第19 章生活用电 期末专题突破课件-2024-2025学年九年级人教版物理全一册

生活用电 思维导图 知识要点： 1. 安全用电常识。 2. 家庭电路中电流过大的原因：电功率过大和短路。 3. 触电事故的原因及急救措施。 4. 家庭电路的组成，用测电笔辨别相线和中性线。 5. 保护线与漏电保护器的作用，两孔插座、三孔插座的接线方式。 一、安全用电 1. 家庭电路中电流过大的原因：（1）电路中用电器的总功率过 大。（2）电路发生短路。 2. 一般情况下，36 V以下的电压才是安全的。 3. 触电是指通过人体的电流达到一定值时对人体造成的伤害事故。 家庭电路中触电是由人直接接触相线造成的。 4. 安全用电的原则是不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 二、家庭电路 1. 家庭电路由进户线、电能表、总开关（含保险装置）、插 座、用电器、导线等组成。用电器之间都是并联的，用电器和插座 也是并联的。 （1）进户线：一根是相线，一根是中性线，两线间的电压正常值 是220 V。 （2）我国家庭电路的电压是220 V。 （3）插座一般分为两孔插座和三孔插座，三孔插座有一个接保 护线孔，与此相应的那个插脚应连接到用电器的金属外壳上，避免 发生事故。 难点解析：保险丝连接在相线上，电能表接在进户线上。连接灯 泡时，相线先进开关再进灯座，灯座再连中性线。 2. 测电笔。 （1）作用：辨别相线和中性线。 （2）结构：常见的测电笔有钢笔式和螺丝刀式两种，都由氖管、 电阻器、弹簧等组成。 （3）使用方法：测电笔中笔尖、笔尾均由金属材料制成，笔杆由 绝缘材料制成。使用时，带电体、测电笔、人体与大地，它们之间形成 一个闭合电路，测电笔中的氖管就会发光。钢笔式测电笔使用时一定要 用手指按住金属笔卡，不要接触笔尖，以防触电事故的发生。 3. 三脚插头和漏电保护器。 （1）三脚插头：三脚插头有三条线，其中一条接相线（通常标有 “L”字样），一条接中性线（通常标有“N”字样），连接上面较长脚的线 标着“PE”。插头上标着“PE”的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相 应的导线和室外的大地相连。万一用电器的外壳与电源相线之间的绝缘 部分损坏，使外壳带电，电流就会从保护线流入大地，不至于对人造成 伤害。 难点解析：三脚插头最上面的插脚接保护线，其与用电器的金 属外壳相连，接保护线的插脚比其他两插脚稍长一些，这样插插头 时能使用电器的金属外壳先接地，拔插头时能使金属外壳后离开保 护线，即使用电器因绝缘不好漏电，也会使电流通过导线导入大 地，人也就不会触电。 （2）漏电保护器的作用：发生漏电或站在地上的人不小心接触相 线时，自动切断电路，保证人身的安全。 （3）空气开关：空气开关又名空气断路器，是一种只要电路中电 流过大，超过额定电流就会自动断开的开关。一旦发生严重过载或短路 故障时，会自动跳闸，当电路恢复正常时，必须重新合闸后才能工作。 4. 保险丝的作用及选择。 （1）作用：当电路中电流过大时，保险丝产生较多的热量，使它 的温度升高达到熔点而熔断，自动切断电路。 （2）材料：由电阻比较大、熔点比较低的铅锑合金制成。 （3）空气开关、保险丝和漏电保护器的比较。 项目 空气开关、保险丝 漏电保护器 不同点 电路中电流过大时断开电 路 家庭电路中发生漏电时断开电路 相同点 都属于保护装置 难点解析：安装家庭电路中的保险丝时，千万不要用铁丝、铜丝 代替，因为铁丝、铜丝的熔点高，在电流过大时不易熔断，起不到保护 电路的作用。 知识点一：家庭电路中电流过大的原因 家庭电路中的保险丝熔断了，下列原因中不可能的是 （　　） A. 电灯开关中的两根导线相碰 B. 家庭电路中用电器的总功率过大 C. 保险丝的规格不合适，熔断电流太小 D. 插头中的两根导线相碰 　空气开关跳闸或保险丝熔断是因为电路中电流过大。家庭 电路中电流过大的原因有两个：一是电路中用电器的总功率过大；二是 电路发生短路，两者具备其一就会导致空气开关跳闸或保险丝熔断。 电灯开关中的两根导线相碰，开关一直闭合，会造成灯泡一 直发光，但不会引起保险丝熔断，A符合题意；家庭电路中用电器的总 功率过大，会造成保险丝熔断，B不符合题意；保险丝的规格不符合规 定的要求，熔断电流太小，会造成保险丝熔断，C不符合题意；插头中 的两根导线相碰，插入插座时会造成电源短路，会造成保险丝熔断，D 不符合题意。 A 本题考查家庭电路中电流过大的原因和保险丝的作用，需掌 握家庭电路中空气开关跳闸或保险丝熔断的原因。 如图所示的家庭电路中，开关闭合后，保险丝因电流过大而 熔断。甲、乙两图所示电路中产生电流过大的原因是不同的，图甲中的 原因是 ；图乙中的原因是 ⁠ ⁠。 电路中用电器的总功率过大 电路发生短 路 知识点二：家庭电路的组成与连接 　如图所示为家庭电路的简化电路图，若该电路中各处的连接都是 正确的，则下列关于该家庭电路的说法中正确的是 （　　） A. 插座中的相线和中性线是连通的 B. 开关串联接在相线与电灯之间 C. 各个小彩灯之间是并联的 D. 台灯与电视机接入电路时是串联关系 　根据家庭电路的相关知识进行分析。 　插座中的相线和中性线是断开的，当接入用电器时才会连 通；家庭电路中控制电灯的开关应该串联接在相线与电灯之间，这样断 开开关后，电灯处就不会带电；各个小彩灯首尾相连，为串联；台灯与 电视机接入电路时，互不影响，是并联关系。 　B 　本题综合考查家庭电路中各用电器之间、开关与用电器之 间、小彩灯之间的连接方式，这些基础知识必须掌握，知道家庭电路的 基本组成和连接方式是解题的关键。 　关于安全用电和家庭电路的常识，小明总结了如下四幅图 片。下列关于图片的说法中正确的是（　D　） A. 图甲中的PE插脚设计得较长是为了美观 B. 图乙中能说明测电笔的正确使用方法的是图B C. 如图丙所示为家庭电路的一部分，其中C是中性线 D. 图丁中的1和2位置接开关和灯泡时，开关应该接在2位置 D 知识点三：家庭电路的故障分析 　如图所示为居民家中厨房的电路，灯L与电热水壶均正常工作，在 三孔插座上接入电饭煲后，电热水壶突然停止工作，灯L仍正常发光， 拔出电饭煲的插头，用测电笔分别测试三孔插座的左、右两孔，氖管均 发光，此时电路故障可能是 （　　） A. 插座短路 B. C、D间断路 C. A、B间断路 D. 电热水壶短路 　电热水壶突然停止工作，灯L仍正常发光，说明与灯L相连 的相线和中性线都正常，但电路中一定出现了断路；用测电笔分别测试 三孔插座的左、右两孔，氖管均发光，说明两孔与相线是连通的，故只 可能是中性线断路。 　灯L仍正常发光，说明A、C左边的相线、中性线均正常； 用测电笔分别测试三孔插座的左、右两孔，氖管均发光，说明相线正 常，而中性线出现了断路现象，因此是C、D间发生了断路，此时三孔插 座的左孔通过电热水壶与相线连通，所以左、右两孔都能使氖管发光。 　B 　本题考查家庭电路的故障分析。在正常情况下，用测电笔 测相线时氖管发光，测中性线时氖管不发光。若用测电笔测用电器两侧 或插座的两孔，氖管都发光，则可能是中性线断路。 　电工师傅常用一只额定电压为220 V的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当闭合S后，再分别闭合S1、S2、S3（每次只能闭合其中之一）时，可能出现以下三种情况，试判断以下电路情况： （1）灯泡L0不亮，说明该支路 （填“短路”“断路”或“正常”，下 同）。  （2）灯泡L0正常发光，说明该支路 。  （3）灯泡L0发光较暗，说明该支路 。  断路 短路 正常 　人们常用测电笔来辨别照明电路中的相线和中性线，测电笔内串 联有一个阻值很大的高值电阻，已知某测电笔内的高值电阻为2.2 MΩ，通常情况下人的电阻为2.2 kΩ，安全电流为10 mA，灯泡的电阻 约为200 Ω。 （1）甲、乙两图中符合安全用电原则的是图 　　　　。 （2）如图甲所示，闭合开关时，某同学正在使用该测电笔测试A点，计算此时通过该同学身体的电流。 （3）如图乙所示，断开开关时，灯泡不发光，当用手接触B点时，通过 人体的电流为多大？会不会造成触电事故？ 　（1）根据家庭电路的连接原则进行判断。（2）已知照明 电路中的电压和电阻，由欧姆定律可求得电流。（3）根据照明电路的 电压和人体的电阻、灯泡的电阻，由欧姆定律求出通过人体的电流，再 与安全电流（10 mA）进行比较，从而判断会不会造成触电事故。 　（1）灯泡和开关的正确接法：相线先进入开关，这样在 断开开关时能切断相线，接触灯泡时不会发生触电事故，所以图甲所示 的接法符合安全用电原则。故答案为：甲。 （2）照明电路的电压U=220 V，高值电阻R=2.2 MΩ，通常情况下人的 电阻为2.2 kΩ，则通过该同学身体的电流 I==≈9.99×10-5 A。 （3）如图乙所示，断开开关时，灯泡不发光，当用手接触B点时，通过人体的电流I '==≈0.092 A=92 mA>10 mA，所以会造成触 电事故。 　本题考查物理知识在生活中的应用，电路知识和生活联系 密切，解题时要注意单位间的换算。 1. 下列关于家庭电路及安全用电的说法中正确的是（　D　） A. 只要人体接触相线都会发生触电事故 B. 低于36 V的电压对人体一定是安全的 C. 测电笔可用于检测物体带正电还是带负电 D. 使用三脚插头是为防止触电而采取的安全措施 D 2. 如图甲所示为家庭电路的一部分，图乙、图丙表示测电笔的 握笔方法，下列相关说法中正确的是（　D　） A. 电能表是测量电功率的仪器 B. 断路器应该安装在Q处而不是P处 C. 测电笔在检测插座的接保护线孔时，氖管会发光 D. 使用测电笔时，图乙所示的方法错误而图丙所示的方法正确 D 3. 如图所示为小明家家庭电路的一部分，下列叙述中错误的是 （　B　） A. 开关与灯泡串联 B. 灯泡与插座串联 C. 当开关S断开时，用测电笔分别测a、b、c、d四处，能使氖管发光的 是d处 D. 图中插座能将用电器的金属外壳与大地相连 B 4. 下列情况（请勿模仿）中不会发生触电事故的是（　B　） A. B. C. D. B 5. 如图所示为某住宅户内配电系统的示意图，结合示意图的场景，下列 分析中正确的是（　D　） A. 空气开关①跳闸时，电路一定发生了短路 B. 通过空调的电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流 C. 漏电保护器切断电流时，空调和电灯不能工作 D. 更换电灯的灯泡时，只需断开空气开关③即可 D 6. 如图所示为家庭电路示意图，请据图回答下列问题： （1）如图所示，测电笔的氖管发光，请判断相线、中性线并填入图中 括号内。 【答案】（1）如图所示。 （2）请将三孔插座、开关和灯泡连入电路，使开关控制灯泡。 【答案】（2）如图所示。 （3）为了防止因电路中的电流过大而发生危险，应该在 （填“A” 或“B”）点位置安装断路器。 （4）为了防止触电事故的发生，我们必须懂得并遵守的安全用电原 则：不接触 ，不靠近 ⁠。 B 低压带电体 高压带电体 7. 小金在学习家庭电路与安全用电知识时知道了人直接或间接 与 ⁠线接触就有触电的可能，但他有这样一个疑惑：在如图甲 所示的电路中，当开关闭合后，人站在地面上接触A点或B点，是否 都会触电呢？于是他找来电池、小灯泡L0、导线等组成电路进行探 究。老师告诉他相线相当于电源正极，中性线和大地都相当于电源 负极，他将小灯泡L0当作人体，若小灯泡L0发光则证明有电流流过人 体，人会触电；那么你认为当人接触B点时，相当于图乙中小灯泡L0 的E端接 （填“C”或“D”）点，闭合开关后，人站在地面上接触 B点 （填“会”或“不会”）触电。  相 C　 不会　 8. 下列说法中正确的是（　D　） A. 图甲：将测电笔的笔尖与相线（220 V）接触，手不接触金属笔卡， 氖管也会发光 B. 图乙：三孔插座中的“①”与中性线相连 C. 图乙：三脚插头中的“①”与相线相连 D. 图丙：若某人不小心触碰到相线裸露处，则会导致I1>I2 D 9. 如图所示，一个带金属外壳的用电器有甲、乙、丙三个触点（可以接 通或断开），使用过程中，当人站在地上，身体的一部分接触到金属外 壳时，最有可能造成触电事故的是（　B　） A. 触点甲、乙、丙均接通 B. 触点甲、丙断开，触点乙接通 C. 触点甲、乙断开，触点丙接通 D. 触点甲接通，触点乙、丙断开 B 【解析】因为只有在金属外壳带电的情况下，人接触金属外壳才会发生 触电事故，但如果金属外壳接地，人会被短路，就不会发生触电事故， 所以触电的原因可能是触点乙接通使金属外壳带电，并且没有接保护 线，即触点甲、丙是断开的。 10. 如图所示为某家庭卫生间的电路，电灯和电热器都在正常工作。在 三孔插座上刚插上洗衣机（开关未闭合）的插头时，所有用电器都停止 工作，拔出洗衣机的插头后，用测电笔测试三孔插座的左、右两孔，氖 管都发光，通过分析得出有一根保险丝熔断了的结论。下列分析中不合 理的是（　B　） B A. 一定是中性线上的保险丝熔断了 B. 断开S1、S2，再用测电笔检测三孔插座的左、右两孔，氖管都发光 C. 只断开S1，再用测电笔检测开关S2的两个接线柱，氖管都发光 D. 只断开S2，再用测电笔检测开关S1的两个接线柱，氖管都发光 【解析】在插上洗衣机（开关未闭合）的插头前，电灯和电热器都 在正常工作，在插上洗衣机（开关未闭合）的插头后，所有用电器 都停止工作，说明电路中干路上有断路，用测电笔测试三孔插座的 左、右两孔，氖管都发光，说明两孔与相线是连通的，故只可能是 中性线上的保险丝熔断了；断开S1、S2，再用测电笔检测三孔插座 的左、右两孔，只有右孔与相线相连，氖管发光，左孔与相线不相 连，氖管不会发光；只断开S1，开关S2的上、下两接线柱都与相线 相连，测电笔的氖管都发光；只断开S2，开关S1的上、下两接线柱 都与相线相连，测电笔的氖管都发光。 11. 断路器具有方便、安全的特点，家庭中常用它来代替闸刀开关和熔 断器。如图所示为某种断路器的工作原理图。 （1）电路中电流过大时，双层金属片会发热而弯曲。小科认为，断路 器中的双层金属片不能选用同种金属制作，理由是 ⁠ ⁠ ⁠。 （2）断路器跳闸后不能自动复位，必须人工复位，这样设计的优点 是 ⁠。 若双层金属片选用 同种金属制作，则发热时双层金属片不会弯曲，起不到切断电源的作 用　 人工复位前可以检修电路，排除故障 12. 随着家庭电气化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题， 下表提供了一组人体电阻的数据。如图甲所示，用电器a（阻值为44 Ω）接在电压为220 V的电源上，电路中还有熔断电流为8 A的保险丝。 手与手之间的电 阻 手与脚之间的电 阻 手与塑料鞋底之间的 电阻 完全干燥时 200 kΩ 300 kΩ 8000 kΩ 出汗或潮湿 时 1 kΩ 1 kΩ 10 kΩ （1）图甲中，一个全身潮湿的人赤脚站在地上，由于不小心，手接触 到相线，发生触电事故，则此时通过人体的电流是 A。请通过 计算分析此时保险丝是否熔断。 【答案】（1）用电器a两端的电压为220 V，电阻为44 Ω，根据欧姆定 律可得，只有用电器a接入电路时通过保险丝的电流I==5 A； 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过保险丝的电流 I总=I+I人=5 A+0.22 A=5.22 A，因为人触电时干路的电流未达到保险丝的 熔断电流（8 A），所以保险丝不会熔断。 0.22　 （2）当发现有人触电时，应该第一时间 ⁠，在触电者 未脱离电源前，严禁直接用手去触及伤员。  （3）为用电安全，有的电热水器安装了防电墙。防电墙技术就是 在电热水器内部形成永久性电阻，从而降低异常情况下经过人体的电流 值。经过防电墙处理后，发生异常情况时，人体承受的电压约为10 V， 如图乙所示，这就保证了人体安全。若人体的最大电阻约为20 MΩ，则 防电墙的电阻大约是多少？ 【答案】（3）在异常情况下，人体与防电墙串联，因为串联电路中各 处的电流相等，所以电路中的电流I=×20 MΩ=420 MΩ。 切断电源 13. 如图所示为一个电热器的电路，电热丝、指示灯、开关组成串联电 路，接在电源上，已知该电路中有一个元件发生了断路，一个元件发生 了短路，但不知道是哪个有故障，现在用一个校验电灯分别接在各处得 到如下表所示的结果，根据表中内容可判断（　D　） D 校验次序 1 2 3 4 5 6 校验电灯接 入点 a、f a、b c、d e、f a、d c、f 发光情况 正常发 光 不发光 发光较 暗 不发光 发光较 暗 正常发 光 A. 指示灯断路，开关短路 B. 指示灯断路，电热丝短路 C. 电热丝断路，开关短路 D. 开关断路，指示灯短路 【解析】接a、f时，校验电灯正常发光，说明电源正常；接a、b 时，校验电灯不发光，说明a、b之外的电路存在断路；接c、d时， 校验电灯与电热丝、指示灯串联，校验电灯发光较暗，说明c、d之 外的电路不存在断路，则c、d间断路，即开关断路；接e、f时，校 验电灯不发光，说明e点不能与电源两极相连；接a、d时，校验电灯 与电热丝串联，发光较暗，说明电热丝正常；接c、f时，校验电灯 正常发光，说明指示灯短路。 14. 阅读短文，回答问题。 漏电保护器 根据安全用电要求，住户家里除了要安装防止电流过大的自动空气 开关外，还必须安装漏电保护器，其示意图如图所示，其内部结构相当 于一个自动开关，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图中I3 为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等，漏电保护器内部自动 开关处于闭合状态。如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、 人体、保护线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，就会造成I1和 I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值时，漏电保护器内部的自动开关就 会立即断开。排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电。为确保使用安 全，漏电保护器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮 按下，漏电保护器无动作，那么说明漏电保护器需要更换。 （1）下列关于漏电保护器的说法中正确的是 （填字母）。  A. 当电路发生短路时，漏电保护器会自动切断电路 B. 人站在绝缘物上用双手分别触摸相线与中性线，漏电保护器不会切断 电路 C. 正常情况下，家庭电路中相线中的电流大于中性线中的电流 D. 漏电保护器跳闸后按下试验按钮即可恢复供电 B （2）由于安装人员的疏忽，在安装三孔插座时，误将连接中性线和保 护线的孔接反，此时如果将洗衣机的三脚插头插入该插座，那么漏电保 护器 （填“会”或“不会”）断开，理由是 ⁠ ⁠。 会 中性线接地，流出的电 流I2为零，I1和I2的差异很大　 （3）漏电保护器的试验电路由一只试验开关S与电阻R组成，闭合 试验开关S就能模拟漏电情形，试验电路的连接符合要求的是下图中的 （图中虚线框表示漏电保护器） （填字母）。  A. B. C. D. C 【解析】（3）选项A：闭合开关S时，通过虚线框内相线和中性线的电 流相等，因为导线将电阻R短路，所以闭合开关不影响电路，无法模拟 漏电情形；选项B和选项D：闭合开关S时，通过虚线框内相线和中性线 的电流相等，无法模拟漏电情形；选项C：闭合开关S时，通过虚线框内 相线的电流大于通过虚线框内中性线的电流，可以模拟漏电情形。 $$