第23讲 安全用电 讲义 -2025-2026学年人教版物理九年级全一册

本初中物理讲义聚焦安全用电与家庭电路核心知识点，系统梳理家庭电路组成及元件安装方式、火线零线辨别、三线插头与漏电保护、电流过大原因、安全用电原则、电路连接与故障分析及实际应用，构建从基础到应用的递进式学习支架。 资料通过情境化例题（如电路连接、漏电保护器原理分析）和实验设计（如短路危害探究），培养学生模型建构与科学推理能力，强化安全用电的科学态度与责任。课中辅助教师讲解重难点，课后拓展题助力学生巩固知识，查漏补缺，提升解决实际问题的能力。

第23讲 安全用电——家庭电路 【知识提要】 1、家庭电路的组成及元件的安装方式 2、火线、零线及其辨别 3、三线插头和漏电保护 4、家庭电路中电流过大的原因 5、安全用电 6、家庭电路的连接 7、家庭电路的故障 8、实际生活中的应用 知识点一、家庭电路的组成及元件的安装方式 1、家庭电路组成：主要由低压供电线路（也叫入户线，由火线和零线组成）、电能表、总开关、保险装置、用电器和支路开关、插座等组成。 2、安装要求：电能表、总开关、保险装置都安装在干路上，保险丝只接一根更安全，且应接在火线上，用电器所带的开关需接在靠近火线一侧。 8．（2026·福建泉州·一模）请用笔画线表示导线，将如图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。 【答案】 【难度】0.65 【知识点】家庭电路中各元件的连接方式、家庭电路作图、家庭电路的基本组成、三线插头的接线及作用 【详解】火线首先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接在灯泡的螺旋套上；这样开关既能控制灯泡，又能在灯泡损坏时，断开开关，切断火线，更换灯泡时更安全；三孔插座遵循“左零右火上接地”的原则，左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线，据此作图。 知识点二、火线、零线及其辨别 1、火线和零线 进户线的两条输电线中，一条叫端线，俗称 火线 〔L〕，另一条叫 零线 〔N〕，零线在入户之前已经和 大地 相连。 2、地线：用电器漏电时，用来将电流引入大地的导线〔E〕 3、火线和零线之间的电压： 我国的交流电，火线与零线、火线与地线之间的电压为 220V ，火线与火线之间的电压为 380V 。 4、测电笔的结构及其使用 作用：用来辨别零线和火线 组成： 例题2、小明家书房有一盏照明灯，闭合和断开照明灯开关时，照明灯正常发光和熄灭，小明晚上学习时，将一盏完好的台灯（台灯开关始终闭合）插入书房插座后发现：闭合照明灯开关时，发现照明灯亮，台灯不亮；断开照明灯开关时，照明灯和台灯均亮，但亮度不够，为了节约用电，小明在开关断开时取下照明灯，想让台灯单独工作，结果发现台灯也不亮，此时用测电笔测试台灯插座两孔氖管均发光。则符合他家书房电路实际情况的电路图是（图中电灯为照明灯，开关为照明灯开关，插座为台灯插座）（　　） A．B．C．D． 【分析】并联电路中各支路间互不影响；串联电路只有一条通路，只要一处断路，整个电路都断路。由此根据题目现象逐一分析各选项即可。 【解答】解： A、由图可知，台灯插入插座后，两灯并联，开关在干路上；闭合开关两灯都亮；断开开关两灯都不亮，取下照明灯对台灯支路没有影响，台灯仍能亮，故A图不符合题意； B、由图可知，台灯插入插座后，闭合开关时，照明灯亮；由于台灯两端都接在火线上，台灯被短路，所以台灯不亮；断开开关时，照明灯与台灯串联，两灯都亮，两灯电压之和等于220V，即两电压都小于额定电压，所以两灯的亮度比正常发光时都暗；取下照明灯后，台灯两端仍都接在火线上，所以台灯不亮；由于插座的两孔均接在火线上，故测电笔测试台灯插座两孔氖管均发光，故B符合题意； C、由图可知，台灯插入插座后，两灯并联，开关只控制照明灯，闭合开关两灯都亮；断开开关，照明灯不亮，台灯能正常发光；取下照明灯后对台灯支路没有影响，台灯仍亮，故C不符合题意； D、由图可知，台灯插入插座后，两灯并联，开关在干路上；闭合开关两灯都亮；断开开关两灯都不亮；取下照明灯对台灯支路没有影响，台灯仍能亮，故D不符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查对家庭电路、串联和并联电路的认识和理解，要知道火线上有220V电压，零线上没有电压，关键是根据开关在不同状态下两灯的发光情况分析解答。 知识点三、三线插头和漏电保护 1、三线插头和三孔插座 三线插头中“长脚”的作用： 2、漏电保护器 作用：发生漏电或发生触电事故时，及时切断电路，保护人身安全。 原理：发生漏电时，通过火线和零线的电流不等时，漏电保护器跳闸，切断电路。 3、空气开关的作用：电路中的电流超过额定电流时，自动切断电路。 例题3：1．（2024·陕西·中考真题）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 【难度】0.65 【知识点】家庭电路中各元件的连接方式、三线插头的接线及作用、寻找家庭电路断路的故障点、保险丝的功能与使用方法 【详解】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。 （2024春•乐清市期中）漏电保护断路器 电给我们带来便利的同时也带来安全隐患，根据安全用电要求，现在，许多用户特别是新建楼房的电路中除了要安装防止电流过大的空气断路器（俗称“空气开关”）外，还必须安装如图甲所示的漏电保护断路器（俗称“漏电保护器”），它们通常安装在供电箱中。 家用漏电保护断路器是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等。如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，I1和I2就会造成不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路。排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电。为确保使用安全，漏电保护断路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，说明漏电保护器需要更换。 （1）漏电保护断路器实质上就是一个 　开关　（电源/用电器/开关）。 （2）家庭电路电流过大的原因有 　短路　（只需答一个原因），当家庭电路电流过大时，漏电保护断路器 　不能　（能/不能）自动切断电路。 （3）如果电路中发生漏电，漏电电流为I3，则I1、I2、I3大小关系的表达式为 　I1＝I2+I3　。 （4）站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，该人体的电阻为3000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为2500Ω，电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器，该漏电保护断路器 　能　（能/不能）及时断开电路。 （5）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 　C　。 【解答】解：（1）漏电保护断路器实质上就是一个开关； （2）家庭电路电流过大的原因是：短路或总功率过大； 据题目中漏电保护器的作用是：如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地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，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路，故家庭电路电流过大时，熔断丝会熔断，但漏电保护器不会切断； （3）由图乙可知，火线中的电流一部分通过零线，一部分流向大地，即三电流之间的关系：I1＝I2+I3； （4）站在地面上的人体不小心接触了火线时， 此时漏电电流I3＝＝＝0.04A＝40mA， 由图丁可知，额定动作电流I≥30mA， 因I3＞I，所以，该漏电保护器能及时断开电路； （5）A．闭合开关时，电阻R被短路，虚线框内火线电流仍然等于零线电流，无法模拟漏电情形，故A不符合要求； BD．闭合开关S时，通过虚线框内火线和零线的电流相等，此时无法模拟漏电情形，故BD不符合要求； C．闭合开关时，通过虚线框内火线的电流等于通过电阻R和用电器的电流之和，所以通过虚线框内火线的电流大于通过该装置零线的电流，可以模拟漏电情形，故C符合要求。 故选C。 故答案为：（1）开关；（2）短路；不能；（3）I1＝I2+I3；（4）能；（5）C。 【点评】本题考查了学生获取信息解决实际问题的能力，涉及到欧姆定律的应用和电路图的连接等，根据题意得出漏电保护器的工作原理是关键。 知识点四、家庭电路中电流过大的原因 1、家庭电路中电流过大的原因 （1） 用电器总功率过大，P=P1+P2+P3+ … （2） 电路中有短路故障 2、保险丝 （1）材料：保险丝是用铅锑合金制成的，其电阻比较 大 、熔点比较 低 。 （2）作用：当电流过大时，保险丝由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护电路的作用。 （3）使用：保险丝串联在干路中，通过保险丝的电流不能超过它的额定电流，不能用铁丝或铜丝代替，也不能用规格不同的保险丝代替。 （4）保险丝的额定电流及选择：不同粗细的保险丝具有不同的额定电流，首先计算出电路中最大的正常工作电流，选择额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流的保险丝。 例题4、如图所示，A为一根5A的保险丝，B、C均为3A的保险丝。R1＝21Ω，R2＝18Ω。S断开时，通过R1的电流为2.4A。问当S闭合时， 直径（mm） 0.40 0.71 0.98 1.26 1.58 1.98 额定电流（A） 1.5 3 4.5 6 7.5 15 （1）流过A保险丝的电流为多少安？ （2）哪根保险丝有可能熔断？该保险丝应该换用下表中直径为多大的保险丝？ 【解答】解：（1）由I＝得，电源电压U＝U1＝I1R1＝2.4A×21Ω＝50.4V。 当S闭合时，R1、R2并联，通过R2的电流I2＝＝＝2.8A。 因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过保险丝A的电流： I＝I1+I2＝2.4A+2.8A＝5.2A。 （2）根据表中数据和上述计算结果可知I＞5A，I1＜3A，I2＜3A，所以保险丝A可能会熔断，应选择直径为1.26mm的保险丝。 答：（1）流过A保险丝的电流为5.2A； （2）保险丝A有可能熔断，该保险丝应该换用直径为1.26mm的保险丝。 知识点五、安全用电 1、电流对人体的危害：电对人体造成的危害程度与通过人体电流的大小及持续时间有关。 电流大小（50Hz交流电） 人体的反应 100~200μA 对人体无害，可以治疗某些疾病 2~3mA 手指感觉强烈发麻 8~10mA 手摆脱电源已感到困难，有剧烈疼痛感 20~25mA 手迅速麻痹，不能自动摆脱电源，呼吸困难 50~80mA 呼吸困难，心房开始震颤 90~100mA 呼吸麻痹，三秒钟后心脏开始麻痹，停止跳动 2、常见的触电类型 （1）单线触电 （2）双线触电 （3）高压电弧触电 （4）跨步电压触电 （5）触电急救措施：立即切断电源，必要时应对触电者进行急救。 3、安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 4、避雷针：高大建筑的顶部都有针状的金属物，通过很粗的金属线与大地相连，可以防雷。 5、雷电灾害的预防：有雷电时，注意关闭门窗，雷雨天气不要在开阔地行走；还要举着雨伞或肩扛长的金属物；不要在大树下避雨等。 2．（2023·湖北·中考真题）小明设计了一种晚上自动给花草浇水电路。光控开关在天黑时闭合，湿敏开关在土壤过于干燥时闭合。浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作，对花草进行浇水。下列电路既满足上述条件，又符合安全用电原则的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】A 【难度】0.65 【知识点】串联电路的设计、安装家庭电路时应注意的问题 【详解】光控开关在天黑时闭合，湿敏开关在土壤过于干燥时闭合。浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作，对花草进行浇水，要求两个开关同时闭合电路开始工作，因此两个开关应串联；既满足上述条件，又符合安全用电原则，开关必须接在火线和用电器之间； A．开关串联，接在浇水器与火线之间，故A符合题意； B．开关串联，接在浇水器与零线之间，不符合安全用电原则，故B不符合题意； C．两个开关并联，接在浇水器与零线之间，闭合任意开关，浇水器都能工作，且不符合安全用电原则，故C不符合题意； D．两个开关并联，接在浇水器与火线之间，符合安全用电原则，但闭合任意开关，浇水器都能工作，故D不符合题意。 故选A。 知识点六、家庭电路的连接 例题6、（2024•东营模拟）如图甲是小明家的插座面板，其内部有三孔插座，USB供电模块及开关。三孔插座和供电模块由开关控制，且可独立工作。请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整。 【解答】解：由题知，三孔插座和供电模块可以独立工作，即两者是并联的，而三孔插座和供电模块由总开关控制，说明开关在干路上，由此按家庭电路连接的要求补画电路如图所示： 【点评】家庭电路的连接，要掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。 知识点七、家庭电路的故障 7．（25-26九年级上·全国·单元测试）学习家庭电路后，我们知道测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，表示接触的是______线。若我们在检查如图所示电路过程中发现：闭合开关和，发光，不发光，用测电笔接触a、b、c、d四个接线点，发现测电笔接触a、b、d三点时氖管发光，接触c点时氖管不发光。若电路中只有一处故障，则是______（选填“a、b间断路”“c、d间断路”“断路”或“断路”）。 【答案】 相 c、d间断路 【难度】0.4 【知识点】寻找家庭电路断路的故障点、练习使用测电笔 【详解】[1]当测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，说明此时测电笔有电流经过，表示接触的是火线，即相线。 [2]闭合开关S1和S2，只有L1发光，说明L2所在电路出现断路现象，用测电笔测a、b、c、d四个接线点，发现只有在c点氖管不发光，说明L1所在电路与c点左边的零线部分均正常，b、d之间连接均正常，故障为c、d间断路。 【点评】此题前三个小题考查了用校验灯检修家庭电路的故障，根据校验灯的三种状态可以快速得出电路是否存在故障，具有较强的实用性。 知识点八、实际生活中的应用 例题9、（2024•淮安一模）如图甲为储水式电热水器的内部结构，它利用加热管对水箱中的水进行加热。长时间使用后可能导致绝缘部分可能破损，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）若电热水器水箱容量为50L，额定功率1500W，则正常工作时，将水从20℃加热至50℃，至少需要多长时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3] （2）考虑到用电安全，电热水器应使用 三孔（选填“两孔”或“三孔”）插座，且进、出水管口都装有防电墙，其内部结构如图乙所示，流经其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，从而使水的电阻 变大； （3）若人体电阻为2kΩ，某种防电墙电阻为468kΩ，当如图丙所示地线失效时： ①试用计算说明此防电墙能否保证人的安全？ ②若防电墙内部容积为10cm3，横截面1cm2，长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ，水柱的电阻跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，则此防电墙中需要将内部的水分隔成长度为 60cm的螺旋水柱。（不考虑内部隔片本身的厚度影响） 慧；邮箱：18974926678；学号：12330944 巩固拓展： 1、（2024•呼和浩特）徐伟同学发现，日常生活中妈妈有很多不规范的用电行为，很容易造成危险。于是他对妈妈的某些用电行为进行了总结，以便及时纠正：①空气开关跳闸后，立即合上；②边给手机充电边用手机打电话；③用湿布擦拭用电器前断开开关；④在不断开电路的情况下，更换日光灯；⑤将三线插头变为两线插头使用；⑥家里电路定期检查，老旧线路及时更换。妈妈的这些行为中不符合安全用电原则的是（　　） A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②④⑤ D．③④⑤⑥ 【解答】解：①空气开关跳闸后，必须检修后才能合闸，故①错误； ②手机在充电时使用，容易引发事故，手机充电结束后，应该直接拔掉充电器，充电器长时间通电易发热而引发火灾，故②错误； ③生活用水是导体，用湿布擦拭用电器前，防止触电，必须断开开关故③正确； ④更换灯泡、搬动家用电器前应先断开电源开关，在不断开电路的情况下，更换日光灯容器触电，故④错误； ⑤将三线插头变为两线插头使用，金属外壳不能接地，容易触电，故⑤错误； ⑥家里电路定期检查，老旧线路及时更换，故⑥正确。 综上可知，这些行为中不符合安全用电原则的是①②④⑤。 故选：C。 【点评】本题考查安全用电的常识，解决此类题目要结合安全用电的知识进行分析解答，为防止因电带来的伤害，要注意安全用电原则。 2、（2024秋•南昌县期末）认识短路的危害和保险丝的作用 【设计实验】 目的：认识短路的危害 器材：低压电源（直流6V）、开关、额定电流为1A的保险丝、额定电压为6V的灯泡、导线、电流表（演示电流表，0～5A） 【进行实验】 （1）在图中，CD间接上一段保险丝，AB间接入电流表，其它部分如图所示连接好电路。 （2）当开关闭合时，灯泡发光（填“发光”或“不发光”），电流表 有（填“有”或“无”）示数。 （3）断开开关，在B、D间接一根粗铜丝，当闭合开关的瞬间，你将会观察到 D。 A．电流表没有读数，灯泡也不亮 B．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，灯泡变得非常亮 C．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，AB间导线也随即熔断 D．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，保险丝也随即熔断 【分析论证】 B、D间接入铜丝时，灯泡被短路，电路中电阻很小。根据欧姆定律知道，闭合开关的瞬间，线路中的电流 很大。这时，通过保险丝 等于（填“等于”、“小于”或“大于”）导线的电流，但保险丝的电阻比导线大很多，根据焦耳定律，在电流相同时，导体中的产生的热量跟电阻成 正比，所以保险丝的温度更高，又由于保险丝的 熔点较低，所以发生了上述的现象。 【解答】解：【进行实验】 （2）当开关闭合时，由图可知，这是一个正常连接的电路，灯泡与保险丝串联，所以灯泡发光，电流表有示数。 （3）断开开关，在B、D间接一根粗铜丝，此时灯泡被短路，电流通过保险丝后，直接经电流表回到电源负极，所以当闭合开关的瞬间，将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度，保险丝也随即熔断，灯泡不发光。故只有D符合题意； 【分析论证】 当B、D间接入铜丝时，灯泡被短路。根据欧姆定律I=U/R可知，闭合开关的瞬间，线路中的电流很大，通过保险丝和导线的电流相同，但是保险丝的电阻比导线大很多，由公式P=I2R可知，在电流相同时，导体的电功率跟电阻成正比，所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多，使保险丝的温度升高，又由于保险丝的熔点较低，所以发生了上述的现象。 故答案为：【进行实验】（2）发光；有；（3）D； 【分析论证】很大；等于；正；熔点。 【点评】本题通过实验，研究和验证了短路的危害，要会判断电流的连接，会用欧姆定律、电功率、电流的热效应等来分析电路的特点，是解答的关键。 （2024•西宁一模）小明把家庭电路的接线图简化后如图所示，由该图可知错误的是（　　） A．a线是火线，b线是零线 B．控制灯泡的开关可以和灯泡的位置互换 C．当插座每多接入一个用电器，电路的总电阻变小 D．电路中的灯泡、电视机和电冰箱是并联的，各个小彩灯之间是串联的 【解答】解：A、由图可知，开关相连的那根线是火线，即上面线是火线，下面线是零线，由图还可以知道两孔插座中右边的那个孔连接的是火线，故a是火线，b是零线，故A正确； B、灯泡与开关串联，开关必须连在火线上，控制灯泡的开关不可和灯泡的位置互换，故B错误； C、当插座每多接入一个用电器，根据并联电路的电阻关系可知，电路的总电阻变小，故C正确； D、家庭电路中各个用电器是互不影响的，所以灯泡和电视机是并联，各个小彩灯之间是串联的，故D正确。 故选：B。 【点评】本题考查家庭电路的组成、连接，熟悉家庭电路的连接特点是解决该题的关键。 4、（多选）（2024秋•长沙期末）某家庭电路的连接如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若正确使用测电笔测量a、b两点，只有a点会使测电笔氖管发光 B．空气开关只能安装在b点处 C．c点所在的导线与大地相连 D．L1和L2是串联的 【解答】解：A、若正确使用测电笔测量a、b两点，只有a点会使测电笔氖管发光，故A正确； B、空气开关应该安装在干路中或者准备接大功率用电器的支路中，故B错误； C、c点所在的导线与大地相连，故C正确； D、L1和L2互不影响，是并联的，故D错误。 故选：AC。 【点评】本题考查的是家庭电路的组成；知道试电笔的使用规则和空气开关、三孔插座的正确接法。 *5、（2023秋•华阴市期末）如图是一个电热电器电路，电热丝，指示灯，开关组成串联电路，接在电源上，已知该电路有一个元件断路，一个元件短路，但不知道是哪个有故障，今用一个校验电灯分别接在各处得到。下表所示的结果，根据表格内容可判断（　　） 校验次数 1 2 3 4 5 6 校验电灯接入点 af ab cd ef ad cf 发光情况 正常 发光 不发 光 亮度 较暗 不发 光 亮度 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 【解答】解： A、如果指示灯断路，开关短路，将校验电灯接在cd之间时，灯泡处于断路状态，不会发光。此选项不正确； B、如果指示灯断路，电热丝短路，将校验电灯接在cd之间时，灯泡处于断路状态，不会发光。此选项不正确； C、如果电热丝断路，开关短路，将校验电灯接在cd之间时，灯泡处于断路状态，不会发光。此选项不正确； D、如果开关断路，指示灯短路，将灯泡接在上面的任何两点，发光情况都与题目所列一致。此选项正确。 故选：D。 【点评】分析电路故障时，一般将每个选项依次代入题目，检查是否符合题意，用“排除法”确定正确选项。将某一选项代入题干时，只要有一项与现象不符（如灯泡发光，而题目中不发光），此选项即为错误。 *6、（2024•方城县一模）晓晓刚搬到新家，发现卧室床头有两个开关，已知S1为调光灯的旋钮开关，可单独控制台灯的通断及亮度；S2为控制空调插座的开关，请你在图中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则。​ 【解答】解：据题目可知，此时变阻器必须与台灯串联，从安全用电的角度分析，S2为单独控制空调插座的开关，则S2应与三孔插座串联，如下图： 三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。 【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座的接法，同时考虑使用性和安全性。 *7、已知导线的电阻跟其长度成正比，跟其横截面积成反比。如果直径为0.3mm的细铅丝通过1.8A的电流将被熔断，直径为0.6mm的粗铅丝通过5A电流被熔断，现在用上述规格的长度相同的20根细铅丝和1根粗铅丝并联接在电路中，则当通过的总电流超过30A时，将会有铅丝熔断。 【分析】解决此题要根据电阻公式R＝ρ分析影响电阻大小的因素，要使并联电路的熔丝都熔断则电流必须达到可熔断最大电阻的电流值。 【解答】解：由公式可知R＝ρ＝，则两电阻丝的电阻之比为： R1：R2＝：＝4：1，即R1＝4R2， 当电路中所加电压：U1＝I1R1＝1.8A×R1时，粗熔丝中的电流： I2＝＝＝＝7.2A，因为7.2A＞5.0A，所以不能加U1的电压， 则电路中应加的电压为：U2＝I2R2＝5.0A×R2，通过吸每根电阻丝的电流： I1′＝＝1.25A； 此时，粗熔丝熔断，电路中的总电流I总＝1.25A×20+5A＝30A。 故答案为：30A *8、（2023•封开县二模）如图1所示是某电热器的工作原理图，工作电压220V，R1、R2是发热电阻，且R1＝R2，虚线框为电热器的金属外壳，它用一个旋转开关可以实现电热器多挡位工作的要求。旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点①、②、③、④，右边缘是一金属板，可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。如旋到图1中位置S时，金属滑片将①②两触点同时与右边缘金属板接通。 （1）请你为这台电热器配备一个三脚插头，如图2所示，应该将电路图中的火线接到插头 　L　，地线接到插头 　G　（上面二空均选填“G”、“L”或“N”）脚。小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在图1中A、B、C、D、E中的 　A　点处； （2）旋钮开关旋到位置S时的电功率为1000W，则R2＝　48.4　Ω； （3）当旋钮开关旋到位置T时，电热器处于 　低温挡　（选填“高温挡”或“低温挡”），通电1min产生的热量是 　3×104　J； （4）某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如表，请你计算确定应选横截面积为 　1　mm2的铜芯导线作为该电热器的输出导线，才符合既适用又经济的原则。 【解答】解：（1）①家庭电路中，三脚插头有三条线，其中一条接火线，通常标有“L”字样，故应将火线接到插头L；三孔插座的上孔接地线，对应的三脚插头的上脚接金属外壳，当人接触漏电的金属外壳时，把人体短路，防止发生触电事故。②在电热器被碰倒时，要切断火线，故“倾倒开关”要接在火线上。 （2）如旋钮开关旋到位置S时，金属滑片将1、2两触点同时与右边缘金属板接通，由此可判断R1被短路，电路中只有R2，R2的阻值为：R2＝＝＝48.4Ω。 （3）当旋钮开关旋到位置T时，电路中R1和R2串联，根据公式P＝知，当电压一定时，阻值越小，则功率越大，故为高温挡。通电1min产生的热量是： Q＝＝×60s＝3×104J （4）电热器工作时的最大电流：I＝＝≈4.55A。由表可知，应选横截面积为1mm2的导线。 故答案为：（1）L，J，A；（2）48.4；（3）高温挡，6×104；（4）1。 【点评】本题综合性很强，涉及到三脚插头、三孔插座、功率计算、电热计算等，有一定的难度。难点在于最后一题，在什么情况下才是电热器的最大电流，根据Q＝I2Rt可知，在时间、电压一定时，电阻越小产生的热量越多；再就是选择导线要大于最大电流但又是最贴近最大电流值。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第23讲 安全用电——家庭电路 【知识提要】 1、家庭电路的组成及元件的安装方式 2、火线、零线及其辨别 3、三线插头和漏电保护 4、家庭电路中电流过大的原因 5、安全用电 6、家庭电路的连接 7、家庭电路的故障 8、实际生活中的应用 知识点一、家庭电路的组成及元件的安装方式 1、家庭电路组成：主要由低压供电线路（也叫入户线，由火线和零线组成）、 、 、 、用电器和支路开关、插座等组成。 2、安装要求：电能表、总开关、保险装置都安装在 路上，保险丝只接一根更安全，且应接在 上，用电器所带的开关需接在靠近 线一侧。 例1 请用笔画线表示导线，将如图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。 知识点二、火线、零线及其辨别 1、火线和零线 进户线的两条输电线中，一条叫端线，俗称 〔L〕，另一条叫 〔N〕，零线在入户之前已经和 相连。 2、地线：用电器漏电时，用来将电流引入大地的导线〔E〕 3、火线和零线之间的电压： 我国的交流电，火线与零线、火线与地线之间的电压为 ，火线与火线之间的电压为 。 4、测电笔的结构及其使用 作用：用来辨别零线和火线 组成： 例题2 小明家书房有一盏照明灯，闭合和断开照明灯开关时，照明灯正常发光和熄灭，小明晚上学习时，将一盏完好的台灯（台灯开关始终闭合）插入书房插座后发现：闭合照明灯开关时，发现照明灯亮，台灯不亮；断开照明灯开关时，照明灯和台灯均亮，但亮度不够，为了节约用电，小明在开关断开时取下照明灯，想让台灯单独工作，结果发现台灯也不亮，此时用测电笔测试台灯插座两孔氖管均发光。则符合他家书房电路实际情况的电路图是（图中电灯为照明灯，开关为照明灯开关，插座为台灯插座）（　　） A．B．C．D． 知识点三、三线插头和漏电保护 1、三线插头和三孔插座 三线插头中“长脚”的作用： 2、漏电保护器 作用：发生漏电或发生触电事故时，及时切断电路，保护人身安全。 原理：发生漏电时，通过火线和零线的电流不等时，漏电保护器跳闸，切断电路。 3、空气开关的作用：电路中的电流超过额定电流时，自动切断电路。 例题3 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 例4 电给我们带来便利的同时也带来安全隐患，根据安全用电要求，现在，许多用户特别是新建楼房的电路中除了要安装防止电流过大的空气断路器（俗称“空气开关”）外，还必须安装如图甲所示的漏电保护断路器（俗称“漏电保护器”），它们通常安装在供电箱中。 家用漏电保护断路器是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等。如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，I1和I2就会造成不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路。排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电。为确保使用安全，漏电保护断路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，说明漏电保护器需要更换。 （1）漏电保护断路器实质上就是一个 　 　（电源/用电器/开关）。 （2）家庭电路电流过大的原因有 　 　（只需答一个原因），当家庭电路电流过大时，漏电保护断路器 　 　（能/不能）自动切断电路。 （3）如果电路中发生漏电，漏电电流为I3，则I1、I2、I3大小关系的表达式为 　 　。 （4）站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，该人体的电阻为3000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为2500Ω，电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器，该漏电保护断路器 　 　（能/不能）及时断开电路。 （5）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 　 　。 知识点四、家庭电路中电流过大的原因 1、家庭电路中电流过大的原因 （1） （2） 2、保险丝 （1）材料：保险丝是用铅锑合金制成的，其电阻比较 、熔点比较 。 （2）作用：当电流过大时，保险丝由于温度升高而 ，切断电路，起到 的作用。 （3）使用：保险丝 联在干路中，通过保险丝的电流不能超过它的 ，不能用铁丝或铜丝代替，也不能用规格不同的保险丝代替。 （4）保险丝的额定电流及选择：不同粗细的保险丝具有不同的额定电流，首先计算出电路中最大的正常工作电流，选择额定电流 电路中最大正常工作电流的保险丝。 例题5 如图所示，A为一根5A的保险丝，B、C均为3A的保险丝。R1＝21Ω，R2＝18Ω。S断开时，通过R1的电流为2.4A。问当S闭合时， 直径（mm） 0.40 0.71 0.98 1.26 1.58 1.98 额定电流（A） 1.5 3 4.5 6 7.5 15 （1）流过A保险丝的电流为多少安？ （2）哪根保险丝有可能熔断？该保险丝应该换用下表中直径为多大的保险丝？ 知识点五、安全用电 1、电流对人体的危害：电对人体造成的危害程度与通过人体电流的 及 有关。 电流大小（50Hz交流电） 人体的反应 100~200μA 对人体无害，可以治疗某些疾病 2~3mA 手指感觉强烈发麻 8~10mA 手摆脱电源已感到困难，有剧烈疼痛感 20~25mA 手迅速麻痹，不能自动摆脱电源，呼吸困难 50~80mA 呼吸困难，心房开始震颤 90~100mA 呼吸麻痹，三秒钟后心脏开始麻痹，停止跳动 2、常见的触电类型 （1）单线触电 （2）双线触电 （3）高压电弧触电 （4）跨步电压触电 （5）触电急救措施：立即 ，必要时应对触电者进行急救。 3、安全用电原则： 低压带电体， 高压带电体。 4、避雷针：高大建筑的顶部都有针状的金属物，通过很粗的金属线与大地相连，可以防雷。 5、雷电灾害的预防：有雷电时，注意关闭门窗，雷雨天气不要在开阔地行走；还要举着雨伞或肩扛长的金属物；不要在大树下避雨等。 例6 小明设计了一种晚上自动给花草浇水电路。光控开关在天黑时闭合，湿敏开关在土壤过于干燥时闭合。浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作，对花草进行浇水。下列电路既满足上述条件，又符合安全用电原则的是（　　） A．  B．  C．  D．   知识点六、家庭电路的连接 例题7 如图甲是小明家的插座面板，其内部有三孔插座，USB供电模块及开关。三孔插座和供电模块由开关控制，且可独立工作。请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整。 知识点七、家庭电路的故障 例题8 学习家庭电路后，我们知道测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，表示接触的是______线。若我们在检查如图所示电路过程中发现：闭合开关和，发光，不发光，用测电笔接触a、b、c、d四个接线点，发现测电笔接触a、b、d三点时氖管发光，接触c点时氖管不发光。若电路中只有一处故障，则是______（选填“a、b间断路”“c、d间断路”“断路”或“断路”）。 知识点八、实际生活中的应用 例题9 如图甲为储水式电热水器的内部结构，它利用加热管对水箱中的水进行加热。长时间使用后可能导致绝缘部分可能破损，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）若电热水器水箱容量为50L，额定功率1500W，则正常工作时，将水从20℃加热至50℃，至少需要多长时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3] （2）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，其内部结构如图乙所示，流经其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，从而使水的电阻  ； （3）若人体电阻为2kΩ，某种防电墙电阻为468kΩ，当如图丙所示地线失效时： ①试用计算说明此防电墙能否保证人的安全？ ②若防电墙内部容积为10cm3，横截面1cm2，长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ，水柱的电阻跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，则此防电墙中需要将内部的水分隔成长度为  cm的螺旋水柱。（不考虑内部隔片本身的厚度影响） 慧；邮箱：18974926678；学号：12330944 1 学科网（北京）股份有限公司 【巩固拓展】 1、徐伟同学发现，日常生活中妈妈有很多不规范的用电行为，很容易造成危险。于是他对妈妈的某些用电行为进行了总结，以便及时纠正：①空气开关跳闸后，立即合上；②边给手机充电边用手机打电话；③用湿布擦拭用电器前断开开关；④在不断开电路的情况下，更换日光灯；⑤将三线插头变为两线插头使用；⑥家里电路定期检查，老旧线路及时更换。妈妈的这些行为中不符合安全用电原则的是（　　） A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②④⑤ D．③④⑤⑥ 2、认识短路的危害和保险丝的作用 【设计实验】 目的：认识短路的危害 器材：低压电源（直流6V）、开关、额定电流为1A的保险丝、额定电压为6V的灯泡、导线、电流表（演示电流表，0～5A） 【进行实验】 （1）在图中，CD间接上一段保险丝，AB间接入电流表，其它部分如图所示连接好电路。 （2）当开关闭合时，灯泡 （填“发光”或“不发光”），电流表  （填“有”或“无”）示数。 （3）断开开关，在B、D间接一根粗铜丝，当闭合开关的瞬间，你将会观察到  。 A．电流表没有读数，灯泡也不亮 B．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，灯泡变得非常亮 C．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，AB间导线也随即熔断 D．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，保险丝也随即熔断 3、（2024•西宁一模）小明把家庭电路的接线图简化后如图所示，由该图可知错误的是（　　） A．a线是火线，b线是零线 B．控制灯泡的开关可以和灯泡的位置互换 C．当插座每多接入一个用电器，电路的总电阻变小 D．电路中的灯泡、电视机和电冰箱是并联的，各个小彩灯之间是串联的 4、（多选）（2024秋•长沙期末）某家庭电路的连接如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若正确使用测电笔测量a、b两点，只有a点会使测电笔氖管发光 B．空气开关只能安装在b点处 C．c点所在的导线与大地相连 D．L1和L2是串联的 *5、（2023秋•华阴市期末）如图是一个电热电器电路，电热丝，指示灯，开关组成串联电路，接在电源上，已知该电路有一个元件断路，一个元件短路，但不知道是哪个有故障，今用一个校验电灯分别接在各处得到。下表所示的结果，根据表格内容可判断（　　） 校验次数 1 2 3 4 5 6 校验电灯接入点 af ab cd ef ad cf 发光情况 正常发光 不发光 亮度较暗 不发光 亮度较暗 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 *6、（2024•方城县一模）晓晓刚搬到新家，发现卧室床头有两个开关，已知S1为调光灯的旋钮开关，可单独控制台灯的通断及亮度；S2为控制空调插座的开关，请你在图中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则。​ *7、已知导线的电阻跟其长度成正比，跟其横截面积成反比。如果直径为0.3mm的细铅丝通过1.8A的电流将被熔断，直径为0.6mm的粗铅丝通过5A电流被熔断，现在用上述规格的长度相同的20根细铅丝和1根粗铅丝并联接在电路中，则当通过的总电流超过 A时，将会有铅丝熔断。 *8、（2023•封开县二模）如图1所示是某电热器的工作原理图，工作电压220V，R1、R2是发热电阻，且R1＝R2，虚线框为电热器的金属外壳，它用一个旋转开关可以实现电热器多挡位工作的要求。旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点①、②、③、④，右边缘是一金属板，可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。如旋到图1中位置S时，金属滑片将①②两触点同时与右边缘金属板接通。 （1）请你为这台电热器配备一个三脚插头，如图2所示，应该将电路图中的火线接到插头 　 　，地线接到插头 　 　（上面二空均选填“G”、“L”或“N”）脚。小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在图1中A、B、C、D、E中的 　 　点处； （2）旋钮开关旋到位置S时的电功率为1000W，则R2＝　 　Ω； （3）当旋钮开关旋到位置T时，电热器处于 　 　（选填“高温挡”或“低温挡”），通电1min产生的热量是 　 　J； （4）某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如表，请你计算确定应选横截面积为 　 　mm2的铜芯导线作为该电热器的输出导线，才符合既适用又经济的原则。 $