9 = 1 A。6 Ω 电阻两端:1 × 6 = 6 V。

(b)导线是 6 Ω 电阻两端的短路,所以只剩 3 Ω。I = 9 ÷ 3 = 3 A。总电阻从 9 Ω 降到 3 Ω,电源电压不变,所以电流上升。6 Ω 电阻两端的电势差现在是 0 V。

10. 手机充电器以 5.0 V、2.0 A 输出 30 分钟。求传递的能量,分别用焦耳和 kWh 表示。

显示答案

P = 5.0 × 2.0 = 10 W。t = 30 × 60 = 1800 s。E = 10 × 1800 = 18 000 J。换成 kWh:18 000 ÷ 3 600 000 = 0.005 kWh。用另一种方法检查:0.010 kW × 0.5 h = 0.005 kWh。

11. 一名学生写道:“60 W 的灯开 10 小时用了 60 × 10 = 600 kWh。”找出错误,并给出正确的能量,以及按每 kWh RM0.40(虚构价格)计算的电费。

显示答案

学生把瓦特和小时相乘,所以数字大了 1000 倍。换算:60 W = 0.06 kW。E = 0.06 × 10 = 0.6 kWh。电费 = 0.6 × 0.40 = RM0.24。合理性检查会把 600 kWh 标出来:一盏小灯一个晚上不可能用这么多。

如果做错了

出了什么问题题号回到
选错公式,或答案不是焦耳1、2、3、10根据标示额定值计算电能
保险丝值,或保险丝与开关的用途4、7比较保险丝与开关的用途
接地解释漏了一步8在给定图中解读接地
故障读数或解释9在不接触市电的前提下解释电路故障
单位:kW、小时、kWh、焦耳5、6、11检查用电能量计算中的单位换算

把错误的类型记在错题记录与重测队列里,几天后再做一道类似的题。物理学习指南会显示本模块在整门课程中的位置。

如果同一个错误反复出现,线上一对一物理补习的老师可以就这项技能出新题。

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