Question

19．现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题．如图甲所示是测电笔的结构，图乙和图丙中，正确使用试电笔的是丙图，测电笔内部有一个大电阻，它的作用是分压保护作用．若测电笔氖管发光放电时的电流为0.36毫安，人体的安全电压为36伏，则当测电笔的笔尖接触家庭电路的火线时要使人能处于安全状态，此大电阻的阻值至少应为多少？（不计氖管发光时的电阻） 

Answer 1

分析 （1）测电笔是用来辨别零线和火线的工具，测电笔内阻很大，使用测电笔时，通过它的电流很小；使用测电笔时，应用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，若氖管不发光，表明测电笔和人体加在零线和大地之间，测电笔接触的是零线；
（2）对人体的安全电压不高于36V，根据串联电路的电压特点求出大电阻两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出大电阻的最小阻值．

解答 解：（1）使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，氖管发光表明接触的是火线，不发光是零线，在图乙和图丙中，正确使用试电笔的是图丙；
当笔尖接触火线时，人体电阻与试电笔电阻串联接在220V的电源上，根据欧姆定律可知，要使通过人体电流不超过安全电流，试电笔的电阻阻值要很大，起到分压保护作用；
（2）人体接触安全电压最大为36V，家庭电路的电压为220V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，大电阻两端的电压：U_R=U-U_人=220V-36V=184V，
由I=$\frac{U}{R}$可知，大电阻的最小值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{184V}{0.36×1{0}^{-3}A}$=5.11×10⁵Ω．
答：丙；分压保护作用；大电阻的阻值至少应为5.11×10⁵Ω．

点评 本题考查了测电笔的正确使用和串联电路特点以及欧姆定律的应用，要注意单位的换算．