Question

15．人體就像一部復(fù)雜的機(jī)器，包含許多物理知識．
  
（1）如圖甲，當(dāng)站在地面上的人接觸裸露的火線時，人會觸電，說明人體是導(dǎo)體（選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）；如圖乙是小明正確使用測電筆的過程，測電筆中有一個880kΩ的高阻值電阻，這個電阻與氖管是串聯(lián)連接的．當(dāng)用這個測電筆測家庭電路的火線時，氖管發(fā)光，若人體及氖管的電阻均忽略不計，則此時通過人體的電流約為0.25mA．
（2）如圖丙，人的前臂實質(zhì)是一個費力杠桿，好處是可以省距離；
（3）如圖丁，一個成人參加一次馬拉松長跑，身體消耗的能量約為1.68×10⁷J，這些能量相當(dāng)于多少千克的干木柴完全燃燒放出的熱量？（q_干木柴=1.2×10⁷J/kg）；這些熱量若給水加熱，最多可將多少千克的水從20℃燒開？請通過計算說明（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）

Answer 1

分析 （1）容易導(dǎo)電的物體是導(dǎo)體；根據(jù)串、并聯(lián)電路電阻的特點進(jìn)行分析，即電阻與氖管串聯(lián)后的總電阻等于兩者之和，它們并聯(lián)后的總電阻小于最小的電阻．
已知測電筆中的高阻值電阻和家庭電路的電壓，直接利用公式I=$\frac{U}{R}$進(jìn)行求解即可．
（2）人的前臂在用力舉起物體時，其阻力作用在遠(yuǎn)端，阻力臂大于動力臂，是一個費力杠桿，但可以省距離；
（3）干木柴燃燒放出的熱量即水吸收熱量，根據(jù)Q_放=mq變形后可求得干木柴的質(zhì)量．
在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃，根據(jù)題意可知，Q_吸=Q_放，利用Q_吸=cm（t-t₀）求出加熱水的質(zhì)量．

解答 解：（1）生活常識告訴我們，人體是容易導(dǎo)電的，所以是導(dǎo)體，這也是人會發(fā)生觸電事故的原因；
當(dāng)用測電筆測火線時，電流需要經(jīng)過人體，所以電流應(yīng)該很小，因此電阻需要很大，故應(yīng)該將高阻值電阻串聯(lián)在電路中；
（2）如圖，在人的前臂在用力舉起一個物體時，其支點在最左端，而阻力在最右端，動力是肌肉的收縮，因此，阻力臂大于動力臂，是一個費力杠桿，但可以省距離．
已知家庭額定電壓為220V，高阻值電阻為880kΩ，由歐姆定律公式I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{880×1{0}^{3}Ω}$=0.25×10^-3A=0.25mA；
（3）由于Q_放=1.68×10⁷J，
則m_干木柴=$\frac{{Q}_{吸}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{7}J/kg}$=1.4kg．
由Q_吸=cm（t-t₀）可得：
可加熱水的質(zhì)量m=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-20℃）}$=5kg．
故答案為：（1）導(dǎo)體；串；0.25；（2）費力； 可以省距離；（3）這些能量相當(dāng)于1.4kg的干木柴完全燃燒放出的熱量；這些熱量若給水加熱，最多可將5kg的水從20℃燒開．

點評 ．本題考查了與人體有關(guān)的幾個相關(guān)知識，包括安全電壓、杠桿的應(yīng)用、放熱公式和吸熱公式的掌握與運用，注意在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃．