第十八章 家庭电路与安全用电（专项训练）物理新教材沪粤版九年级下册

第十八章 家庭电路与安全用电 聚焦8大常考题型，构建“题型建模→解题模板→真题级突破训练→易错点警示”的完整体系，帮你快速掌握解题逻辑，精准突破难点。 题型一：家庭电路组成与连接类 题型建模 考查核心：安装顺序、连接原则、用电器连接方式，常以选择题、填空题、实物图改错题形式出现。 子题型 1：关于家庭电路，下列说法正确的是（　　） A．空气开关跳闸一定是发生了短路 B．电冰箱的金属外壳必须接地 C．电能表应安装在总开关之后 D．电灯与控制它的开关串联在零线上 【答案】B 【解析】A．家里的空气开关“跳闸”，即家庭电路电流过大导致的，所以可能是短路、也可能是由于用电器总功率过大导致的，故A错误； B．为了防止发生触电事故，电冰箱的金属外壳必须接地，故B正确； C．家庭电路中，输电线进户后首先接到电能表上，后面依次是总开关、保护设备、用电器和导线等，故C错误； D．开关接在火线上，更换灯泡时才能更安全，故D错误。 故选B。 子题型 2：下列关于家庭电路的说法中，错误的是（　　） A．家庭电路的电压是 220V B．家庭电路中的用电器应并联在电路中 C．控制用电器的开关应接在火线和用电器之间 D．家庭电路中电流过大的原因一定是发生了短路 【答案】D 【解析】A．我国家庭电路两端的电压是220V，故A正确，不符合题意； B．因为家庭电路中的各用电器相互没有影响，因此各用电器之间是并联的，故B正确，不符合题意； C．为使电灯断电后不带电，控制电灯的开关与电灯串联，接在火线和用电器之间，故C正确，不符合题意； D．导致家庭电路中电流过大的原因有发生短路或家庭电路中用电器的总功率太大，故D错误，符合题意。 故选D。 子题型 3：如图所示，是家庭电路的部分电路连接示意图，其中接线错误的是（    ） A．三孔插座 B．两孔插座 C．开关 D．电灯 【答案】A 【解析】A．三孔插座左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线。图中左右孔火线和零线接反了，接线错误。故A符合题意； B．两孔插座，左孔接零线，右孔接火线，接线正确。故B不符合题意； C．火线首先进开关，再入灯泡，与灯串联，接线正确。故C不符合题意； D．电灯与控制开关串联，并接到开关与零线之间，接线正确。故D不符合题意。 故选A。 解题模板 1．牢记“黄金安装顺序”：进户线→电能表→总开关→保护装置（空气开关、熔断器）→用电器/插座，不可颠倒”。 2．抓住“3个关键连接”： 开关必须接在火线上（断开开关后用电器不带电）； 螺口灯头：顶端金属柱接火线，螺旋部分接零线（防触摸触电）； 所有用电器并联（独立工作，电压均为220V），三孔插座“左零右火上接地”。 3．排除“2类错误”：开关接零线、用电器串联、接线顺序颠倒。 题型二、测电笔使用与火线零线判断类 题型建模 考查核心：测电笔操作规范、现象解读，常以选择题、实验题形式出现。 子题型 1：小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。为保证安全用电，下列说法正确的是（　　） A．若用电器消耗3 kW·h的电能，电能表的转盘转1000转 B．家庭电路故障时，使用测电笔检查，手不能接触笔尾金属体，但笔尖要接触导线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线 C．a端应该接零线，b端接火线 D．a端应该接火线，b端接零线 【答案】D 【解析】A．3000r/（kW·h）表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000r，用电器消耗3kW•h的电能时，电能表转盘的转数 n＝3000r/（kW·h）×3kW·h＝9000r 故A错误； B．家庭电路故障时，使用测电笔检查，手一定要接触笔尾金属体，但不能接触笔尖金属体，笔尖接触导线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线，故B错误； CD．为了安全，开关要接在火线和所控制的电灯之间，由图知道，a端应该接火线，b端接零线，故C错误，D正确。 故选D。 子题型 2：如图是练习使用测电笔的两种情形， 图方法是正确的，按正确方式使用测电笔，将笔尖插入插座左孔时氖管不发光，插入右孔时氖管发光，则说明火线在 孔。电暖气接入电路需要用三孔插座，将用电器连入电路的同时，会将金属外壳与 相连。 【答案】 甲 右 大地 【解析】[1]测电笔的使用方法：使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属体，故甲图正确。 [2]笔尖接触电线，氖管发光表明接触的是火线，不发光是零线。插座的接法“左零右火”，因此将笔尖插入插座右侧的火线时氖管发光。 [3]电暖器接入电路时需用三孔插座，将其用电部分连入电路的同时，也将它的金属外壳与大地相连。 子题型 3：家庭电路中，当电路发生故障时，电工师傅常用一只额电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)，放在保险丝位置上，并且断开保险丝，来检查家庭电路中每个支路的情况，如图所示，当S闭合时，再逐一闭合Sl、S2、S3(每次只闭合其中的一个开关)时，可能出现下列几种现象，请你根据所提供的现象判断电路的状况(选填：“短路”、“断路”或“正常”)： (1) L0不亮，说明该支路 ． (2) L0正常发光，说明该支路 ． (3) L0发光呈暗红色，说明该支路 ． (4)家庭电路中所有用电器都工作时，总电阻 ．（填最大或最小）． (5)如果想再接一盏，把它接在开关的两端，与开关并联，则无论开关断开还是闭合，该灯不能正常发光，原因 ． (6)测电笔的是用来辨别火线和零线的，使用时，笔尖与 接触，手与 接触，用电器两端氖管都发光表示是火线． (7)当把台灯插入插座，家中熔丝立即烧断，则 ；若台灯开关闭合后家中熔丝立即烧断，则 ． (8)利用家庭电路中的电能表和手表测家用电器的功率，其实验原理是P= . (9)其具体做法是：如图所示的电能表，只让待测用电器单独工作，观察电能表，数出转盘转过25圈所需的时间3min，则该用电器的功率为 W. 【答案】(1)断路（2）短路（3）正常(4)最小(5)当开关闭合时，该灯被短路，当开关断开时，该灯实际电压低所以不能正常工作（6）电线、笔尾金属电极(7)插头短路、台灯短路（8）P=W/t （9）200w 【解析】（1）当L0不亮时，说明电路是断路状态． （2）当L0能正常发光，说明L0得到了220V的电压，该支路是发生了短路． （3）L0发光呈暗红色时，L0与L是串联，两个灯得到的电压小于220V，故不能正常发光，反而说明L是正常的． （4）在家庭电路中，所有用电器同时工作时，电流最大，由R="U" /I 知，此时电阻最小． （5）灯泡如果与开关并联，闭合开关灯泡被短路，无电流通过不能发光；断开开关，灯泡与其它用电器串联，两端电压低于额定电压，电流较小，不能发光或发光较暗． （6）使用测电笔检验电路时，笔尖要接触导线，手与笔尾的金属体接触． （7）台灯功率不大，接入电路，保险丝熔断，原因是发生了短路．其中，将插头插入插座，保险丝烧断，说明插头短路；闭合开关，保险丝烧断，说明台灯短路． （8）已知用电器消耗电能的多少W和所用的时间t，得到电功率，原理是P="W/" t ． （9）设用电器消耗的电能为W，根据题意得2500R /1kwh ="25R" /W解得W="1" /100 kwh 用电器的功率为P="W/" t ="(1" /100 kwh) / (1 /20 h)=0.2kw=200W 解题模板 1．正确操作“三步法”：手必须接触笔尾金属体（形成电流回路，氖管才会发光）；笔尖接触被测导线（不可接触笔尖金属体，防触电）；观察氖管：发光→火线，不发光→零线或地线； 2．异常现象分析：测两孔插座，左右孔都发光→零线断路；测两孔插座，左右孔都不发光→火线断路。 题型三：过载与短路分析类 题型建模 考查核心：过载、短路的成因、危害、预防措施，常以选择题、简答题形式出现。 子题型 1：家庭电路中的空气开关“跳闸”。发生这种现象的原因不可能是（   ） A．同时使用多个大功率的用电器 B．火线和零线直接连通 C．电线绝缘皮破损或老化形成短路 D．用电器开关短路 【答案】D 【解析】A．同时使用多个大功率的用电器，由可知，电路中电流会增大，使空气开关跳闸，故A不符合题意； B．火线和零线连通，造成电路短路，电流过大，造成跳闸，故B不符合题意； C．电线绝缘皮破损或老化形成短路，电流过大，造成跳闸，故C不符合题意； D．用电器开关短路，或导致用电器无法被关闭，不会造成跳闸，故D符合题意。 故选D。 子题型 2：家庭电路的组成 （1）现代住宅中，家庭电路由进户线、量电装置、配电装置、用电器和导线组成。 （2）家庭配电箱主要由电能表、电源总开关、漏电保护器等组成。 ①电源总开关安装在 后，用以控制整个家庭电路。 ②低压断路器（也称空气开关）：电路发生过载或短路时，低压断路器会自动切断 ；检查电路，只要排除故障就可以再合闸，不需要更换零部件。 ③漏电保护器：漏电保护器可以对人身触电、导线漏电、插座接错线、用电器短路等故障起 作用。 【答案】 电能表 电路 保护 【解析】[1]电源总开关安装在电能表后，这样电能表能准确计量整个家庭电路的用电量，总开关可控制整个电路通断。 [2]电路过载或短路时，低压断路器自动切断电路，保护电路安全。 [3]漏电保护器可以对人身触电、导线漏电、插座接错线、用电器短路等故障起保护作用，保障用电安全。 子题型 3：如表是某电热水壶器牌上的部分参数。该电热水器正常工作40min，水由20℃升高到40℃。求： (1)水吸收的热量。 ××牌电热水器 容量 额定电压 额定功率 50L 220V 2000W (2)该热水器的效率为多少； (3)在220V的家庭电路中，有额定电流为5A和10A的插座，为了安全，应将该电热水器接在哪个接线板上使用？请通过计算说明； (4)电热水壶由于长期使用，接线口的绝缘皮烤焦了，小宁告诉爸爸：“要及时更换新的导线，因为绝缘皮破损或老化，容易造成短路，从而引发火灾。”请用物理知识帮小宁解释一下引发火灾的原因。 【答案】(1)4.2×10⁶ J；(2)87.5%；(3)10A；(4)短路时电流过大，产生大量热量 【解析】（1）容量50L对应质量 升高的温度 水吸收的热量公式为 （2）电热水器消耗的电能 效率为 （3）电热水器额定电流 因9.09A大于5A且小于10A，需选择额定电流为10A的插座。 （4）短路时电路总电阻极小，根据，电流极大。由焦耳定律，电流过大会产生大量热量，导致温度急剧升高，引发火灾。 解题模板 1．区分“过载”与“短路”： 过载：总功率过大（P=UI，U=220V不变，P越大，I越大），如同时使用多个大功率用电器； 短路：火线未经用电器直接与零线接触（电阻极小，电流极大），如导线绝缘皮破损、插座两孔直接连通。 2．共同危害：电流过大→导线过热→空气开关跳闸或引发火灾”。 3．预防措施： 过载：大功率用电器接独立回路，避免同时使用多个大功率用电器；短路：定期检查线路绝缘层，避免导线裸露。 题型四：安全用电原则与触电防护类 题型建模 考查核心：安全用电行为、触电急救、故障处理，常以选择题、判断题、简答题形式出现。 子题型 1：关于安全用电，下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．用湿毛巾擦拭工作中的用电器 B．雷雨天气不在大树下避雨 C．见人触电立即用手将其拉开 D．用电器着火直接泼水灭火 【答案】B 【解析】A．生活用水是导体，用湿抹布擦工作中的用电器容易发生触电，故A不符合安全用电原则； B．雷电是高空云层放电，高大的树木、建筑物等易将电流导向大地，所以，雷雨天躲在大树底下避雨非常危险，故B符合安全用电原则； C．发现有人触电，应当先断开电源，不能用手将人拉开，否则施救者也会触电，故C不符合安全用电原则； D．用电器着火时，要先切断电源，再救火，若直接用水泼易引发触电，故D不符合安全用电原则。 故选B。 子题型 2：小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。下列说法正确的是（    ） A．若用电器消耗5kW·h的电能，电能表转盘转900转 B．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铁丝代替 C．该电能表能通过的最大电流为10A D．a端应该接火线，b端接零线 【答案】D 【解析】A．乙图中电能表参数为3000r/kW·h，即用电器每消耗1kW·h电能，转盘转3000r。若用电器消耗5kW·h的电能，则电能表的转盘应转15000 r，故A错误； B．熔断器中熔丝熔断后应更换相同规格的熔丝，严禁用铜丝或铁丝代替，故B错误； C．由图乙可知，该电能表允许通过的最大电流为20A，故C错误； D．为保证安全用电，家庭电路中开关应接在火线上，灯泡接在零线上。所以甲图中a端应该接火线，b端接零线，故D正确。 故选D。 子题型 3：图甲是一台储水式电热水器外观，图乙是热水器剖面图。热水器的内胆是密封的，里面有两个通到外部的水管，a是热水出水管，b是冷水进水管。c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热管，利用它对水箱中的水进行加热。长时间使用热水器可能导致绝缘部分破损，使热水器中的外壳和水带电，从而造成触电事故。所以国家规定电热水器须采用接地、漏电保护器、防电墙等多重保护措施。 (1)热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要 （选填“高”或“低”）； (2)若电热水器水箱容量为50L，额定功率1500W。不计热损失，正常工作时，将水从加热至至少需要的时间为 s（ (3)考虑到用电安全，电热水器应使用 （选填“两孔”或“三孔”）插座，且进、出水管口都装有防电墙。防电墙的内部结构如图丙所示，流经其中的水沿着内部隔片螺旋流动。已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。所以与普通水管里的水柱相比，防电墙内的水柱更细更长，从而使防电墙内水的电阻 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (4)若丁图中人体的电阻为2kΩ，防电墙电阻为468kΩ，当丁图所示地线失效时（地线上已画上“×”），此防电墙 （选填“能”或“不能”）保证该人的安全； (5)电热水器面板上有两个控制开关。两个电加热管分别用表示，要求单独控制单独控制两个开关同时闭合时与同时加热。请你在图戊中用笔画线代替导线，补全开关控制电加热管的电路，且符合安全用电原则； (6)小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表如图甲所示，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 J，其两端电压 220V（选填“”、“”或“=”）。 【答案】(1)高；(2)4.2×103；(3)三孔 变大；(4)能；(5)；(6)9×104 = 【解析】（1）热水器加热管要产生热量，它电阻丝的电阻要大，不能熔断，电阻丝的熔点要高。 （2）由题意知，水的体积为 水的质量为 水吸收的热量为 至少需要加热的时间为 （3）[1]电热水器有金属外壳，为了用电的安全，防止因用电器漏电而发生触电事故，其外壳必须要接地，故应使用三孔插座。 [2]导体的电阻与导体的材料、横截面积、长度和温度有关；流经防电墙中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，与普通水管相比其中的水柱变得更细更长，使水的横截面积变小，长度变大，从而使水的电阻变大。 （4）防电墙与人的电阻串联，由串联分压特点可知-----① 由串联电路电压的规律可知 由①和②得到人体的电压U2≈0.9V，因为0.9V<36V所以此防电墙能保证人的安全。 （5）由题意可知R1与R2并联，两个开关分别控制两个电阻，为了用电安全，必须把开关与火线相连，如下图所示： （6）[1]根据电能表参数计算可得1min内消耗电能为 [2]该电热水器的实际电功率为 此时实际电功率等于额定电功率，则当前工作的电压等于220V。 解题模板 1．安全用电“四大原则”：不接触低压带电体（如火线），不靠近高压带电体；湿手不碰电器、不插拔插头（水导电）；金属外壳用电器必须接地； 电器着火先断电，再用干粉灭火器灭火（严禁泼水）。 2．2.触电急救“两步法”： 第一步：立即切断电源或用绝缘物体（如干燥木棒）使触电者脱离带电体； 第二步：对无呼吸、心跳者进行心肺复苏，并拨打急救电话。 题型五：三孔插座与接地类 题型建模 考查核心：三孔插座接线规则、接地作用，常以选择题、填空题、应用题形式出现。 子题型 1：阅读短文,回答问题。 电器安全等级 国家对常用电器安全要求共分0类、01类、I类、II类、III类五个大类。 0类:这类电器只靠工作绝缘,使带电部分与外壳隔离,没有接地要求。这类电器主要用于人们接触不到的地方,如荧光灯的整流器等电器。 01类:这类电器有工作绝缘,有接地端子可以接地或不接地使用。如用于干燥环境(木质地板的室内)时可以不接地，否则应予接地,如电烙铁等。 I类:只有一层绝缘措施的电器,这类电器必须加漏电保护器和接地保护(也就是要三脚插头)。如空调、冰箱、电热水器等。它们的功率比较大,外壳是金属,如果漏电会产生不必要的安全隐患,所以都必须是三脚插头。漏电保护器需每月进行漏电试验测试。 II类:有双层绝缘措施,除有工作绝缘外，尚有独立的保护绝缘或有效的电器隔离,这类电器的安全程度高。要加漏电保护器，可以不用接地保护(也就是可以用两脚插头)。如:电视、电风扇、台灯等。它们功率小,外壳都是塑料等绝缘材料制作,即使产生漏电也不会对人体产生危害。 III类:使用安全电压的各种电器,如电热梳、电热毯等电器。现在的很多电器即使不使用,只要插头插着，就有电流通过。因此任何电器只要不使用,就要拔掉插头，节约用电,同时预防安全事故。 (1)当I类用电器的三脚插头插在三孔插座里时,除把用电部分连入电路外,还把用电器的 与地线连接起来,防止 (选 填“电流过大”或“漏电”)时触碰到金属外壳对人身造成触电伤害; (2)关于漏电保护器的说法，正确的是 。 A．漏电保护器只在电路短路时切断电路 B．漏电保护器只在功率过大时切断电路 C．站在地上的人接触火线发生触电时,漏电保护器自动切断电路 【答案】 金属外壳 漏电 C 【解析】(1)[1][2]三孔插座比两孔插座多的那个孔是跟地线连接的，当用电器的三脚插头插在三孔插座里时，除把用电部分接入电路外，还把用电器的金属外壳与地线连接起来。这样一来，一旦用电器的金属外壳漏电，电流就会流入大地，不致对人造成伤害； (2)[3]A．电路发生短路时，空气开关会切断电路，而不是漏电保护器会切断电路，故A错误； B．漏电保护器只有在电路发生漏电或有人触电时才会切断电源，而功率过大时电流过大，此时是空气开关会“跳闸”切断电源，故B错误； C．站在地上的人接触火线发生触电时，一部分电流会流向大地，不流回零线，此时漏电保护器自动切断电路，故C正确。 子题型 2：小雨买来新的三孔插座，在更换插座时，他发现自己家的老式楼房里没有安装地线，小雨认为，零线在户外就已经和大地相连，把图中A孔与B点连接起来，就可以将A孔接地了，如果按小雨的说法连接，当C点出现断路时，将有金属外壳的用电器接入插座后，带来的安全隐患是（    ） A．用电器开关闭合时，外壳会带电，人接触外壳易触电 B．用电器开关闭合时，会短路，造成电流过大，引起火灾 C．无论用电器开关是否闭合，外壳都会带电，人接触外壳易触电 D．用电器外壳无法接地，当用电器绝缘部分破损或潮湿时，外壳带电，人接触外壳易触电 【答案】A 【分析】根据题中“将有金属外壳的用电器接入插座后，带来的安全隐患是”可知，本题考查三孔插座的使用方法，根据三孔插座使用方法，运用左零右火中接地，分析推断． 【解析】A．由于C点出现断路，用电器开关闭合时，电不会从零线流去，外壳会带电，人接触外壳易触电，选项A符合题意； B．用电器开关闭合时，零线不会有电流流过，不会短路，不会造成电流过大，B项不合题意； C．用电器开关如果不闭合，那么外壳就不会带电，人接触外壳不会触电，C项不合题意； D．用电器外壳无法接地，不是当用电器绝缘部分破损或潮湿时，外壳才带电，即使不破损潮湿，人接触外壳也会触电，D项不合题意． 子题型 3：阅读材料，回答问题。 家中有的插座有两个孔，一个孔接中性线，另一个孔接相线。有的插座有三个孔，相应的插头有三个脚。多出来的孔和脚是做什么用的呢？如图所示，用电器上三脚插头的“1”脚是与用电器的金属外壳接通的。这样，当把三脚插头插在三孔插座里，在把用电器连入电路的同时，也把金属外壳与大地连接起来。万一用电器内部相线绝缘皮破损或失去绝缘性能，使金属外壳与相线接通而带电，电流也会从保护线流走，即使人体接触外壳，一般情况下也不会造成伤害。虽然家用电器外壳接地对人有一定的保护作用，但是发生故障时并不能保证电路被及时断开，潜在的危险依然存在。一些家庭电路中还会在此基础上安装漏电保护器，它也是一种断路器。在出现以上漏电情况时，它会迅速切断电路。如果站在地上的人不小心接触了相线，电流经过人体流入大地，漏电保护器也会迅速切断电路，对人体起到保护作用。 (1)用电器上三脚插头的“1”脚是与用电器的 接通的；“1”脚比“2、3”脚 （选填“短”或“长”），你认为原因是 。 (2)如果站在干燥木凳上的人不小心接触了相线，电流 （选填“会”或“不会”）经过人体流入大地，漏电保护器也 （选填“会”或“不会”）迅速切断电路。 【答案】(1) 金属外壳 长 无论插入或者拔出都能够接地保护人体安全 (2) 不会 不会 【解析】（1）[1]如图所示，用电器上三脚插头的“1”脚是与用电器的金属外壳接通的。这样，当把三脚插头插在三孔插座里，在把用电器连入电路的同时，也把金属外壳与大地连接起来。 [2][3]三脚插头长脚连通用电器金属外壳，所以“1”脚比“2、3”脚长一些，原因是无论插入或者拔出都优先使用电器金属外壳接地线，能够安全使用用电器，保护人体安全。 （2）[1][2]由于干燥的木凳是绝缘体，当人站在干燥木凳上的人不小心接触了相线时，此时相线、人体、木凳和大地之间是断路，没有电流通过，所以电流不会经过人体流入大地。通过相线和中性线的电流不等时，漏电保护器才会切断电路，而电路中没有电流时，漏电保护器不会切断电路。 解题模板 1．接线规则：“左零右火上接地”（接地孔必须与大地连通，不可接零线）。 2．接地作用：当用电器金属外壳漏电时，电流通过地线流入大地，避免人体接触外壳时触电。 3．异常情况处理：老式房屋无地线时，需安装漏电保护器，不可将接地孔接零线。 题型六：电能计算类 题型建模 考查核心：电能公式应用、单位换算、电能表读数，常以选择题、计算题形式出现。 子题型 1：妈妈为了让明明在家里有一个舒适的学习和生活环境，新买了一台科龙牌挂式空调机，细心的明明观察后发现这台空调的铭牌参数如下表所示：请问： 额定电压：220V 型号KFR﹣2GW/uR2 频率：50Hz 额定功率：1100W 出厂日期：2009.5 编号：AO30493 （1）这台空调正常工作时通过的电流是多少安？ （2）如果这台空调每天正常工作2h，那么一个月（按30天计算）要消耗多少kw•h的电能？ （3）如果这台空调在用电高峰期时的实际电压是200V，那么实际消耗的电功率是多少瓦？（结果保留整数） 【答案】（1）5A；（2）66kW•h；（3）909瓦． 【分析】（1）根据表中空调的铭牌参数：额定电压是220V．额定功率为1100W，利用P=UI变形即可求出这台空调正常工作时通过的电流；（2）已知P=1100W，这台空调一个月正常工作时间t=2h×30，根据W=Pt即可求出那么一个月要消耗的电能；（3）根据这台空调的额定电压和额定功率，利用R=求出这台空调的电阻，再利用P=即可求出实际消耗的电功率． 【解析】(1)由表中空调的铭牌参数可知：U额=220V,P额=1100W，空调正常工作时通过的电流I= ==5A；(2)P=1100W=1.1kW，t=2h×30=60h，W=Pt=1.1kW×60h=66kW⋅h；(3)由：U额=220V,P额=1100W，可知这台空调的电阻为：R= ==44Ω，P实= =≈909W. 子题型 2：如图，是某家庭用的电能表及某月月初、月末的两次读数，若按0.5元/kW•h计算，他家本月应缴纳电费 元，若电能表在10min内转了400转，则接在该电能表上的用电器总功率为 W． 【答案】 106 1200 【解析】由电能表可知本月消耗的电能：W＝1469.5kW•h﹣1257.5kW•h＝212kW•h，本月应缴纳的电费是：0.5元/kW•h×212kW•h＝106元； 电能表的转盘转400转消耗的电能为：W＝＝0.2kW•h，该电能表上用电器的总功率：P＝＝1.2kW＝1200W． 子题型 3：某学校共有100盏“220V 60W”的白炽灯，若平均每天使用5h． （1）一个月（30天）消耗多少电能？ （2）若推广使用“220V 11W”的节能灯，它与“220V 60W”的白炽灯发光效果相当．一个月可节约多少度电？若一度电是0.6元，每月少交多少元？（30天） （3）从能量转化角度谈一谈为什么节能灯耗电少？ 【答案】（1）900度；（2）735度；441元；（3）详见解析 【解析】（1） （2） 节约的电能：; 每月少交电费：735×0.6元=441元 （3）节能灯主要把电能转化为光能，而白炽灯主要把电能转化为热能，所以在产生同等光强的时候，白炽灯转化为光能的效率低． 解题模板 1．核心公式：W=Pt（W为电能，单位kW·h；P为功率，单位kW；t为时间，单位h）。 2．单位换算：1kW=1000W，1kW·h=3.6×106J。 3．电能表读数：月末读 -月初读数=实际耗电量（注意小数位）。 4．节能计算：ΔW=ΔP×t×n（ΔP为单灯功率差，n为灯具数量）。 题型七：电路故障分析类 题型建模 考查核心：根据现象推理故障原因，常以选择题、填空题、简答题形式出现。 子题型 1：如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮，保险丝正常。用测电笔检测插座的两孔，发现插入左右两孔时氖管都发光。用测电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管也发光。发生这一现象的原因可能是（　　） A．进户线零线断路 B．进户线火线断路 C．灯泡发生短路 D．插座发生短路 【答案】A 【解析】A．若进户零线断路，闭合开关后A、B两点都与火线连通，因此测电笔检测A、B点时氖管会发光；由于零线断路，电路构不成通路，所以灯泡不亮，经过B的电流到达零线时向右与插座左孔相连，因此测电笔检测左孔时氖管发光，插座右孔本来就和火线相连，所以检测插座左右两孔氖管都会发光，故A符合题意； B．若进户火线断路，测电笔检测任何位置氖管都不会发光，故B不符合题意； CD．若灯泡发生短路或插座短路，则整个电路短路，火线上的保险丝熔断，氖管不会发光，故CD不符合题意。 故选A。 子题型 2：阅读短文，回答问题： 家庭电路与安全用电 如图甲所示是在电路中有保护作用的电气设备空气开关和漏电保护器。空气开关是用来保护电路和用电器免受过载和短路的设备，它通过监测电流的大小来检测电路中的故障，并在发生故障时自动切断电路，从而保护电路和用电器。漏电保护器是用来保护人员免受电击的设备，它通过监测电路中的漏电电流来检测电路中的故障，并在发生故障时自动切断电路，从而保护人员免受电击。 根据安全用电要求，住户家里除了要安装空气开关外，还必须安装漏电保护器。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，进户线火线中流入的电流和零线中流出的电流相等，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，即有电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面，就会造成火线和零线中的电流不相等，当火线和零线中的电流差异达到一定值，漏电保护器内部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。 试电笔也是家庭中常备的工具，它有辨别进户线哪条是火线和零线的作用，用试电笔测试时，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线。试电笔还有检查设备是否漏电的作用，用试电笔触到电气设备的金属外壳，若氖管发光，则证明该电器有漏电现象，为了保护用电人的安全，必须排除故障后才能使用。 （1）如图丙是小硕家的部分家庭电路的电路图。根据家庭电路的组成，请把①漏电保护器、②电能表、③总开关（空气开关），安装到图丙的虚线框中，正确顺序是 ； （2）如图乙所示是小硕家电能表的表盘，他想检测电能表工作是否准确。于是将图丙中的开关S闭合，使标有“220V  60W”的白炽灯单独接入电路正常工作了5min，白炽灯实际消耗的电能是 J。同时观察电能表的转盘转了16转，则电能表转盘的转速 （填“偏快”“偏慢”或“准确”）； （3）检测完电能表，电灯正常工作了一段时间后突然熄灭，检查空气开关没有跳闸。小硕用试电笔测试，发现测量A、B、C、D四点氖管都发光，E、F两点氖管都不发光。由此可判定此电路故障是 ； （4）排除故障后，安装人员由于疏忽，在安装三孔插座时，误将图丙中的点C和点E的导线接反了，如果此时将电冰箱的三脚插头插入该插座，请你判断漏电保护器是否会断开，说明判断的理由 。 【答案】 ②③① 1.8×104 偏快 零线DF间断路 会断开；因为电流通过冰箱流向了大地，没有电流流回零线，造成火线和零线的电流差异很大，所以漏电保护器会切断电路 【解析】（1）[1]为防止偷电现象，电能表应装在总开关之前；为方便维修时控制家庭电路，电能表之后应装总开关，故正确的顺序是②③①。 （2）[2]实际消耗的电能为W＝Pt＝60W×5×60s＝18000J [3]按电能表转的圈数计算出的电能为 相应的电功率为 故则电能表转盘的转速快。 （3）[4]试电笔测C点时发光，说明进户的零线断了，F点不发光，说明是FD间的零线断了。 （4）[5]因为电流通过冰箱流向了大地，没有电流流回零线，造成火线和零线的电流差异很大，所以漏电保护器会切断电路，故漏电保护器会断开。 子题型 3：如图所示是小雷设计的部分家庭电路示意图，他与爸爸共同按图进行布线安装。完成连接后，两人同时闭合总开关S及开关时，灯泡闪一下便熄灭，家中所有用电器停止工作。为确定发生故障的元件进行了如下的探究： 请你回答下列问题： （1）若要通过插座判断家中电路是否有电，则测电笔应插入插座的 （选填“左”或“右”）孔； （2）检测结果是测电笔氖管不发光，可判断是进户线中的 发生开路，则应检查 所在的位置；（选填“灯泡”或“熔断器”）； （3）确定上述开路故障后，经排查，小雷猜想发生断电的原因可能是：灯泡内部短路或插座内部短路。于是将熔断器更换为“220V”的检测灯泡； ①闭合开关S、S1，检测灯泡正常发光，不发光，上述现象能否判断一定是灯泡内部短路？ （选填“能”或“不能”），理由是 ； ②断开开关，检测灯泡正常发光，这一现象能否判断一定是插座内部短路？ （选填“能”或“不能”），理由是灯泡两端的电压为 。 【答案】 右 火线 熔断器 不能 任意一条支路短路，灯泡两端的电压都为220V 能 220V 【解析】（1）[1]要检测家中电路是否有电，测电笔应该接火线，对于插座来说，左孔连接零线，右孔连接火线。 （2）[2] 测电笔氖管不发光，说明没有电流流过，可判断是进户线中的火线发生断路。 [3]应该检查火线上的熔断器。 （3）[4][5]任意一条支路短路，灯泡两端的电压都为220V，所以不能判断灯泡L1短路。 [6][7]断开开关，检测灯泡正常发光，说明灯泡两端电压为220V，而与灯泡L2串联的插座内部发生了短路。 解题模板 1．故障推理“三步法”：看现象（灯泡不亮、插座无电、空气开关跳闸）；用测电笔检测（判断火线、零线是否连通）；结合电路原理定位故障（断路或短路、火线或零线故障）。 2．常见故障对应：灯泡不亮+测电笔两端发光→零线断路；灯泡不亮+测电笔一端发光→灯泡断路；空气开关跳闸→过载或短路；插座无电+测电笔都不发光→火线断路。 题型八：灯具对比与节能类 题型建模 考查核心：三种灯具的特点、节能计算，常以选择题、填空题、应用题形式出现。 子题型 1：LED灯具有节能、环保等特点。为践行“低碳理念”，LED节能灯在生活中使用越来越广泛，它可以把电能绝大部分转化为光能。现有一盏标有“12V 5W”LED灯，其亮度与“220V 40W”的普通白炽灯相当。    （1）上述LED灯和白炽灯都正常工作的电流之比是 ； （2）若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，两灯消耗的电能之比是 ； （3）“220V 40W”白炽灯工作时的能量转化情况如图，则可推测5W LED灯与40W白炽灯照明效果相同时LED节能灯的发光效率是 。 【答案】 55：24 1∶8 80% 【解析】（1）[1] 因为两灯正常工作，所以PLED=5W，P白炽灯=40W，由P=UI知道，正常工作的电流之比 （2）[2]因为两灯正常工作，所以PLED=5W，P白炽灯=40W，因为时间t相同，由W=Pt知道，所以两灯消耗的电能之比 （3）[3]由于 白炽灯消耗100J电能的工作时间 因额定功率为5W的LED灯的亮度与额定功率为40W的普通白炽灯相当，所以，相同时间内产生的光能相等，则LED灯消耗的电能W电′=PLEDt=5W×2.5s=12.5J 则5WLED灯的发光效率 子题型 2：为响应“节能减排”号召，家里的5盏“ ”的白炽灯被更换成5个发光效果相当的12W的LED灯。铭牌“ ”表示： ；若每天平均开灯4h，则一个月（30天）可节约电能 。 【答案】 220V表示该灯的额定电压为220V，100W表示该灯的额定功率为100W 52.8 【解析】[1]220V表示该灯的额定电压为220V，100W表示该灯的额定功率为100W。 [2] 全部换成LED灯后，减小的功率 一个月（30天）工作的时间 由可得，一盏节约的电能 5盏LED灯节约的电能 子题型 3：请阅读《当今社会重要的人造光源—LED灯》并回答问题。 当今社会重要的人造光源—LED灯 白炽灯的发明作为现代文明社会起始的里程碑，使人类进入电光源时代。从以白炽灯为代表的第一代热辐射光源到以日光灯、荧光灯、汞灯、钠灯为代表的第二代和第三代气体放电光源，乃至节能灯都离不开钨丝和汞气。它们不仅能耗大、寿命短，而且其含有的金属汞对环境存在着一定的污染。而节能、环保、可靠的LED灯，正成为新一代光源，为人类照明史谱写着新的篇章。 LED灯又叫发光二极管，它主要由芯片、包裹芯片的透明环氧树脂、引线组成，结构如图甲所示。其中，芯片是LED灯的核心部件，它是一种由固态半导体材料制成的元件。如图乙所示，芯片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它的结构中存在着大量可以吸引电子的空位，称为空穴；另一部分是N型半导体，在它的结构中存在着大量的自由电子。当在LED灯的芯片两端加上一定的正向电压后，大量的自由电子便与空穴复合，这时电子多余的能量就会以光的形式辐射出来产生发光现象，这就是LED灯发光的原理。 与传统的白炽灯、荧光灯相比，LED灯具有许多不同之处。首先，LED灯基本上是一块很小的芯片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小而轻。其次，由于白炽灯的发光原理是通过电流加热灯丝到白炽状态，从而利用热辐射发出可见光，所以白炽灯在使用时约90%以上的电能都转化成了内能，只有不足10%的电能才真正转化成我们需要的光能，而LED灯可以直接把电能转化为光能，它的转化效率可达到80%以上。第三，从使用寿命来看，普通白炽灯的额定寿命约1000h，荧光灯的额定寿命约5000h，而LED灯的额定寿命约50000h。另外，与荧光灯相比，LED灯不含汞等有害元素，更加环保，利于回收。目前，LED灯正逐渐替代白炽奵、荧光灯等光源，成为人造光源的主流产品，广泛应用于各种照明、显示和标识等领域中。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）LED灯的芯片是由 材料制成的； （2）LED灯发光的原理是 ； （3）白炽灯工作时将电能主要转化成了 能； （4）与传统的白炽灯、荧光灯相比，LED灯具备的优势是 （写出一条即可）。 【答案】 半导体 见解析 内 发光效率高、更加环保 【解析】（1）[1]由题意可知， LED灯是由固态半导体材料制成的元件，即LED灯的芯片是由半导体材料制成的。 （2）[2]阅读材料可知，LED灯发光的原理：当在LED灯的芯片两端加上一定的正向电压后，大量的自由电子便与空穴复合，这时电子多余的能量就会以光的形式辐射出来产生发光现象。 （3）[3]白炽灯工作时将电能主要转化成了内能，少部分转化为光能。 （4）[4]与传统的白炽灯、荧光灯相比， LED灯具备的优势是发光效率高、更加环保，利于回收。 解题模板 1．灯具特点对比（核心：节能、寿命、亮度）： LED灯：节能最优、寿命最长（白炽灯的5~8倍）、亮度最高； 节能灯：节能次之、寿命较长； 白炽灯：节能最差、寿命最短、亮度最低。 2．节能计算：先算单灯功率差，再算总功率差，最后用W=Pt计算节约电能。 一、单选题 1．如图，是规范连接的家庭电路的一部分。下列说法正确的是（   ） A．a点所在的进户线是零线 B．若e点所在导线断路，三孔插座仍可安全使用 C．断开开关S，用测电笔检测d点时，氖管发光 D．闭合开关S，灯泡L不发光，是因为导线bc间断路 【答案】C 【解析】A．熔断器通常与进户线的火线相连，因此a点所在的进户线是火线，故A错误； B．若e点所在导线断路，会导致用电器在使用时与地线断开，易造成触电事故，这时三孔插座不能安全使用，故B错误； C．断开开关S，用测电笔检测d点时，由于d点还与火线连接，因此氖管发光，故C正确； D．闭合开关S，灯泡L不发光，可能是进户线的火线或进户线零线b点左侧断路，只有导线bc断路不会影响灯泡L发光，故D错误。 故选C。 2．如图所示的家庭电路中，正常发光的灯L突然熄灭，电工用测电笔分别测a、b、c、d四点，发现a、b两点氖管都发光，c、d两点氖管都不发光。若电路只有一处故障，则可能是（　　） A．火线上熔丝断了 B．开关S处断路 C．灯泡灯丝断了 D．导线c、d间断路 【答案】C 【解析】家庭电路中火线和零线之间的电压为220V，火线与地线之间的电压为220V，地线和零线之间的电压是0V，试电笔接触火线氖管发光，试电笔接触零线氖管不发光。用试电笔测试火线上a点时氖管发光，说明火线正常，测试b点时氖管发光，说明开关S正常，测试d点时氖管不发光，说明零线正常，测试c点时氖管不发光，说明c点没有与火线相连，可能是灯泡丝断了，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．安全用电人人有责，下列关于安全用电的说法正确的是（　　） A．保险丝被烧断后可以更换成铜丝替代 B．使用验电笔时手不能接触验电笔尾金属帽 C．家庭电路中出现跳闸，说明一定有用电器发生短路现象 D．进户线依次经过电能表、总开关、保险装置再到用电器 【答案】D 【解析】A．保险丝的电阻较大、熔点低，能在电流过大时熔断，切断电路从而保护电器和线路。铜丝的熔点高，电流过大时不易熔断，会失去保护作用，容易引发火灾，故A错误； B．使用验电笔时，手必须接触笔尾金属帽（或金属夹），这样才能通过人体与大地构成回路，氖管才能发光显示是否带电，故B错误； C．跳闸（空气开关跳开）原因包括过载、短路等，不一定只是短路，故C错误； D．这是标准的家庭电路安装顺序：进户线先接电能表→总开关→保险装置（或空气开关具有过载短路保护功能，现代常用空气开关代替保险丝）→用电器，故D正确。 故选D。 二、多选题 4．如图所示的家庭电路左侧为进户线。闭合开关S1和S2，灯L1发光，灯L2不发光；用试电笔分别接触插座的左、右孔，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则下列说法中，正确的是（　　） A．用试电笔检测e点时氖管不发光 B．用试电笔检测c点时氖管发光 C．d、e间断路 D．d、c间断路 【答案】ABC 【解析】A．闭合开关S1和S2，灯L1发光，这说明灯L1所在的支路是通路，e点与零线相通，所以用试电笔检测e点时氖管不发光，故A正确； BCD．闭合开关S1和S2，灯L1发光，灯L2不发光，这说明L1之后到灯L2某处出现了断路；用试电笔分别接触插座的左、右孔，氖管均发光，说明火线没有断路，断路出现在零线，且发生在d、e间；由于d、e间断路且开关S2闭合，所以，c点与进户线零线处断开，且可以经过灯L2与火线相通，则用试电笔检测c点时氖管发光，故BC正确，D错误。 故选ABC。 5．如图是一种多插孔接线板，按下某插座控制开关S，其对应指示灯D发光，再将台灯插头插入该插座，台灯与指示灯能同时发光。下列关于接线板的说法正确的是（　　） A．若指示灯D损坏，则台灯不亮 B．若该电路电流过大跳闸了，一定是电路短路了 C．将测电笔插入图中接地线的A孔，测电笔氖管不发光 D．使用电冰箱时，必须将三线插头插入三孔插座中，使金属外壳接地 【答案】CD 【解析】A．台灯与指示灯并联，两者工作时互不影响，若指示灯D损坏，则台灯仍是亮的，故A错误； B．若该电路电流过大跳闸了，可能是电路短路了，也可能是用电器总功率过大，故B错误； C．火线能使测电笔的氖管发光，由图知，A孔与三孔插座中的接地线相连，则将测电笔插入图中A孔，测电笔氖管不发光，故C正确； D．三孔插座已接地，当电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地，这样能防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故，故D正确。 故选CD。 三、填空题 6．家庭电路中，电热水壶应与其他家用电器 联。若用电热水壶加热0.8kg的水，使其温度从30℃升高到80℃，则水吸收的热量是 J。此过程中，电热水壶实际消耗的电能 （选填“大于”“等于”或“小于”）水吸收的热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】 并 大于 【解析】[1]家庭电路中，电热水壶应与其他家用电器之间互不干扰，都能独立工作，所以它们是并联的。 [2]用电热水壶加热0.8kg的水，使其温度从30℃升高到80℃，则水吸收的热量 [3]由于在烧水过程中，水会不断的向外散热，所以电热水壶实际消耗的电能会大于水吸收的热量。 7．小刚家4月底电能表读数为821.6kW·h，5月底电能表读数如图所示，那么5月份他家消耗了 kW·h的电能。小刚发现半小时内该电能表的转盘转了1250转，则他家半小时内消耗的电能为 kW·h。请你为小刚家提一条节约用电的建议： 。 【答案】 见解析 【解析】[1]利用电能表读数测量某段时间内消耗的电能，一个月所消耗的电能等于月末示数减去月初示数，即5月份所消耗的电能为 [2]由电能表参数可知，每消耗的电能，电能表的转盘转2500转，则消耗的电能为 [3]离开房间时随手关灯。 8．家庭电路的电压为220V，其部分电路图如图所示，安装在火线上的保险丝是利用电流的 效应工作的，当闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，再断开S1，保持S2闭合，用测电笔插入插座两孔氖管均发光，则电路故障原因可能是 间断路（选填“ac”、“bd”或“df”）。 【答案】 热 bd 【解析】[1]保险丝一般采用熔点低，电阻大的合金材料制成，当电路中电流过大时，根据电流的热效应，保险丝会熔断，起到保护电路的作用。 [2]保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，则插座上孔与火线之间电路正常，故ac段完好，测电笔插入插座下孔，氖管发光，正常情况下插座下孔与零线相连，氖管不发光，此时两孔均发光，所以插座下孔与火线相通，即插座下孔与灯泡串联，则df段完好，零线部分bd间断路。 9．电工师傅常用一只额定电压为220 V的灯泡（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S闭合后，再分别闭合（每次只能闭合其中一个开关）时，可能出现以下三种情况，试判断： (1)不亮，说明该支路 （选填“短路”“断路”或“正常”）。 (2)正常发光，说明该支路 （选填“短路”“断路”或“正常”）。 (3)发光呈暗红色，说明该支路 （选填“短路”“断路”或“正常”）。 (4)若闭合后，和都不亮，为进一步明确故障，电工师傅用测电笔测试a、b、c、d四点时，氖管都发光，则电路的故障可能是 。 【答案】(1)断路；(2)短路；(3)正常；(4)中性线断路 【解析】（1）检验灯泡不亮，说明该支路中没有电流通过，电路处于断开状态，即支路断路。 （2）检验灯泡正常发光，说明两端的电压等于额定电压，即该支路发生短路，此时支路的灯泡被短路，直接接在火线和零线之间。 （3）发光呈暗红色，说明两端的电压小于额定电压，此时与支路的灯泡串联，电路是通路且支路无故障，即支路正常。 （4）闭合后，和都不亮，说明电路断路；测电笔测试a、b、c、d四点时氖管都发光，说明这些点都与火线连通，而中性线侧没有接通，因此故障是中性线断路。 四、实验题 10．亲爱的同学，请利用你所掌握的实验技能回答下列问题。 （1）如图甲，这是一种家用电力检测仪的部分截图，它当前测量的是 （填物理量），示数是 ； （2）如图乙所示，这是某试电笔的结构图，其外壳为透明绝缘体，安装时 ，（选填“能”或“不能”）调换氖管与电阻的位置，使用时，手的 （选填“要”或“不要”）接触笔卡； （3）家庭电路中，检测电路故障时，电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0（检验灯泡），放在保险丝位置上，并且断开保险丝，来检查家庭电路中每个支路的情况，如图丙所示，当S闭合时，再逐一闭合S1、S2、S3（每次只闭合其中的一个开关）可能出现下列几种现象，请你根据所提供的现象判断电路的状态（选填“短路”“断路”或“正常”） ①L0不亮，说明该支路 ； ②L0正常发光，说明该支路 ； ③L0发光呈暗红色，说明该支路 。 【答案】 电功率 790.0W 能 要 断路 短路 正常 【解析】（1）[1][2]由图片上的单位W可知，应该是测量功率的，其数值为790.0W。 （2）[3][4]氖管与电阻是串联在一起的，所以可以调换位置，试电笔使用时手指应接触笔卡金属体，使火线、测电笔、人体、大地构成闭合回路，才能使氖管发光。 （3）[5]当L0不亮时，说明电路没有电流通过，支路是断路状态。 [6]当L0能正常发光，说明L0得到了220V的电压，该支路是发生了短路。 [7]L0发光呈暗红色时，说明L0与支路灯泡串联，两个灯得到的电压都小于220V。均不能正常发光，反而说明支路是正常的。 11．如果高压输电线掉落在地上，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，称做“跨步电压”。这时电流从一条腿流入，另一条腿流出，会发生触电事故，如图甲所示。 为了粗略地探究“跨步电压的大小如何变化”，小明设计了如图乙所示的模拟电路装置进行实验。实验主要步骤如下： ①闭合开关后，小明将连接电压表的两个导线竖直插入沙盘。 ②保持DE之间的距离不变，改变EF之间的距离，分别记录对应的电压表示数。 ③保持EF之间的距离不变，改变DE之间的距离，分别记录对应的电压表示数。 实验数据如下表所示： 实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V 1 6 3.5 0.5 2 6 4.5 0.7 3 6 7 1.3 4 7 7 1.2 5 8 7 1.1 (1)实验时，小刚对实验装置提出了疑问：现实生活中的地面大部分情况下是干燥的，为什么这里要用潮湿细沙代替呢？请你帮忙解答小刚的疑问： 。 (2)图乙的实验中，EF模拟的是图甲中 （选填“AB”或“BC”）之间的距离。 (3)分析实验数据可知，两脚间的距离一定时，人一只脚与高压线落地点的距离 （选填“越小”或“越大”），跨步电压越大。 (4)实验结束后，同学们进行交流：如果某天发现周围有高压线掉落在了地面上，为了安全撤离，小明认为应快速跑步远离掉落的高压线，小刚认为应该并拢双脚跳着远离掉落的高压线。结合上表中的实验数据，你认为 的说法正确，理由是 。 【答案】(1)减小沙子的电阻，增大电流；(2)BC；(3)越小；(4)小刚 跨步时步幅越大，人体两脚间的电压越大，越容易触电；双脚并拢时，两脚之间的距离为0，能避免高压跨步触电 【解析】（1）现实生活中的地面大部分情况下是干燥的，电阻较大，但高压线电压过大，也能使大地中的电流很大，从而形成跨步高压触电；小明设计的实验电压较小，为了是实验现象明显，用潮湿细沙代替干燥的沙子，可以减小沙子的电阻，增大电流，从而使电压表的示数更大。 （2）图乙的实验中，EF模拟的是图甲中两脚之间的距离，即BC之间的距离。 （3）分析3、4、5组实验数可知，保持EF之间的距离不变，改变DE之间的距离，E点距离D点越近，EF间的电压越大；由此可知：两脚间的距离一定时，人一只脚与高压线落地点的距离越小，跨步电压越大。 （4）[1][2]小刚的说法是正确的，由表中1、2、3组数据可知，跨步时步幅越大，人体两脚间的电压越大，越容易触电；双脚并拢时，两脚之间的距离为0，能避免高压跨步触电。 五、计算题 12．小飞家响应国家家电以旧换新惠民政策，置换了一台储水式电热水器，铭牌如下表，原理如下图，是储水箱中加热器内的电阻，为漏电保护开关，为温控开关。已知，。 额定加热功率 2000W 额定电压 220V 额定保温功率 400W 防水等级 IPX4 温度范围 室温 额定容量 50L 加热方式 双管加热 内胆材质 金属板搪瓷 (1)求保温挡正常工作2小时消耗的电能； (2)求的阻值； (3)该电热水器在加热状态下正常工作40min，使额定容量的水温度升高20℃，求它的加热效率。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】（1）保温挡正常工作2小时消耗的电能 （2）分析电路可知，闭合、接a时，、串联，此时总电阻较大，根据，总功率较小，为保温挡，则总电阻为 闭合、接b时，单独工作，此时总电阻较小，根据，总功率较大，为加热挡，则阻值为 则的阻值 （3）额定容量的水质量为 则水吸收的热量为 消耗的电能为 则加热效率 13．某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。 （1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线； （2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？ （3）电热丝R1的阻值是多大？ 【答案】（1）；（2）10 A，1.32×105J；（3）44 Ω 【解析】解：（1）家庭电路连接时，要求左零右火，且开关要连接在火线上，因此a接零线，b接火线，如图所示： （2）煎烤机达到额定功率时，电流最大，所以 最大额定功率工作时，1min消耗电能为 （3）开关S1和S2都闭合时，两电阻并联，此时电路中电流最大。因为两电热丝阻值相等，所以流过R1的电流为I1=5A，根据欧姆定律得 六、综合题 14．小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。 额定电压 220V 高温挡功率 2000W 低温挡功率 800W （1）如图，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过 的方式增大空气内能的； （2）小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用； （3）若该电暖器一天正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电多少千瓦时？( ) （4）小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。 【答案】 地 热传递 见解析 见解析 【解析】（1）[1]电暖器的插头是三脚插头，插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的地线相连，可防止漏电时对人造成伤害。 [2]电暖器工作时放出热量，房间内的空气吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增大空气内能的。 （2）[3]电暖气工作时的最大电流为 所以此插座能满足该电暖器正常使用。 （3）[4]一天耗电为 （4）[5]同时使用电饭锅和电磁炉，总功率较大，根据，电路中总电流较大，根据焦耳定律，干路导线相同时间内产生的热量较多，容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。 七、科普阅读题 15．阅读短文，回答问题。 储水式电热水器 电热水器主要由加热棒、防电墙等部件组成，加热棒为阻值不变的电热丝，为了安全使用，电热丝外面要包裹一层材料。 电热水器在使用过程中会有漏电危险，为防止使用时漏电且接地线失效时出现触电事故，电热水器在出水口处串接了一个“防电墙”，如图甲、乙是电热水器防电墙的外部和内部构造图，其中防电墙内部水流的是螺旋绝缘通道（如图丙所示）。 表一为该热水器的部分参数，其中“额定最高温度”是电热水器正常工作时水箱中所能达到的最高温度。 表一： 额定容量/ 额定功率/ 额定最高温度/℃ 额定电压/ 用不同长度、不同横截面积的水管做成“防电墙”进行实验，测“防电墙”电阻的大小如表二所示。 表二： 螺旋水柱长度 横截面积 防电墙电阻 (1)考虑用电安全，电热水器应使用 孔（选填“两”或“三”）插座，“防电墙”内部做成螺旋状，可增加进入该处水管水流的 来增加电阻。 (2)关于热水器内部的加热棒，下列说法正确的是（　　） A．电热丝通电时内能增大是通过热传递改变的 B．电热丝外面包裹的是导热性差的材料 C．电热丝外面包裹的材料应为绝缘体 D．电热丝应选用电阻小、熔点低的材料 (3)电热水器水箱中注满初温为20℃的冷水，以额定功率加热到额定最高温度所需要的时间为125min，吸收的热量为 J，则该电热水器的电热转化效率为 。 (4)为确保安全，要求淋浴时通过人体的安全电流不超过1mA，该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的横截面积为0.6cm2，则防电墙内的螺旋水柱总长度至少为 cm（淋浴时人体的电阻约为1kΩ，除防电墙和人体外其余水路电阻不计）。 【答案】(1)三 长度；(2)C；(3)1.26×107 84%；(4)54.75 【解析】（1）[1]为了用电安全，电热水器应使用三孔插座，三孔插座有接地线，能将电热水器外壳与大地相连，防止漏电时发生触电事故。 [2]根据影响电阻大小的因素，在材料和横截面积一定时，导体越长，电阻越大。“防电墙” 内部做成螺旋状，可增加进入该处水管水流的长度来增加电阻。 （2）A．电热丝通电时内能增大是通过电流做功改变的，不是热传递，故A错误； B．电热丝外面包裹的材料应是导热性好的材料，这样才能将热量更好地传递给水，故B错误； C．为了安全，电热丝外面包裹的材料应为绝缘体，防止漏电，故C正确； D．电热丝应选用电阻大、熔点高的材料，根据，在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；熔点高才能在高温下不被熔断，故D错误。 故选C。 （3）[1]水的质量 所以水吸收的热量 [2]电流做功 则效率为 （4）当电流为1mA时，总电阻为 由于人体的电阻为1000Ω，故螺旋水柱的电阻应为 根据表二的数据，再利用电阻与长度成正比、与横截面积成反比，进行计算： ①先算长度的情况：用表二第一列的数据计算 解得 ②再算横截面积的情况：因为横截面积越大，电阻越小，所以总长度 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十八章 家庭电路与安全用电 聚焦8大常考题型，构建“题型建模→解题模板→真题级突破训练→易错点警示”的完整体系，帮你快速掌握解题逻辑，精准突破难点。 题型一：家庭电路组成与连接类 题型建模 考查核心：安装顺序、连接原则、用电器连接方式，常以选择题、填空题、实物图改错题形式出现。 子题型 1：关于家庭电路，下列说法正确的是（　　） A．空气开关跳闸一定是发生了短路 B．电冰箱的金属外壳必须接地 C．电能表应安装在总开关之后 D．电灯与控制它的开关串联在零线上 子题型 2：下列关于家庭电路的说法中，错误的是（　　） A．家庭电路的电压是 220V B．家庭电路中的用电器应并联在电路中 C．控制用电器的开关应接在火线和用电器之间 D．家庭电路中电流过大的原因一定是发生了短路 子题型 3：如图所示，是家庭电路的部分电路连接示意图，其中接线错误的是（    ） A．三孔插座 B．两孔插座 C．开关 D．电灯 解题模板 1．牢记“黄金安装顺序”：进户线→电能表→总开关→保护装置（空气开关、熔断器）→用电器/插座，不可颠倒”。 2．抓住“3个关键连接”： 开关必须接在火线上（断开开关后用电器不带电）； 螺口灯头：顶端金属柱接火线，螺旋部分接零线（防触摸触电）； 所有用电器并联（独立工作，电压均为220V），三孔插座“左零右火上接地”。 3．排除“2类错误”：开关接零线、用电器串联、接线顺序颠倒。 题型二、测电笔使用与火线零线判断类 题型建模 考查核心：测电笔操作规范、现象解读，常以选择题、实验题形式出现。 子题型 1：小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。为保证安全用电，下列说法正确的是（　　） A．若用电器消耗3 kW·h的电能，电能表的转盘转1000转 B．家庭电路故障时，使用测电笔检查，手不能接触笔尾金属体，但笔尖要接触导线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线 C．a端应该接零线，b端接火线 D．a端应该接火线，b端接零线 子题型 2：如图是练习使用测电笔的两种情形， 图方法是正确的，按正确方式使用测电笔，将笔尖插入插座左孔时氖管不发光，插入右孔时氖管发光，则说明火线在 孔。电暖气接入电路需要用三孔插座，将用电器连入电路的同时，会将金属外壳与 相连。 子题型 3：家庭电路中，当电路发生故障时，电工师傅常用一只额电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)，放在保险丝位置上，并且断开保险丝，来检查家庭电路中每个支路的情况，如图所示，当S闭合时，再逐一闭合Sl、S2、S3(每次只闭合其中的一个开关)时，可能出现下列几种现象，请你根据所提供的现象判断电路的状况(选填：“短路”、“断路”或“正常”)： (1) L0不亮，说明该支路 ． (2) L0正常发光，说明该支路 ． (3) L0发光呈暗红色，说明该支路 ． (4)家庭电路中所有用电器都工作时，总电阻 ．（填最大或最小）． (5)如果想再接一盏，把它接在开关的两端，与开关并联，则无论开关断开还是闭合，该灯不能正常发光，原因 ． (6)测电笔的是用来辨别火线和零线的，使用时，笔尖与 接触，手与 接触，用电器两端氖管都发光表示是火线． (7)当把台灯插入插座，家中熔丝立即烧断，则 ；若台灯开关闭合后家中熔丝立即烧断，则 ． (8)利用家庭电路中的电能表和手表测家用电器的功率，其实验原理是P= . (9)其具体做法是：如图所示的电能表，只让待测用电器单独工作，观察电能表，数出转盘转过25圈所需的时间3min，则该用电器的功率为 W. 解题模板 1．正确操作“三步法”：手必须接触笔尾金属体（形成电流回路，氖管才会发光）；笔尖接触被测导线（不可接触笔尖金属体，防触电）；观察氖管：发光→火线，不发光→零线或地线； 2．异常现象分析：测两孔插座，左右孔都发光→零线断路；测两孔插座，左右孔都不发光→火线断路。 题型三：过载与短路分析类 题型建模 考查核心：过载、短路的成因、危害、预防措施，常以选择题、简答题形式出现。 子题型 1：家庭电路中的空气开关“跳闸”。发生这种现象的原因不可能是（   ） A．同时使用多个大功率的用电器 B．火线和零线直接连通 C．电线绝缘皮破损或老化形成短路 D．用电器开关短路 子题型 2：家庭电路的组成 （1）现代住宅中，家庭电路由进户线、量电装置、配电装置、用电器和导线组成。 （2）家庭配电箱主要由电能表、电源总开关、漏电保护器等组成。 ①电源总开关安装在 后，用以控制整个家庭电路。 ②低压断路器（也称空气开关）：电路发生过载或短路时，低压断路器会自动切断 ；检查电路，只要排除故障就可以再合闸，不需要更换零部件。 ③漏电保护器：漏电保护器可以对人身触电、导线漏电、插座接错线、用电器短路等故障起 作用。 子题型 3：如表是某电热水壶器牌上的部分参数。该电热水器正常工作40min，水由20℃升高到40℃。求： (1)水吸收的热量。 ××牌电热水器 容量 额定电压 额定功率 50L 220V 2000W (2)该热水器的效率为多少； (3)在220V的家庭电路中，有额定电流为5A和10A的插座，为了安全，应将该电热水器接在哪个接线板上使用？请通过计算说明； (4)电热水壶由于长期使用，接线口的绝缘皮烤焦了，小宁告诉爸爸：“要及时更换新的导线，因为绝缘皮破损或老化，容易造成短路，从而引发火灾。”请用物理知识帮小宁解释一下引发火灾的原因。 解题模板 1．区分“过载”与“短路”： 过载：总功率过大（P=UI，U=220V不变，P越大，I越大），如同时使用多个大功率用电器； 短路：火线未经用电器直接与零线接触（电阻极小，电流极大），如导线绝缘皮破损、插座两孔直接连通。 2．共同危害：电流过大→导线过热→空气开关跳闸或引发火灾”。 3．预防措施： 过载：大功率用电器接独立回路，避免同时使用多个大功率用电器；短路：定期检查线路绝缘层，避免导线裸露。 题型四：安全用电原则与触电防护类 题型建模 考查核心：安全用电行为、触电急救、故障处理，常以选择题、判断题、简答题形式出现。 子题型 1：关于安全用电，下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．用湿毛巾擦拭工作中的用电器 B．雷雨天气不在大树下避雨 C．见人触电立即用手将其拉开 D．用电器着火直接泼水灭火 子题型 2：小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。下列说法正确的是（    ） A．若用电器消耗5kW·h的电能，电能表转盘转900转 B．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铁丝代替 C．该电能表能通过的最大电流为10A D．a端应该接火线，b端接零线 子题型 3：图甲是一台储水式电热水器外观，图乙是热水器剖面图。热水器的内胆是密封的，里面有两个通到外部的水管，a是热水出水管，b是冷水进水管。c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热管，利用它对水箱中的水进行加热。长时间使用热水器可能导致绝缘部分破损，使热水器中的外壳和水带电，从而造成触电事故。所以国家规定电热水器须采用接地、漏电保护器、防电墙等多重保护措施。 (1)热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要 （选填“高”或“低”）； (2)若电热水器水箱容量为50L，额定功率1500W。不计热损失，正常工作时，将水从加热至至少需要的时间为 s（ (3)考虑到用电安全，电热水器应使用 （选填“两孔”或“三孔”）插座，且进、出水管口都装有防电墙。防电墙的内部结构如图丙所示，流经其中的水沿着内部隔片螺旋流动。已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。所以与普通水管里的水柱相比，防电墙内的水柱更细更长，从而使防电墙内水的电阻 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (4)若丁图中人体的电阻为2kΩ，防电墙电阻为468kΩ，当丁图所示地线失效时（地线上已画上“×”），此防电墙 （选填“能”或“不能”）保证该人的安全； (5)电热水器面板上有两个控制开关。两个电加热管分别用表示，要求单独控制单独控制两个开关同时闭合时与同时加热。请你在图戊中用笔画线代替导线，补全开关控制电加热管的电路，且符合安全用电原则； (6)小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表如图甲所示，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 J，其两端电压 220V（选填“”、“”或“=”）。 解题模板 1．安全用电“四大原则”：不接触低压带电体（如火线），不靠近高压带电体；湿手不碰电器、不插拔插头（水导电）；金属外壳用电器必须接地； 电器着火先断电，再用干粉灭火器灭火（严禁泼水）。 2．2.触电急救“两步法”： 第一步：立即切断电源或用绝缘物体（如干燥木棒）使触电者脱离带电体； 第二步：对无呼吸、心跳者进行心肺复苏，并拨打急救电话。 题型五：三孔插座与接地类 题型建模 考查核心：三孔插座接线规则、接地作用，常以选择题、填空题、应用题形式出现。 子题型 1：阅读短文,回答问题。 电器安全等级 国家对常用电器安全要求共分0类、01类、I类、II类、III类五个大类。 0类:这类电器只靠工作绝缘,使带电部分与外壳隔离,没有接地要求。这类电器主要用于人们接触不到的地方,如荧光灯的整流器等电器。 01类:这类电器有工作绝缘,有接地端子可以接地或不接地使用。如用于干燥环境(木质地板的室内)时可以不接地，否则应予接地,如电烙铁等。 I类:只有一层绝缘措施的电器,这类电器必须加漏电保护器和接地保护(也就是要三脚插头)。如空调、冰箱、电热水器等。它们的功率比较大,外壳是金属,如果漏电会产生不必要的安全隐患,所以都必须是三脚插头。漏电保护器需每月进行漏电试验测试。 II类:有双层绝缘措施,除有工作绝缘外，尚有独立的保护绝缘或有效的电器隔离,这类电器的安全程度高。要加漏电保护器，可以不用接地保护(也就是可以用两脚插头)。如:电视、电风扇、台灯等。它们功率小,外壳都是塑料等绝缘材料制作,即使产生漏电也不会对人体产生危害。 III类:使用安全电压的各种电器,如电热梳、电热毯等电器。现在的很多电器即使不使用,只要插头插着，就有电流通过。因此任何电器只要不使用,就要拔掉插头，节约用电,同时预防安全事故。 (1)当I类用电器的三脚插头插在三孔插座里时,除把用电部分连入电路外,还把用电器的 与地线连接起来,防止 (选 填“电流过大”或“漏电”)时触碰到金属外壳对人身造成触电伤害; (2)关于漏电保护器的说法，正确的是 。 A．漏电保护器只在电路短路时切断电路 B．漏电保护器只在功率过大时切断电路 C．站在地上的人接触火线发生触电时,漏电保护器自动切断电路 子题型 2：小雨买来新的三孔插座，在更换插座时，他发现自己家的老式楼房里没有安装地线，小雨认为，零线在户外就已经和大地相连，把图中A孔与B点连接起来，就可以将A孔接地了，如果按小雨的说法连接，当C点出现断路时，将有金属外壳的用电器接入插座后，带来的安全隐患是（    ） A．用电器开关闭合时，外壳会带电，人接触外壳易触电 B．用电器开关闭合时，会短路，造成电流过大，引起火灾 C．无论用电器开关是否闭合，外壳都会带电，人接触外壳易触电 D．用电器外壳无法接地，当用电器绝缘部分破损或潮湿时，外壳带电，人接触外壳易触电 子题型 3：阅读材料，回答问题。 家中有的插座有两个孔，一个孔接中性线，另一个孔接相线。有的插座有三个孔，相应的插头有三个脚。多出来的孔和脚是做什么用的呢？如图所示，用电器上三脚插头的“1”脚是与用电器的金属外壳接通的。这样，当把三脚插头插在三孔插座里，在把用电器连入电路的同时，也把金属外壳与大地连接起来。万一用电器内部相线绝缘皮破损或失去绝缘性能，使金属外壳与相线接通而带电，电流也会从保护线流走，即使人体接触外壳，一般情况下也不会造成伤害。虽然家用电器外壳接地对人有一定的保护作用，但是发生故障时并不能保证电路被及时断开，潜在的危险依然存在。一些家庭电路中还会在此基础上安装漏电保护器，它也是一种断路器。在出现以上漏电情况时，它会迅速切断电路。如果站在地上的人不小心接触了相线，电流经过人体流入大地，漏电保护器也会迅速切断电路，对人体起到保护作用。 (1)用电器上三脚插头的“1”脚是与用电器的 接通的；“1”脚比“2、3”脚 （选填“短”或“长”），你认为原因是 。 (2)如果站在干燥木凳上的人不小心接触了相线，电流 （选填“会”或“不会”）经过人体流入大地，漏电保护器也 （选填“会”或“不会”）迅速切断电路。 解题模板 1．接线规则：“左零右火上接地”（接地孔必须与大地连通，不可接零线）。 2．接地作用：当用电器金属外壳漏电时，电流通过地线流入大地，避免人体接触外壳时触电。 3．异常情况处理：老式房屋无地线时，需安装漏电保护器，不可将接地孔接零线。 题型六：电能计算类 题型建模 考查核心：电能公式应用、单位换算、电能表读数，常以选择题、计算题形式出现。 子题型 1：妈妈为了让明明在家里有一个舒适的学习和生活环境，新买了一台科龙牌挂式空调机，细心的明明观察后发现这台空调的铭牌参数如下表所示：请问： 额定电压：220V 型号KFR﹣2GW/uR2 频率：50Hz 额定功率：1100W 出厂日期：2009.5 编号：AO30493 （1）这台空调正常工作时通过的电流是多少安？ （2）如果这台空调每天正常工作2h，那么一个月（按30天计算）要消耗多少kw•h的电能？ （3）如果这台空调在用电高峰期时的实际电压是200V，那么实际消耗的电功率是多少瓦？（结果保留整数） 子题型 2：如图，是某家庭用的电能表及某月月初、月末的两次读数，若按0.5元/kW•h计算，他家本月应缴纳电费 元，若电能表在10min内转了400转，则接在该电能表上的用电器总功率为 W． 子题型 3：某学校共有100盏“220V 60W”的白炽灯，若平均每天使用5h． （1）一个月（30天）消耗多少电能？ （2）若推广使用“220V 11W”的节能灯，它与“220V 60W”的白炽灯发光效果相当．一个月可节约多少度电？若一度电是0.6元，每月少交多少元？（30天） （3）从能量转化角度谈一谈为什么节能灯耗电少？ 解题模板 1．核心公式：W=Pt（W为电能，单位kW·h；P为功率，单位kW；t为时间，单位h）。 2．单位换算：1kW=1000W，1kW·h=3.6×106J。 3．电能表读数：月末读 -月初读数=实际耗电量（注意小数位）。 4．节能计算：ΔW=ΔP×t×n（ΔP为单灯功率差，n为灯具数量）。 题型七：电路故障分析类 题型建模 考查核心：根据现象推理故障原因，常以选择题、填空题、简答题形式出现。 子题型 1：如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮，保险丝正常。用测电笔检测插座的两孔，发现插入左右两孔时氖管都发光。用测电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管也发光。发生这一现象的原因可能是（　　） A．进户线零线断路 B．进户线火线断路 C．灯泡发生短路 D．插座发生短路 子题型 2：阅读短文，回答问题： 家庭电路与安全用电 如图甲所示是在电路中有保护作用的电气设备空气开关和漏电保护器。空气开关是用来保护电路和用电器免受过载和短路的设备，它通过监测电流的大小来检测电路中的故障，并在发生故障时自动切断电路，从而保护电路和用电器。漏电保护器是用来保护人员免受电击的设备，它通过监测电路中的漏电电流来检测电路中的故障，并在发生故障时自动切断电路，从而保护人员免受电击。 根据安全用电要求，住户家里除了要安装空气开关外，还必须安装漏电保护器。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，进户线火线中流入的电流和零线中流出的电流相等，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，即有电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面，就会造成火线和零线中的电流不相等，当火线和零线中的电流差异达到一定值，漏电保护器内部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。 试电笔也是家庭中常备的工具，它有辨别进户线哪条是火线和零线的作用，用试电笔测试时，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线。试电笔还有检查设备是否漏电的作用，用试电笔触到电气设备的金属外壳，若氖管发光，则证明该电器有漏电现象，为了保护用电人的安全，必须排除故障后才能使用。 （1）如图丙是小硕家的部分家庭电路的电路图。根据家庭电路的组成，请把①漏电保护器、②电能表、③总开关（空气开关），安装到图丙的虚线框中，正确顺序是 ； （2）如图乙所示是小硕家电能表的表盘，他想检测电能表工作是否准确。于是将图丙中的开关S闭合，使标有“220V  60W”的白炽灯单独接入电路正常工作了5min，白炽灯实际消耗的电能是 J。同时观察电能表的转盘转了16转，则电能表转盘的转速 （填“偏快”“偏慢”或“准确”）； （3）检测完电能表，电灯正常工作了一段时间后突然熄灭，检查空气开关没有跳闸。小硕用试电笔测试，发现测量A、B、C、D四点氖管都发光，E、F两点氖管都不发光。由此可判定此电路故障是 ； （4）排除故障后，安装人员由于疏忽，在安装三孔插座时，误将图丙中的点C和点E的导线接反了，如果此时将电冰箱的三脚插头插入该插座，请你判断漏电保护器是否会断开，说明判断的理由 。 子题型 3：如图所示是小雷设计的部分家庭电路示意图，他与爸爸共同按图进行布线安装。完成连接后，两人同时闭合总开关S及开关时，灯泡闪一下便熄灭，家中所有用电器停止工作。为确定发生故障的元件进行了如下的探究： 请你回答下列问题： （1）若要通过插座判断家中电路是否有电，则测电笔应插入插座的 （选填“左”或“右”）孔； （2）检测结果是测电笔氖管不发光，可判断是进户线中的 发生开路，则应检查 所在的位置；（选填“灯泡”或“熔断器”）； （3）确定上述开路故障后，经排查，小雷猜想发生断电的原因可能是：灯泡内部短路或插座内部短路。于是将熔断器更换为“220V”的检测灯泡； ①闭合开关S、S1，检测灯泡正常发光，不发光，上述现象能否判断一定是灯泡内部短路？ （选填“能”或“不能”），理由是 ； ②断开开关，检测灯泡正常发光，这一现象能否判断一定是插座内部短路？ （选填“能”或“不能”），理由是灯泡两端的电压为 。 解题模板 1．故障推理“三步法”：看现象（灯泡不亮、插座无电、空气开关跳闸）；用测电笔检测（判断火线、零线是否连通）；结合电路原理定位故障（断路或短路、火线或零线故障）。 2．常见故障对应：灯泡不亮+测电笔两端发光→零线断路；灯泡不亮+测电笔一端发光→灯泡断路；空气开关跳闸→过载或短路；插座无电+测电笔都不发光→火线断路。 题型八：灯具对比与节能类 题型建模 考查核心：三种灯具的特点、节能计算，常以选择题、填空题、应用题形式出现。 子题型 1：LED灯具有节能、环保等特点。为践行“低碳理念”，LED节能灯在生活中使用越来越广泛，它可以把电能绝大部分转化为光能。现有一盏标有“12V 5W”LED灯，其亮度与“220V 40W”的普通白炽灯相当。    （1）上述LED灯和白炽灯都正常工作的电流之比是 ； （2）若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，两灯消耗的电能之比是 ； （3）“220V 40W”白炽灯工作时的能量转化情况如图，则可推测5W LED灯与40W白炽灯照明效果相同时LED节能灯的发光效率是 。 子题型 2：为响应“节能减排”号召，家里的5盏“ ”的白炽灯被更换成5个发光效果相当的12W的LED灯。铭牌“ ”表示： ；若每天平均开灯4h，则一个月（30天）可节约电能 。 子题型 3：请阅读《当今社会重要的人造光源—LED灯》并回答问题。 当今社会重要的人造光源—LED灯 白炽灯的发明作为现代文明社会起始的里程碑，使人类进入电光源时代。从以白炽灯为代表的第一代热辐射光源到以日光灯、荧光灯、汞灯、钠灯为代表的第二代和第三代气体放电光源，乃至节能灯都离不开钨丝和汞气。它们不仅能耗大、寿命短，而且其含有的金属汞对环境存在着一定的污染。而节能、环保、可靠的LED灯，正成为新一代光源，为人类照明史谱写着新的篇章。 LED灯又叫发光二极管，它主要由芯片、包裹芯片的透明环氧树脂、引线组成，结构如图甲所示。其中，芯片是LED灯的核心部件，它是一种由固态半导体材料制成的元件。如图乙所示，芯片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它的结构中存在着大量可以吸引电子的空位，称为空穴；另一部分是N型半导体，在它的结构中存在着大量的自由电子。当在LED灯的芯片两端加上一定的正向电压后，大量的自由电子便与空穴复合，这时电子多余的能量就会以光的形式辐射出来产生发光现象，这就是LED灯发光的原理。 与传统的白炽灯、荧光灯相比，LED灯具有许多不同之处。首先，LED灯基本上是一块很小的芯片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小而轻。其次，由于白炽灯的发光原理是通过电流加热灯丝到白炽状态，从而利用热辐射发出可见光，所以白炽灯在使用时约90%以上的电能都转化成了内能，只有不足10%的电能才真正转化成我们需要的光能，而LED灯可以直接把电能转化为光能，它的转化效率可达到80%以上。第三，从使用寿命来看，普通白炽灯的额定寿命约1000h，荧光灯的额定寿命约5000h，而LED灯的额定寿命约50000h。另外，与荧光灯相比，LED灯不含汞等有害元素，更加环保，利于回收。目前，LED灯正逐渐替代白炽奵、荧光灯等光源，成为人造光源的主流产品，广泛应用于各种照明、显示和标识等领域中。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）LED灯的芯片是由 材料制成的； （2）LED灯发光的原理是 ； （3）白炽灯工作时将电能主要转化成了 能； （4）与传统的白炽灯、荧光灯相比，LED灯具备的优势是 （写出一条即可）。 解题模板 1．灯具特点对比（核心：节能、寿命、亮度）： LED灯：节能最优、寿命最长（白炽灯的5~8倍）、亮度最高； 节能灯：节能次之、寿命较长； 白炽灯：节能最差、寿命最短、亮度最低。 2．节能计算：先算单灯功率差，再算总功率差，最后用W=Pt计算节约电能。 一、单选题 1．如图，是规范连接的家庭电路的一部分。下列说法正确的是（   ） A．a点所在的进户线是零线 B．若e点所在导线断路，三孔插座仍可安全使用 C．断开开关S，用测电笔检测d点时，氖管发光 D．闭合开关S，灯泡L不发光，是因为导线bc间断路 2．如图所示的家庭电路中，正常发光的灯L突然熄灭，电工用测电笔分别测a、b、c、d四点，发现a、b两点氖管都发光，c、d两点氖管都不发光。若电路只有一处故障，则可能是（　　） A．火线上熔丝断了 B．开关S处断路 C．灯泡灯丝断了 D．导线c、d间断路 3．安全用电人人有责，下列关于安全用电的说法正确的是（　　） A．保险丝被烧断后可以更换成铜丝替代 B．使用验电笔时手不能接触验电笔尾金属帽 C．家庭电路中出现跳闸，说明一定有用电器发生短路现象 D．进户线依次经过电能表、总开关、保险装置再到用电器 二、多选题 4．如图所示的家庭电路左侧为进户线。闭合开关S1和S2，灯L1发光，灯L2不发光；用试电笔分别接触插座的左、右孔，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则下列说法中，正确的是（　　） A．用试电笔检测e点时氖管不发光 B．用试电笔检测c点时氖管发光 C．d、e间断路 D．d、c间断路 5．如图是一种多插孔接线板，按下某插座控制开关S，其对应指示灯D发光，再将台灯插头插入该插座，台灯与指示灯能同时发光。下列关于接线板的说法正确的是（　　） A．若指示灯D损坏，则台灯不亮 B．若该电路电流过大跳闸了，一定是电路短路了 C．将测电笔插入图中接地线的A孔，测电笔氖管不发光 D．使用电冰箱时，必须将三线插头插入三孔插座中，使金属外壳接地 三、填空题 6．家庭电路中，电热水壶应与其他家用电器 联。若用电热水壶加热0.8kg的水，使其温度从30℃升高到80℃，则水吸收的热量是 J。此过程中，电热水壶实际消耗的电能 （选填“大于”“等于”或“小于”）水吸收的热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 7．小刚家4月底电能表读数为821.6kW·h，5月底电能表读数如图所示，那么5月份他家消耗了 kW·h的电能。小刚发现半小时内该电能表的转盘转了1250转，则他家半小时内消耗的电能为 kW·h。请你为小刚家提一条节约用电的建议： 。 8．家庭电路的电压为220V，其部分电路图如图所示，安装在火线上的保险丝是利用电流的 效应工作的，当闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，再断开S1，保持S2闭合，用测电笔插入插座两孔氖管均发光，则电路故障原因可能是 间断路（选填“ac”、“bd”或“df”）。 9．电工师傅常用一只额定电压为220 V的灯泡（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S闭合后，再分别闭合（每次只能闭合其中一个开关）时，可能出现以下三种情况，试判断： (1)不亮，说明该支路 （选填“短路”“断路”或“正常”）。 (2)正常发光，说明该支路 （选填“短路”“断路”或“正常”）。 (3)发光呈暗红色，说明该支路 （选填“短路”“断路”或“正常”）。 (4)若闭合后，和都不亮，为进一步明确故障，电工师傅用测电笔测试a、b、c、d四点时，氖管都发光，则电路的故障可能是 。 四、实验题 10．亲爱的同学，请利用你所掌握的实验技能回答下列问题。 （1）如图甲，这是一种家用电力检测仪的部分截图，它当前测量的是 （填物理量），示数是 ； （2）如图乙所示，这是某试电笔的结构图，其外壳为透明绝缘体，安装时 ，（选填“能”或“不能”）调换氖管与电阻的位置，使用时，手的 （选填“要”或“不要”）接触笔卡； （3）家庭电路中，检测电路故障时，电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0（检验灯泡），放在保险丝位置上，并且断开保险丝，来检查家庭电路中每个支路的情况，如图丙所示，当S闭合时，再逐一闭合S1、S2、S3（每次只闭合其中的一个开关）可能出现下列几种现象，请你根据所提供的现象判断电路的状态（选填“短路”“断路”或“正常”） ①L0不亮，说明该支路 ； ②L0正常发光，说明该支路 ； ③L0发光呈暗红色，说明该支路 。 11．如果高压输电线掉落在地上，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，称做“跨步电压”。这时电流从一条腿流入，另一条腿流出，会发生触电事故，如图甲所示。 为了粗略地探究“跨步电压的大小如何变化”，小明设计了如图乙所示的模拟电路装置进行实验。实验主要步骤如下： ①闭合开关后，小明将连接电压表的两个导线竖直插入沙盘。 ②保持DE之间的距离不变，改变EF之间的距离，分别记录对应的电压表示数。 ③保持EF之间的距离不变，改变DE之间的距离，分别记录对应的电压表示数。 实验数据如下表所示： 实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V 1 6 3.5 0.5 2 6 4.5 0.7 3 6 7 1.3 4 7 7 1.2 5 8 7 1.1 (1)实验时，小刚对实验装置提出了疑问：现实生活中的地面大部分情况下是干燥的，为什么这里要用潮湿细沙代替呢？请你帮忙解答小刚的疑问： 。 (2)图乙的实验中，EF模拟的是图甲中 （选填“AB”或“BC”）之间的距离。 (3)分析实验数据可知，两脚间的距离一定时，人一只脚与高压线落地点的距离 （选填“越小”或“越大”），跨步电压越大。 (4)实验结束后，同学们进行交流：如果某天发现周围有高压线掉落在了地面上，为了安全撤离，小明认为应快速跑步远离掉落的高压线，小刚认为应该并拢双脚跳着远离掉落的高压线。结合上表中的实验数据，你认为 的说法正确，理由是 。 五、计算题 12．小飞家响应国家家电以旧换新惠民政策，置换了一台储水式电热水器，铭牌如下表，原理如下图，是储水箱中加热器内的电阻，为漏电保护开关，为温控开关。已知，。 额定加热功率 2000W 额定电压 220V 额定保温功率 400W 防水等级 IPX4 温度范围 室温 额定容量 50L 加热方式 双管加热 内胆材质 金属板搪瓷 (1)求保温挡正常工作2小时消耗的电能； (2)求的阻值； (3)该电热水器在加热状态下正常工作40min，使额定容量的水温度升高20℃，求它的加热效率。 13．某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。 （1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线； （2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？ （3）电热丝R1的阻值是多大？ 六、综合题 14．小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。 额定电压 220V 高温挡功率 2000W 低温挡功率 800W （1）如图，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过 的方式增大空气内能的； （2）小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用； （3）若该电暖器一天正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电多少千瓦时？( ) （4）小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。 七、科普阅读题 15．阅读短文，回答问题。 储水式电热水器 电热水器主要由加热棒、防电墙等部件组成，加热棒为阻值不变的电热丝，为了安全使用，电热丝外面要包裹一层材料。 电热水器在使用过程中会有漏电危险，为防止使用时漏电且接地线失效时出现触电事故，电热水器在出水口处串接了一个“防电墙”，如图甲、乙是电热水器防电墙的外部和内部构造图，其中防电墙内部水流的是螺旋绝缘通道（如图丙所示）。 表一为该热水器的部分参数，其中“额定最高温度”是电热水器正常工作时水箱中所能达到的最高温度。 表一： 额定容量/ 额定功率/ 额定最高温度/℃ 额定电压/ 用不同长度、不同横截面积的水管做成“防电墙”进行实验，测“防电墙”电阻的大小如表二所示。 表二： 螺旋水柱长度 横截面积 防电墙电阻 (1)考虑用电安全，电热水器应使用 孔（选填“两”或“三”）插座，“防电墙”内部做成螺旋状，可增加进入该处水管水流的 来增加电阻。 (2)关于热水器内部的加热棒，下列说法正确的是（　　） A．电热丝通电时内能增大是通过热传递改变的 B．电热丝外面包裹的是导热性差的材料 C．电热丝外面包裹的材料应为绝缘体 D．电热丝应选用电阻小、熔点低的材料 (3)电热水器水箱中注满初温为20℃的冷水，以额定功率加热到额定最高温度所需要的时间为125min，吸收的热量为 J，则该电热水器的电热转化效率为 。 (4)为确保安全，要求淋浴时通过人体的安全电流不超过1mA，该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的横截面积为0.6cm2，则防电墙内的螺旋水柱总长度至少为 cm（淋浴时人体的电阻约为1kΩ，除防电墙和人体外其余水路电阻不计）。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 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