Question

19．現(xiàn)代家庭電器化程度越來(lái)越高，用電安全是一個(gè)十分突出的問(wèn)題．如圖甲所示是測(cè)電筆的結(jié)構(gòu)，圖乙和圖丙中，正確使用試電筆的是丙圖，測(cè)電筆內(nèi)部有一個(gè)大電阻，它的作用是分壓保護(hù)作用．若測(cè)電筆氖管發(fā)光放電時(shí)的電流為0.36毫安，人體的安全電壓為36伏，則當(dāng)測(cè)電筆的筆尖接觸家庭電路的火線(xiàn)時(shí)要使人能處于安全狀態(tài)，此大電阻的阻值至少應(yīng)為多少？（不計(jì)氖管發(fā)光時(shí)的電阻） 

Answer 1

分析 （1）測(cè)電筆是用來(lái)辨別零線(xiàn)和火線(xiàn)的工具，測(cè)電筆內(nèi)阻很大，使用測(cè)電筆時(shí)，通過(guò)它的電流很小；使用測(cè)電筆時(shí)，應(yīng)用手接觸筆尾金屬體，筆尖接觸電線(xiàn)，若氖管不發(fā)光，表明測(cè)電筆和人體加在零線(xiàn)和大地之間，測(cè)電筆接觸的是零線(xiàn)；
（2）對(duì)人體的安全電壓不高于36V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出大電阻兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出大電阻的最小阻值．

解答 解：（1）使用測(cè)電筆時(shí)，手要接觸測(cè)電筆尾部的金屬體，筆尖接觸電線(xiàn)，氖管發(fā)光表明接觸的是火線(xiàn)，不發(fā)光是零線(xiàn)，在圖乙和圖丙中，正確使用試電筆的是圖丙；
當(dāng)筆尖接觸火線(xiàn)時(shí)，人體電阻與試電筆電阻串聯(lián)接在220V的電源上，根據(jù)歐姆定律可知，要使通過(guò)人體電流不超過(guò)安全電流，試電筆的電阻阻值要很大，起到分壓保護(hù)作用；
（2）人體接觸安全電壓最大為36V，家庭電路的電壓為220V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，大電阻兩端的電壓：U_R=U-U_人=220V-36V=184V，
由I=$\frac{U}{R}$可知，大電阻的最小值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{184V}{0.36×1{0}^{-3}A}$=5.11×10⁵Ω．
答：丙；分壓保護(hù)作用；大電阻的阻值至少應(yīng)為5.11×10⁵Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)電筆的正確使用和串聯(lián)電路特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用，要注意單位的換算．