安全电压
初中物理课本中:“大量实验表明,不高于36V的电压对人体来说一般是安全的。”这个电压绝对安全吗?
人体触电后有无危险受许多因素的影响,主要取决于通过人体电流的大小,而通过人体的电流除与加在人体上的电压有关外,还与人体的电阻有关,人体的电阻又受环境、温度、湿度的影响,并且影响很大。因此人体的安全电流和人体的电阻在不同情况下的差别是很大的。因此,安全电压在理论上不可能有一个确定的值。我国考虑到人体所处的环境不同,触电的危险性不同,又对四种不同接触状态下的安全电压做了如下规定:第一种情况,人体大部分浸在水中,例如游泳、浴池等场所发生触电后可能导致溺水死。因此,人体可能摆脱的自主电流为5mA。由于人体浸在水中,人体电阻只有500Ω,此时的安全电压应为2.5V。第二种情况,人体显著淋湿的状态,人体一部分经常接触到电气装置金属外壳和构造物的状态,通常指在隧洞或潮湿场所,人体皮肤显著受潮。此时人体电阻仅为500Ω左右,若以安全电流30mA取代,则安全接触电压为15V。第三种情况,上述两种接触外的情况,对人体有接触电压后,危险性高的状态,通常指住宅、工厂、学校等场所。在这种环境中人体皮肤干燥,属正常状态,安全电流最大取值30mA,人体电阻取1700Ω,持续允许接触电压为50V。第四种情况,接触电压后无危险或危险低的情况。对此,不规定安全电压值。由此可见,不高于36V的电压也不是绝对的安全,是有条件的安全。
(1)人体触电后是否有危险,起决定作用的因素是
(2)当家庭电路工作正常时,从进户线流入的电流
(3)下列哪个选项不是影响人体电阻大小的因素是
A.气压
B.温度
C.湿度
(4)某人在水中的电阻为600Ω,若此人浸在水中作业,则安全电压为
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人体永动机——靠体温发电能亮的手电筒
备用手电筒一般都是放在家里某个角落里,停电了找东西时才用到,但放置时间久了又没有充电的话,使用起来会发现没电了,那是很气人的 。 但是,今天介绍的这款手电筒就可以避免这种尴尬,它是一款既不需要电池,也不需要太阳能,更不利用风力,而是靠人体体温发电的手电筒-----Lumen手电筒 。 它外形并没有什么特别,就像一张电话卡,如左图所示,其内置一颗温差电池,只要外部环境温度低于体温,将手指放在上面就能利用温差来为小电筒供电,如右图所示 。 这就是体温发电 。 体温发电是通过半导体,利用温差来获取电能 。 温差发电的基本原理是“泽贝克”效应,即两种不同的金属连接起来构成一个闭合回路时,如果两个连接点的温度不一样,就能产生微小的电压,且温差越大,产生的电压越大 。
Lumen就是利用了这一原理,其上配备一个热电发电机( TEG )的陶瓷部件,它的上部可以感受你手指的温度,下部感受环境温度,再通过两者的温度差进行发电,进而让手电筒工作 。
如果环境温度为 28 摄氏度,Lumen 就相当于在 3V 电压下产生 15mA 的电流,过多的电能将被储存在内置的电容器里 。
Lumen手电筒比起传统手电筒来说,照明功率偏小,但光通量更大,更方便在照明不良情况下找寻物体,安全导航以及在黑暗中阅读 。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)体温发电的根本原理是人体和周围环境间存在
(2)除了文中所讲利用体温发电比用电池供电的优点外,你觉得还有哪些?说一点即可
(3)实际使用中利用体温发电能获得大范围的电压值吗?为什么?
燃气热水器
燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。
图甲为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。 使用热水器时,先通电,绿色指示灯亮,再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。 之后打开热水阀时,电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气,此时红色指示灯亮。同时风机工作。 高温烟气上升,流经热交换器,将从A点处流入热交换器的冷水加热,产生的热水从B点处源源不断流出热交换器,低温烟气从排烟管排出。 关闭热水阀时,热水器停止加热。 研究发现;热交换器中,烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大;烟气具有的内能E随烟气温度t变化的关系如图乙所示。
该燃气热水器的技术参数如表,其中“热水产出率”的含义是:每分钟使水温升高25℃时的出水体积;“额定耗气量”的含义是:热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
适用燃气 | 天然气 |
热值 | |
额定耗气量 | |
热水产出率 | 12L/min |
(2)下列措施中能提高热水器加热效率的是
A. 采用热值更高的燃料 B. 提高进水口冷水的初温
C. 加长热交换器中水管长度 D. 使水管中的进水量减小
(3)热水器由家庭电路直接供电,工作时两端电压为
(4)某次洗浴,设定热水管出水温度45℃,热水器正常工作用时15min。 若该过程燃气完全燃烧,放出的热量为
(5)现实中,燃气完全燃烧产生热量有如图丙几种流向,请补充完整:
远程输电发电厂发出的电要传输到很远的地方供人们使用。在输电线上,由于电流的热效应,必然有一部分电能转化成内能而损失掉,导线越长,损失越多。目前远距离送电主要采取高压送电的方式来实施。在保证输送功率不变的情况下,采用提高电压的方法减少线路上的损失。高压送电过程:发电机、升压变压器、高压输电线、降压变压器、居民用电。
变压器原理简化为:原线圈匝数,副线圈匝数,若输入电压,输出电压(如图乙),它们之间的关系式为:。
请结合短文和所学知识回答下列问题:
(1)从发电厂发出电到进入家庭,变压器使电压的大小经过了两次改变,最终直接进入家庭的电压为
(2)下列单位不能够表示远程输电损耗电能大小的是
A. B. C. D.
(3)在输电阶段,输电线上常用如图丙装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的横截面积,从而减小了导线的
(4)如图甲属于
(5)目前我国正在进行1500kV的特高压输电技术实验。若甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,建成后改用1500kV的特高压输电,当输电功率相同时,线路上的功率损耗为原来的
(6)由发电厂向用户输电,输送的功率P一定,关于输电电压U与输电电流的I的关系图像正确的是
A. B. C. D.
巨磁电阻效应
法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家被得•格木贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象,当磁场变大时,电阻急剧减小。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度,从而引发了现代硬盘生产的一场革命。
单以读出磁头为例,1994年,IBM公司研制成功了巨磁阻效应的读出磁头,将磁盘记录密度提高了17倍,1995年,宣布制成每平方英寸3GB硬盘面密度所用的读出头,创下了世界纪录,硬盘的容量从4GB提升到了600GB或更高。
(1)巨磁电阻效应大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度,也就是说可以检测出更
(2)下图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,当闭合开关S1时,电磁铁的N极在它的
(3)若图中的S1、S2闭合,并使滑片P向左滑,则GMR的电阻
智能机器人常被用于校园红外测温及校园消毒(如图甲所示)。机器人配备了3台高清摄像头 和红外热成像测温仪,若检测到人体温度异常,机器人会发出警报信号。机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪,将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消杀。当剩余电量不足时,机器人会主动寻找充电器充电。如图乙是它简化的智能测温报警电路,报警器电阻不计,热敏电阻 的阻值随温度变化规律如图丙所示。如表为智能机器人的部分参数:
电池工作电压 | 18V | 电池容量 | 4000mAh |
报警电流 | ≥30mA | 行进速度 | 0.3~0.6m/s |
满载时消毒液质量 | 10kg | 空载净重 | 20kg |
(2)在水平路面上匀速行驶的机器人正在喷雾消毒时,其动能会
(3)当所测温度达到或超过 37.3℃时,要求报警电路系统报警,则闭合开关前,应该将滑动变阻器的阻值至少调到
(4)机器人电量不足时,它会以最大速度朝着充电器匀速直线前进,如果它距离充电器 72m,则到达充电器至少需要多长时间?
(5)机器人电池充满电时,储存的电能是多少?
“无人机”可通过无线电进行操控,其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图甲为某品牌“无人机”,由锂电池供电,采用4个电机带动旋翼转动,对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能,其携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。下表是该无人机的部分参数:
无人机质量(含摄像机) | 1.5kg | 锂电池额定电压 | 12V |
最大上升速度 | 6m/s | 电动机额定电压 | 10V |
最大上升速度时受到到的空气阻力 | 9N | 电动机正常工作电流 | 5A |
最大水平速度 | 15m/s | 电动机的能量转化效率 | 95% |
(1)当“无人机”携带摄像机飞行在空中进行拍摄地面图象时,下列说法中错误的是
A.制作无人机的材料应具有密度小、硬度大的特点
B.“无人机”中的电动机工作原理是磁场对电流的作用
C.无人机以最大速度上升时旋翼对空气施加9N的力
D.“无人机”正常飞行1小时电动机消耗的电能为0.2kWh
(2)为了保证电动机正常工作,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调,那么电动机和电调的连接方式是
(3)已知“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比。该“无人机”携带摄像机参与某次火情的勘测时,“无人机”以4m/s的速度从地面匀速竖直升空至100m高处,然后悬停观测(整个过程四个电动机同时工作)。此时,“无人机”上升时受到的空气阻力为
(4)该“无人机”携带的微型摄像机带有自动拍摄功能,未出现火情时处于待机状态,等到火情来临产生一定强度的红外线,摄像机将自主启动进入工作状态。小明利用红外探测器设计了一个“模拟自启系统”,如图乙所示。该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池提供,R是电阻箱,RP是红外探测器,可视为可变电阻,它的阻值与红外线强度变化的对应关系如图丙RP﹣E所示。(E为红外线强度,cd表示其单位)
①若a、b两端电压必须等于或大于9V时,控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为4.5cd时启动摄像机工作,此时RP红外探测器阻值为
②为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态,可采取的措施:一是
××系列电饼铛产品说明书
一、产品特点
①上下铛可同时加热,下铛也可单独加热,加工食品时可根据用户需要双面或单面烙制。
②产品有低锅沿,高锅沿。低锅沿适合烙制大饼:高锅沿适合烙制水煎包。
③上下钻结构严密,在烙制食品过程中基本不失水分,烙熟的食品松软适度,美味可口。
二、安装须知
①额定电压220V,工作电压可在额定电压基础上±10%浮动。
②使用前须将锅体外壳通过导线接地,勿将接地线接在自来水管道上。
③应配备保险装置和漏电保护器,选用相匹配的导线按要求接通电源。
三、注意事项
①搬运应轻抬轻放,以免损坏内部电器元件。
②不使用时,除关闭机上开关外,还需断开总电源,以免意外发生。
③经常保持铛体和机箱清洁干净,以免降低电器绝缘性能,严禁用水冲刷。
四、常见故障和维修方法
故障现象 | 可能原因 | 排除方法 | 故障现象 | 可能原因 | 排除方法 |
接通电源,保险丝立即烧断 | 保险丝太细 | 更换适当的保险丝 | 不热 | 加热器损坏 | 更换新线 |
微量漏电 | 保险引线短路 | 检查引线更换新线 | 调温器触点接触不良 | 更换加热器 | |
受潮 | 接好地线,通电加热五分钟以上 | 更换或修理调温器 |
(2)使用前,须将金属箱体接地是为了防止
(3)上下铛结构严密,烙制的食品松软适度,是因为烙制过程中减少了水分的
(4)电饼铛受潮有微量漏电,可通电加热五分钟以上进行排除,其道理是利用
型号 | FK5568 | |
额定功率 | 热风挡 | 880W |
暖风挡 | 475W | |
冷风挡 | 70W | |
额定电压 | 220V | |
质量 | 0.6kg |
(2)然后阅读了产品说明书,他对其中的一些使用要求,提出了自己的猜想,你认为不合理是
A.电吹风使用时,接入的电压应该与它的额定电压一致,目的是使电吹风能正常工作
B.电吹风尽量不要在浴室内或湿度大的地方使用,目的是防止触电
C.电吹风性能稳定且耐用,可以连续长时间不关闭地随便使用
D.电吹风使用时,应使入风口与头发保持一定距离,目的是防止头发被吸入
(3)接着,小冯打开电吹风进行试用,他觉得电吹风在冷风状态的风力很强,可能超过了铭牌上所标的额定功率值。为了验证猜想,他关闭家里所有用电器,只将该电吹风接入家庭电路中,开关调至冷风档,通电8min观察到家里的电能表(如图乙所示)铝盘转了15圈,通过计算测得冷风档的实际功率为
(4)小冯测得冷风档的实际功率和额定功率不相等,请你帮他分析功率不等原因可能是
××系列电饼铛产品说明书
电饼铛 (chang)是一个烹饪食物的工具, 单面或者上下两面同时加热使中间的食物经过高温加热, 达到烹煮食物的目的。 电饼铛也叫烤饼机, 可以灵活进行烤、 烙、 煎等烹饪方法, 有家用小款型和店面使用大款两种。 xx系列电饼铛产品说明书如下:
一、 产品特点
1.上下铛可同时加热,下铛也可单独加热, 加工食品时可根据用户需要双面或单面烙制。
2.产品有低钢沿, 高钢沿。 低锅沿适合烙制大饼: 高锅沿适合烙制水煎包。
3.上下铛结构严密, 在烙制食品过程中基本不失水分, 烙熟的食品松软适度, 外黄里嫩, 美味可口。
二、 安装须知
1. 额定电压 220V, 工作电压可在额定电压基础上±10%浮动。
2.使用前须将锅体外壳通过导线接地, 勿将接地线接在自来水管道上。
3.应配备保险装置和漏电保护器, 选用相匹配的导线按要求电压连接电源。
三、 注意事项
1. 搬运应轻抬轻放, 以免损坏内部电器元件。
2.不使用时, 除关掉机上开关外, 还需断开总电源, 以免意外发生。
3.经常保持铛体和机箱清洁干净, 以免降低电器绝缘性能, 严禁用水冲刷。
四、 常见故障和维修方法
故障现象 | 可能原因 | 排除方法 | 故障现象 | 可能原因 | 排除方法 |
接通电源, 保险丝 立即烧断 | 保险丝太细 | 换适当的保险丝 | 不热 | 电源线断路 | 更换新线 |
电源引线短路 | 检查引线更换新线 | 加热器损坏 | 更换加热器 | ||
线路绝缘碳损 | 检查原因排除故障 | 调温器触点接触不良 | 更换或修理调温器 | ||
微量漏电 | 受潮 | 接好地线, 通电加热 五分钟以上 | 保险丝烧毁 | 更换保险丝 |
(2)使用前, 须将金属箱体接地是为了防止
(3)上下铛结构严密, 烙制的食品松软适度, 是因为烙制过程中减少了水分因
(4)电饼铛有微量漏电, 可能是
(5)要经常保持铛体和机箱清洁干净, 是为了