第10.8节 家庭电路-2025-2026学年高二物理同步导学案（沪科版2020必修第三册）

第十章 电路及其应用 10.8 家庭电路 课程标准 1. 了解家庭电路的组成。 2. 了解家庭电路中故障分析的基本方法。 物理素养 物理观念：了解家庭电路的基本组成和功能。 科学思维：理解家庭电路中体现的路端电压随用电器总功率变化而变化的规律。 科学探究：探究如何用验电笔检查电路中的故障。 科学态度与责任：引导学生关心实际问题，把所学物理知识应用到实际中，培养应用意识。 一、家庭电路的组成 1． 家庭电路组成：电能表，断路器，用电器，导线，开关组成 (1)顺序：电能表→断路器→用电器，所有用电器都并联在相线和零线之间，互不影响。 (2)相线L（火线）：相线与零线之间电压是220V。 (3)零线N：变压器的中性点。原则上对地电压接近为0，但漏电时可能有一定电压。 (4)地线E：接地，对地电压为0。用电器外壳接在地线上，漏电时电流流入大地，防止触电事故。 (5)低压断路器：相当于总开关。 工作原理是当电路发生短路或过载时，在很短的时间内断开电路，起到很重要的保护作用。 防止短路：电流超过安全电流时，断路器会自动切断供电线路。 防止漏电：检测到相线与零线中电流不一致，且差值超过一定大小时便会在短时间内断开电路。 (5)开关：开关要接在火线和用电器之间 (6)导线：在分析电路时，通常忽略导线电阻，但实际上导线也有电阻，所以电流很大时产生焦耳热。老化状态会导致漏电，引起安全事故。 用电器的功率较大时，支路电流也较大，要选择安全电流较大的导线。 根据电阻定律，同种导线，横截面积越大，安全电流也越大。 思考：小鸟站在高压线上为什么不会电死？ 人站在干燥的绝缘木凳子上面，双手同时接触火线，是否会触电？ 例1. 请用笔画线表示导线，将它们连入电路： 【答案】 二、用电器铭牌 一般含有以下信息：额定电压，额定功率，额定电流，最大电流。 例2. 如表为某品牌微波炉的技术参数，根据相关数据可知该微波炉所用微波的波长为 m（保留两位小数）。若微波炉工作电流为额定电流，加热食品 120s，消耗的电能为_______J，输出的能量________J。 【答案】0.12；1.32×105；8.4×104 【解析】波长=c/f=3×108/2450×106=0.12m； W=UIt=1.32×105 J； Q=P出t=8.4×104 J 三、简单故障排除 氖泡验电笔的使用规范： (1)不可触碰电笔前端的金属部分 (2)用拇指按住电笔后端的金属帽，用笔头轻触带电体。使检验部位、验电笔、人体和大地构成回路。 (3)氖泡会发亮表示物体带电或是相线。不亮表示不带电或零线。 例3. 小勇晚上开灯时发现灯不亮，他用测电笔测试，如图所示，A、B、C三点都能使氛管发光，只有D点氛管不发光，则可以判断出故障是（ ） A火线和零线短路 B灯泡断路 C灯泡短路 D导线CD某处断开 【答案】D 【解析】测A、B、C都发光，说明都与火线接通，D不发光，说明D与火线不接通，所以CD之间断路。 题型01 家庭电路的故障分析 例3.（23-24·曹杨中学高二上期末）家庭电路是由电能表、进户线、总开关、保护设备（如熔断器、漏电保护器）、用电器（如灯具、空调、洗衣机等）、导线等组成的系统。 某居民家中的部分电路如图所示，开始电路正常。将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但是电灯仍然正常工作。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍然不能工作。把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光。若电路只有一处故障，则（ ） A. 电路的C、D两点间断路接地 B. 插座左右两孔短路 C. 插座的接地线断路 D. 电热壶所在支路的B、D两点间断路 【答案】 A 【解析】 由于电灯正常工作，说明A、C之前的电路没问题；测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光，说明AB之间连通，D点通过电热壶与火线接通，因此应该是C、D之间出现断路。故选A。 1．室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器。如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不能同时使用的是(　　) A.电饭煲和电冰箱 B.取暖器和空调器 C.电饭煲和空调器 D.电冰箱、电视机和空调器 【答案】C 【解析】最大总功率=220×13=2860W，C的总功率=1500+2000=3500W，超过最大功率。 2．关于生活用电，下列说法错误的是（ ） A. 使用螺丝刀试电笔时要用手指抵住上端的金属帽 B. 与三孔插座标有①相连的导线和大地相连 C. 人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线不会触电 D. 用电器的总功率过大，容易发生火灾 【答案】C 【解析】C：由于火线和零线之间有电压（超过安全电压36V），所以有电流通过人体，会触电。 3．家庭电路中，空气开关的主要作用是（ ） A.可以节约电能 C.防止电路中出现断路 B.防止人体触电 D.当电路中的电流过大时自动切断电路 【答案】D 【解析】空气开关主要作用是电流过大时自动切断，从而保护电路。 4． 小军家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着表中的一些数据,在以下几种说法中，正确的是（ ） A.漏电时间超过0.1s时保护器才会工作 B.当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用 C.漏电电流大于30mA,保护器会在0.1s之内切断电源 D.只有当进户电压大于220V或工作电流达20A时才能起到可靠的保护作用 【答案】C 【解析】A，漏电保护时间小于0.1s。 B，小于等于15mA，不会断开电路。 C，漏电电流达到30mA时，在小于0.1s时间内电路会断开。 D，进户电压220V表示工作电压，并非要大于220V。 5． 如图所示的家庭电路中，闭合开关S，灯泡不能发光，用试电笔检查双孔插座的左右两孔，氖管都发光，若电路只有一处故障，则故障可能是（ ） A. 插座发生短路 B. 灯泡发生短路 C . de间断路 D. ef间断路 【答案】D 【解析】A. 插座短路则保险丝熔断，验电笔不与火线相连，不发光，A错误； B. 灯泡短路则保险丝熔断，验电笔不与火线相连，也不发光，B错误； C. de断路，灯会正常发光，C错误； D. ef断路，则灯不发光，同时插座零线通过灯与火线相连，插座的两孔都发光，D正确。 6．（多选）某家庭电路，已有两盏电灯正常发光，如果再使用一个电熨斗则该电路的（ ） A、总电流变大 B、总电压大 C、总电阻变大 D、总功率变大 【答案】AD 【解析】家用电器都是并联，增加使用电熨斗，总电流增大，总功率增大，AD正确。 7． 某居民家中的部分电路如图所示，开始电路正常。将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但是电灯仍然正常工作。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍然不能工作。把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光.若电路只有一处故障，则（ ） A. 电路的C、D两点间断路接地 B. 插座左右两孔短路 C. 插座的接地线断路 D. 电热壶所在支路的B、D两点间断路 【答案】 A 【详解】 由于电灯正常工作，说明A、C之前的电路没问题；测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光，说明AB之间连通，D点通过电热壶与火线接通，因此应该是C、D之间出现断路。故选A。 8． 家庭电路中，不会使带漏电保护功能的断路器触发切断电路的情况是（ ） A. 开启灯丝已烧断的白炽灯开关 B. 用电器发生短路 C. 同时开启的大功率用电器过多 D. 开关进水导致漏电 【答案】A 【解析】家庭电路中，若用电器发生短路，或者同时开启的大功率用电器过多，或者开关进水导致漏电，都会导致漏电保护功能的断路器触发切断电路；而开启灯丝已烧断的白炽灯开关，不会造成电流过大，则不会使带漏电保护功能的断路器触发切断电路。故选A。 9． 洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是因为如果不接地（　　） A. 家用电器不能工作 B. 家用电器的寿命会缩短 C. 人接触家用电器时可能发生触电事故 D. 家用电器消耗电能会增加 【答案】C 【解析】如果不接地线洗衣机、电冰箱等家用电器是可以正常工作的，由于这些家用电器的外壳都是金属的，金属是导体，当用电器漏电时，会使外壳带电，接上地线的目的就是当这些用电器漏电时，电流能通过地线流入大地，从而防止触电事故的发生。故选C。 10．如图，电路中有、、三根导线。其中一根导线的铜丝是断的，另外两根导线和电源、电阻、都是完好的。电源电动势为。某同学想利用多用电表的直流挡检查出断导线，下列说法正确的是（　　） A. 若测得间电压接近，断导线一定 B. 若测得间电压接近，断导线一定是 C. 若测得间电压为0，断导线一定是 D. 若测得间电压为0，断导线一定 【答案】D 【解析】AB．用多用电表的红表笔接在a点，黑表笔如果接在b点或者d点时电表示数为9V，说明已有电流通过电压表，可知ef段导线肯定无断路，断路必定在ab或cd段，故A、B错误； CD．用多用电表的红表笔接在a点，黑表笔如果接在c点时电表示数为0V，说明没有电流通过电压表，可知cd或ef段导线有断路，黑表笔如果接在e点时电表示数为0V，说明ef段导线一定有断路，故C错误，D正确。 11．某同学在图中所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压档进行检测。下列说法错误的是（　　） A. 将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能短路 B. 将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明开关可能断路 C. 将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能断路 D. 将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 【答案】B 【解析】A．红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明路端电压为零，可能是由于灯泡短路造成的，故A正确，不符合题意； BC．红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关未出现断路故障，灯泡出现断路，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明除灯泡部分外，其它电路不存在问题，灯泡不亮的原因可能是灯泡位置存在断路，故D正确，不符合题意。故选B。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十章 电路及其应用 10.8 家庭电路 课程标准 1. 了解家庭电路的组成。 2. 了解家庭电路中故障分析的基本方法。 物理素养 物理观念：了解家庭电路的基本组成和功能。 科学思维：理解家庭电路中体现的路端电压随用电器总功率变化而变化的规律。 科学探究：探究如何用验电笔检查电路中的故障。 科学态度与责任：引导学生关心实际问题，把所学物理知识应用到实际中，培养应用意识。 一、家庭电路的组成 1． 家庭电路组成：电能表，断路器，用电器，导线，开关组成 (1)顺序：电能表→断路器→用电器，所有用电器都并联在相线和零线之间，互不影响。 (2)相线L（火线）：相线与零线之间电压是220V。 (3)零线N：变压器的中性点。原则上对地电压接近为0，但漏电时可能有一定电压。 (4)地线E：接地，对地电压为0。用电器外壳接在地线上，漏电时电流流入大地，防止触电事故。 (5)低压断路器：相当于总开关。 工作原理是当电路发生短路或过载时，在很短的时间内断开电路，起到很重要的保护作用。 防止短路：电流超过安全电流时，断路器会自动切断供电线路。 防止漏电：检测到相线与零线中电流不一致，且差值超过一定大小时便会在短时间内断开电路。 (5)开关：开关要接在火线和用电器之间 (6)导线：在分析电路时，通常忽略导线电阻，但实际上导线也有电阻，所以电流很大时产生焦耳热。老化状态会导致漏电，引起安全事故。 用电器的功率较大时，支路电流也较大，要选择安全电流较大的导线。 根据电阻定律，同种导线，横截面积越大，安全电流也越大。 思考：小鸟站在高压线上为什么不会电死？ 人站在干燥的绝缘木凳子上面，双手同时接触火线，是否会触电？ 例1. 请用笔画线表示导线，将它们连入电路： 二、用电器铭牌 一般含有以下信息：额定电压，额定功率，额定电流，最大电流。 例2. 如表为某品牌微波炉的技术参数，根据相关数据可知该微波炉所用微波的波长为 m（保留两位小数）。若微波炉工作电流为额定电流，加热食品 120s，消耗的电能为_______J，输出的能量________J。 三、简单故障排除 氖泡验电笔的使用规范： (1)不可触碰电笔前端的金属部分 (2)用拇指按住电笔后端的金属帽，用笔头轻触带电体。使检验部位、验电笔、人体和大地构成回路。 (3)氖泡会发亮表示物体带电或是相线。不亮表示不带电或零线。 例3. 小勇晚上开灯时发现灯不亮，他用测电笔测试，如图所示，A、B、C三点都能使氛管发光，只有D点氛管不发光，则可以判断出故障是（ ） A火线和零线短路 B灯泡断路 C灯泡短路 D导线CD某处断开 题型01 家庭电路的故障分析 例3.（23-24·曹杨中学高二上期末）家庭电路是由电能表、进户线、总开关、保护设备（如熔断器、漏电保护器）、用电器（如灯具、空调、洗衣机等）、导线等组成的系统。 某居民家中的部分电路如图所示，开始电路正常。将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但是电灯仍然正常工作。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍然不能工作。把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光。若电路只有一处故障，则（ ） A. 电路的C、D两点间断路接地 B. 插座左右两孔短路 C. 插座的接地线断路 D. 电热壶所在支路的B、D两点间断路 1．室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器。如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不能同时使用的是(　　) A.电饭煲和电冰箱 B.取暖器和空调器 C.电饭煲和空调器 D.电冰箱、电视机和空调器 2．关于生活用电，下列说法错误的是（ ） A. 使用螺丝刀试电笔时要用手指抵住上端的金属帽 B. 与三孔插座标有①相连的导线和大地相连 C. 人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线不会触电 D. 用电器的总功率过大，容易发生火灾 3．家庭电路中，空气开关的主要作用是（ ） A.可以节约电能 C.防止电路中出现断路 B.防止人体触电 D.当电路中的电流过大时自动切断电路 4． 小军家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着表中的一些数据,在以下几种说法中，正确的是（ ） A.漏电时间超过0.1s时保护器才会工作 B.当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用 C.漏电电流大于30mA,保护器会在0.1s之内切断电源 D.只有当进户电压大于220V或工作电流达20A时才能起到可靠的保护作用 5． 如图所示的家庭电路中，闭合开关S，灯泡不能发光，用试电笔检查双孔插座的左右两孔，氖管都发光，若电路只有一处故障，则故障可能是（ ） A. 插座发生短路 B. 灯泡发生短路 C . de间断路 D. ef间断路 6．（多选）某家庭电路，已有两盏电灯正常发光，如果再使用一个电熨斗则该电路的（ ） A、总电流变大 B、总电压大 C、总电阻变大 D、总功率变大 7． 某居民家中的部分电路如图所示，开始电路正常。将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但是电灯仍然正常工作。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍然不能工作。把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光.若电路只有一处故障，则（ ） A. 电路的C、D两点间断路接地 B. 插座左右两孔短路 C. 插座的接地线断路 D. 电热壶所在支路的B、D两点间断路 8． 家庭电路中，不会使带漏电保护功能的断路器触发切断电路的情况是（ ） A. 开启灯丝已烧断的白炽灯开关 B. 用电器发生短路 C. 同时开启的大功率用电器过多 D. 开关进水导致漏电 9． 洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是因为如果不接地（　　） A. 家用电器不能工作 B. 家用电器的寿命会缩短 C. 人接触家用电器时可能发生触电事故 D. 家用电器消耗电能会增加 10．如图，电路中有、、三根导线。其中一根导线的铜丝是断的，另外两根导线和电源、电阻、都是完好的。电源电动势为。某同学想利用多用电表的直流挡检查出断导线，下列说法正确的是（　　） A. 若测得间电压接近，断导线一定 B. 若测得间电压接近，断导线一定是 C. 若测得间电压为0，断导线一定是 D. 若测得间电压为0，断导线一定 11．某同学在图中所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压档进行检测。下列说法错误的是（　　） A. 将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能短路 B. 将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明开关可能断路 C. 将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能断路 D. 将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$