物理搭台，电器唱戏

高明春

陕西省实施了家用电器下乡政策，其主要内容是顺应农民消费升级的新趋势，运用政策引导和组织商家联手开发、生产适合农村消费特点、性能可靠、质量保证、物美价廉的家用电器产品，并提供满足农民需求的流通和售后服务。对农民购买纳入补贴范围的家用电器产品给予一定比例的财政补贴，以激活农民的购买能力，扩大农村消费，促进内需和外需协调发展。 陕西省纳入补贴范围的产品包括彩电、电冰箱（含冰柜）、手机、洗衣机等家用电器。

1． 李天在商场中发现，洗衣机、空调、电冰箱等家用电器都使用三孔插头、插座，如图1所示，插座中有一个孔是用来接地的。如果家中插座的这个孔没有接地，将会发生的现象是（）

A． 家用电器消耗的电能会增加

B． 人接触家用电器外壳时有可能发生触电事故

C． 家用电器的使用寿命会缩短

D． 家用电器不能正常工作

2． 将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入220 V的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生热量最多的是（）

A． 电烙铁 B． 电视机

C． 电风扇 D． 一样多

3． 王晓在电暖器区看到有三台标有“220 V 1 000 W”的电暖器正在工作，它们都接在一个标有“220 V 10 A”字样的组合式移动插座上（如图2所示）。请问：

（1）这三台电暖器之间的连接方式是__________________________________________。

（2）从安全用电的角度指出这个移动插座存在的问题并说明原因：__________________________________。

4. 张菲在某型号电冰箱铭牌上发现“输入电压220 V、耗电量0．7 kW·h／24 h、输入总功率120 W”等数据。其中“耗电量0．7 kW·h／24 h”这个数据的含义是：该冰箱正常使用24 h消耗的电能为_________。如果按照输入总功率120 W和工作24 h计算，则消耗的电能是_________kW·h。这个计算结果与冰箱铭牌上提供的相关数据差异较大，是由于冰箱具有____________工作的特点而造成的。

5． 售货员介绍电视机时告诉李浩：电视机的最亮状态比最暗状态多耗电50~60%；音量开得越大，耗电量也越大。所以看电视时，亮度和音量应调在人感觉最佳的状态，不要过亮，音量也不要太大。这样不仅能节电，而且有助于延长电视机的使用寿命。电视机待机（没有切断电源，电源指示灯还亮着）时几乎不耗电，待机功率只有3 W。假设电视机每天都有20 h处于待机状态，那么一个月（30天）会消耗的电能为_________________kW·h。

6． 李芳所在班级的饮水机（如图3所示）铭牌如下表所示。她对饮水机的工作情况进行了研究和咨询，发现当加热内胆里的水温达到90 ℃时，温控开关就会自动断开，停止加热；当水温降至60 ℃时，温控开关又会自动打开重新加热，每次加热的时间为t＝4 min。

（1）饮水机加热一次消耗的电能为多少？

（2）饮水机里加热内胆的好处是每次只加热少量的水，既能使人们在较短的时间内喝上热水，又能避免一次加热过多的水而造成浪费。请你根据题目给出的数据，计算加热内胆的容积。[假设消耗的电能完全转化为水的内能，水的比热容为c_水＝4.2×10³ J/（kg·℃）]。

（3）某天下午放学时，做值日的李芳忘了关掉饮水机。直到第二天进教室后才发现，她为自己不小心浪费了电能而内疚。因为她知道，虽然饮水机是断断续续地工作的，但这一晚上（约12小时）也会浪费不少电能。她经过一定的测量，就估算出了这一晚上浪费的电能。请你简述测量和估算的方法，不需具体的数据计算。

7． 生活在高原地区的人们常用高压锅煮食物，这是由于高原地区的大气压较___________。图4所示是高压锅和它的工作电路图，R₁为工作时的加热电阻，标有额定功率为800 W；R₂为保温保压电阻，且R₂＝2R₁；S₁为压力开关，当压强达到设定值时S₁会自动断开；S₂为限时开关，可以设定加热时间。求：

（1）当锅内气压为110kPa时，锅内气体对锅盖（400 cm²）的压力多大？

（2）正常工作时，R₁的阻值多大？

（3）若用此高压锅煮骨头汤，S₂限时60 min，S₁、S₂同时闭合。工作30 min后，S₁达到限压值断开，S₂闭合至限时结束。此过程中共消耗多少电能？

8． 冬天，王亮同学使用电热毯时发现电热毯有高温挡和低温挡，于是他设计了电热毯的模拟电路图7甲和乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。

（1）图5甲中有定值电阻R₂（置于电热毯外部），电热丝R₁。请说明要使电热毯处于低温挡时，开关S₁、S₂应处于什么状态？并写出低温挡时电热毯发热功率的表达式。

（2）图5乙中有两根电热丝R₂、R₃，请说明要使电热毯处于高温挡时，开关S₁、S₂应处于什么状态？并写出高温挡时电热毯发热功率的表达式。

（3）请指出其中你认为较好的电路，并说明理由。