5.1家庭用电（第1课时）课件+教学设计+同步练习-2025-2026学年浙教版八年级科学下册

该初中科学课件聚焦家庭电路组成、测电笔使用及熔断器和断路器，通过“家门口电能表、开关箱”等生活场景提问导入，引导学生从生活现象到电路元件，构建“组成-安全-应用”的学习支架。 其亮点在于融合探究实践与科学思维，通过“探索实践”分析家庭电路图、“探索活动”观察测电笔结构，结合断路器双金属片原理推理论证。采用实例分析与原理讲解结合的教学方法，助力学生形成安全用电观念，教师可依托结构化资源提升教学效率。

第5节 家庭用电（第1课时）教学设计 ——家庭用电、熔断器和断路器 【核心概念】能量的转化与能量守恒 【内容要求】 1.学习内容：能的形式、转移与转化 2.内容要求： （1）了解家用电器的使用以及安全用电常识。 （2）知道熔断器（保险丝、空气断路器）的作用。 【教学目标】 1.认识家庭电路的组成和电路的连接方法； 2.学会用测电笔辨别相线和中性线； 3.知道熔断器和断路器的作用及保险丝的选择； 4.通过熟悉身边的家庭电路，了解家庭电路的组成及连接。 【教学思路】 布置预习作业，让学生观察与调查家庭电路的组成（常见的电能表、用电器、开关、插座及测电笔等）。在课堂教学中，出示家庭的电路实物图和电路图。根据家庭电路的连接顺序，逐一学习各组成部分（进户线、电能表、断路器以及用电器）的作用以及连接方法。认识测电笔的结构与使用方法，知道断路器的工作原理。了解相关的用电安全常识。 【教学过程】 【引入】家门口有电能表，进入门内有开关箱，家里有各种电器、插座等用电器材。我们家里的电路是怎么布局的？是怎样保障家庭用电安全的？家庭用电 学习课题 家庭电路所用的电能是通过电网从发电厂输送过来的。输电线先接到电能表、断路器上，然后连接到室内的电灯、插座上。 一、家庭电路的组成 每个家庭都有许多电灯和其他家用电器，这些用电器的电路是如何分布的？家庭电路又是由哪些元件组成的？ 【探索活动】 阅读图片，说说常用家庭电路的配电箱及线路规划。 为了更好地学习，阅读图3.5-1某家庭电路和图3.5-2家庭电路图。回答下列问题： 1.家庭电路中的进户线一般有两根，一根叫作相线（俗称火线），另一根叫作中性线（俗称零线）。相线和中性线之间的电压正常值为 220V。可用测电笔辨别相线和中性线。 2.电能表上有几根导线与其连接？如何连接？作用是什么？（注：电能表一般安装在户外或者楼道里） 家用电能表分4根线：两根进线（来自户外供电）、两根出线（通向家里所有用电器）。火线进（L 入）火线出（L 出），零线进（N 入）零线出（N 出）。 具体标准接线口诀：1、3 进，2、4 出；火线 1、2，零线 3、4。第 1 孔：接室外火线进线，第 2 孔：接入户火线出线，通往家中开关、插座；第 3 孔：接室外零线进线；第 4 孔：接入户零线出线，回到室内零线回路。 电能表的作用是测量电路消耗的电能。 3.家用电器所用的插座与电灯之间是并联还是串联？这样连接有什么好处？ 并联，这样能独立工作，互不干扰。 【探索活动】测电笔的结构和使用： 1.观察测电笔的结构 如图所示，测电笔一般由金属笔卡（笔尾金属体）、弹簧、氖管、电阻和笔尖金属体组成。 2.工作原理：一种测电笔的构造如图3.5-3所示。氖管中充有稀薄的氖气，两端是两个金属电极。当电极间的电压达到一定值时，氖气会导电，氖管会发出红光。使用时，手指按住金属笔卡，用笔尖接触被测的导线（注意：手指千万不能碰到笔尖）。如果被测导线是相线，电流经过笔尖、电阻器、氖管、弹簧，再经过人体流入大地，相当于构成闭合电路，氖管就会发光。如果笔尖接触的是中性线，氖管中不会有电流，也就不会发光。 测电笔中电阻器的作用十分重要。氖管发光只需很小的电流，所以要在测电笔的电路中串联一个电阻很大的电阻器，其电阻约有一百万欧姆。由于电流很小，所以使用测电笔时尽管有电流通过人体，但人并没有感觉，也不会对人造成伤害。 另一种常见的测电笔形状如螺丝刀（如图），使用时要用指尖抵住上端的金属帽。其他常见的测电笔还有 LED 彩光测电笔、数显式测电笔等。用这些测电笔辨别相线时，同样需要注意安全，手指切不可接触笔尖处的金属部分。 测电笔通常也用于检查电气设备的外壳是否带电。 4.开关接入电路的方式 用测电笔辨别出相线后，将开关接入电路的方式有两种： 一种是相线先连接开关，再连接电灯，然后与中性线相接； 另一种是相线先连接电灯，再连接开关，然后与中性线相接。 在维修、安装电灯时，手有可能会碰到灯座的金属部分或接线处，因此从安全角度考虑，控制电灯的开关要连接在相线和电灯之间。这样的话，断开开关后，电灯接线处与相线断开，从而避免触电事故。 【科学阅读】部分国家市电电压和频率P130.阅读后说说材料对你的启示。 在不同国家使用电器，需要选择相应的电压与频率，否则无法工作，甚至损坏。 二、熔断器和断路器 【观察与思考】阅读左下图，出现这一情景的原因可能是什么？ 这是由于当电路出现短路或同时接入过多的用电器（过载如右上图）时，会使得电路电流过大，电线过热，引发火灾造成的。 因此电路中必须装有安全保护装置。电路中常见的保护装置有熔断器和断路器。 （一）熔断器 1.结构：现在常见的熔断器主要是封闭管式熔断器，安装在电器设备上，如图3.5-6所示。它的保险丝被封闭在玻璃管内。 2.作用：当电路中电流过大时，保险丝会自动熔断。保险丝熔断后，须排除故障并更换新保险丝，电路才可工作。 3.保险丝： （1）材料与规格：一般由熔点较低的金属合金制成，有各种不同的规格，通常标有额定电流（表示保险丝所能承受的最大电流）。 （2）作用：当电流超过保险丝的额定电流时，保险丝会因过热而熔断，从而切断电路。 （3）选择：在一般电路里，导线和用电器都有规定的额定电流，超过额定电流，会因为长时间发热而使导线或用电器损坏，严重时会烧毁导线或用电器而引起火灾。安装保险丝可避免此类事故的发生。选用保险丝时，应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。 4.连接方式：熔断器串联在相线（火线上）。有些位于用电器的内部，有些接在干路上。 【思考与讨论】如果选用的保险丝额定电流太大或太小，会造成怎样的结果？ 如果选用的保险丝额定电流值太大，则电路中的电流过大时保险丝不会熔断，这样，过大的电流容易在电路中产生大量的热量而引发火灾；如果选用的保险丝额定电流值太小，电路正常工作时的电流也会使保险丝熔断。 （二）断路器 1.接法：一般连接在相线上。 2.作用：家庭中常用断路器（如图3.5-7）来替代闸刀开关和熔断器。断路器上标有额定电流，当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器会自动断开，切断电路，从而起到保护电路的作用。 3.工作原理： 正常情况，双金属片是平直的，电路的接触点闭合，电流正常通过（如左上图所示）。当电路中电流过大时，双层金属片过度发热，双层金属片弯曲，触动簧锁装置，簧锁装置脱开，接触点断开，电路中的电流切断（如右上图所示）。 【使用提示】 当电路被熔断器或断路器切断后，不要急于更换保险丝或使断路器复位，而应先找出发生电路故障的原因，排除故障后再接通电路。断路器能手动切断电路，也能手动复位。断路器因使用方便、安全而得到普及。 【课堂总结】 1.家庭电路有哪些组成？各用电器是怎样连接的？ 2.如何用测电笔辨别相线和中性线？ 3熔断器和断路器的作用是什么？怎样选择与更换保险丝？断路器的工作原理是什么？ 【随堂例题】 【例1】开关是电路的重要元件，既可确保安全用电，又能方便控制电路。小科在家庭电路图中设置了五处开关（如图所示），小学觉得该电路设计不合理，因为有几处开关必须处于常闭状态，而有几处则必须设置，这几处必须设置的开关是（　　） A．1、2、3 B．2、4、5 C．1、3、5 D．2、3、5 【答案】C 【解析】家庭电路从进户线开始，依次是电能表、总开关、用户保险、插座、开关、用电器等元件组成。 开关要接在火线和用电器之间。电能表后面要设置总开关，1处设置开关；三孔插座的正确接法是左零右火上接地，接火线的地方设置开关3，开关接在火线和灯泡之间，灯泡处5处设置开关，故C正确。 【例2】生活中常见的一种断路器如图甲，它的通断状态分别如图乙、丙，对于该断路器的使用及原理分析不正确的是（　　） A．断路器利用两种金属受热膨胀程度不同使得电路断开 B．断路器的作用是当电路电流过大时会自动使电路断开 C．左侧金属片的热胀程度比右侧金属片的热胀程度大些 D．该断路器断开后随着金属片温度降低电路会自动接通 【答案】D 【解析】AC、由图知，断路器利用两种金属受热膨胀程度不同使得电路断开，其中左侧的金属片的热胀程度比右侧金属片的热胀程度大些，所以受热时金属片向右弯曲，故AC正确； B、当电路中电流过大时，双金属片受热膨胀明显，所以断路器的作用是当电路电流过大时会自动使电路断开，故B正确； D、由图知，该断路器断开后随着金属片温度降低，金属片会恢复原状，但由于弹簧的牵引作用，触点不能自动回到原位，电路不会自动接通，需要人来手动接通，故D错误。 【例3】（1）在家庭电路中使用测电笔时，手要握住绝缘部分并接触　 　 。 （2）在使用测电笔接触火线时，为确保人体安全（36V以下），测电笔内部电阻设计至少为920000欧，计算说明流过人体的电流角度看是否存在危险？ （3）保险丝是由电阻率大，熔点较　 　 （填“低”或“高”）的铅锑合金制成的。 【答案】（1）笔尾金属体；（2）否；（3）低。 【解析】（1）在家庭电路中使用测电笔时，手要握住绝缘部分并接触笔尾金属体。这样才能使人体和测电笔形成通路，当笔尖接触火线时，电流通过测电笔、人体流入大地，使氖管发光。 （2）家庭电路电压U＝220V，人体安全电压为不高于36V，测电笔内部电阻R＝920000Ω。根据串联电路电压规律，测电笔内部电阻分担的电压：UR＝U﹣U安＝220V﹣36V＝184V。 由于串联电路电流处处相等，流过人体的电流：I0.0002A＝0.2mA， 一般来说，流过人体的电流超过10mA时才会有危险，0.2mA远小于这个数值，因此从电流角度看不存在危险。 （3）保险丝是由电阻率大，熔点较低的铅锑合金制成的。当电路中电流过大时，保险丝会因温度升高而熔断，从而切断电路，起到保护作用。 【板书设计】 第5节 家庭用电（第1课时） ——家庭电路、熔断器与断路器 1.家庭电路和组成； 2.用测电笔辨别相线和中性线； 3.熔断器和断路器的作用； 4.断路器的工作原理。 【布置作业】1.完成作业本上相应内容 1 学科网（北京）股份有限公司 $第3章 电磁及应用 第5节 家庭用电（第1课时） （浙教版）八年级 下 ——家庭电路、熔断器和断路器 【引入】 家门口有电能表，进入门内有开关箱，家里有各种电器、插座等用电器材。我们家里的电路是怎么布局的？是怎样保障家庭用电安全的？ 家庭电路 学习课题 一、家庭电路的组成 每个家庭都有许多电灯和其他家用电器，这些用电器的电路是如何分布的？家庭电路又是由哪些元件组成的？ 家庭电路所用的电能是通过电网从发电厂输送过来的。输电线先接到电能表、断路器上，然后连接到室内的电灯、插座上。 【探索实践】 阅读图3.5-1某家庭电路和图3.5-2家庭电路图。回答下列问题： 1.家庭电路中的进户线一般有两根，一根叫作相线（俗称火线），另一根叫作中性线（俗称零线）。相线和中性线之间的电压正常值为 220V。可用测电笔辨别相线和中性线。 2.电能表上有几根导线与其连接？如何连接？作用是什么？（注：电能表一般安装在户外或者楼道里） （1）家用电能表分4根线： 两根进线（来自户外供电）、两根出线（通向家里所有用电器）。 火线进（L 入）火线出（L 出），零线进（N 入）零线出（N 出）。 （2）具体标准接线口诀：1、3 进，2、4 出；火线 1、2，零线 3、4。 第 1 孔：接室外火线进线，第 2 孔：接入户火线出线，通往家中开关、插座； 第 3 孔：接室外零线进线；第 4 孔：接入户零线出线，回到室内零线回路。 （3）电能表的作用是测量电路消耗的电能。 3.家用电器所用的插座与电灯之间是并联还是串联？这样连接有什么好处？ 并联，这样能独立工作，互不干扰。 【探索活动】测电笔的结构和使用 1.观察测电笔的结构 如图所示，测电笔一般由金属笔卡（笔尾金属体）、弹簧、氖管、电阻和笔尖金属体组成。 2.工作原理：一种测电笔的构造如图3.5-3所示。 氖管中充有稀薄的氖气，两端是两个金属电极。当电极间的电压达到一定值时，氖气会导电，氖管会发出红光。 使用时，手指按住金属笔卡，用笔尖接触被测的导线（注意：手指千万不能碰到笔尖）。 如果被测导线是相线，电流经过笔尖、电阻器、氖管、弹簧，再经过人体流入大地，相当于构成闭合电路，氖管就会发光。如果笔尖接触的是中性线，氖管中不会有电流，也就不会发光。 另一种常见的测电笔形状如螺丝刀（如图），使用时要用指尖抵住上端的金属帽。其他常见的测电笔还有 LED 彩光测电笔、数显式测电笔等。用这些测电笔辨别相线时，同样需要注意安全，手指切不可接触笔尖处的金属部分。 科学小知识： 测电笔中电阻器的作用十分重要。氖管发光只需很小的电流，所以要在测电笔的电路中串联一个电阻很大的电阻器，其电阻约有一百万欧姆。由于电流很小，所以使用测电笔时尽管有电流通过人体，但人并没有感觉，也不会对人造成伤害。 4.开关接入电路的方式 用测电笔辨别出相线后，将开关接入电路的方式有两种： （1）相线先连接开关，再连接电灯，然后与中性线相接； （2）相线先连接电灯，再连接开关，然后与中性线相接。 在维修、安装电灯时，手有可能会碰到灯座的金属部分或接线处，因此从安全角度考虑，控制电灯的开关要连接在相线和电灯之间。这样的话，断开开关后，电灯接线处与相线断开，从而避免触电事故。 【科学阅读】部分国家市电电压和频率P130.阅读后说说材料对你的启示。 在不同国家使用电器，需要选择相应的电压与频率，否则无法工作，甚至损坏。 二、熔断器和断路器 【观察与思考】阅读下图，出现这一情景的原因可能是什么？ 这是由于当电路出现短路或同时接入过多的用电器（过载如右上图）时，会使得电路电流过大，电线过热，引发火灾造成的。 （一）熔断器 1.结构：现在常见的熔断器主要是封闭管式熔断器，安装在电器设备上，如图3.5-6所示。它的保险丝被封闭在玻璃管内。 2.作用：当电路中电流过大时，保险丝会自动熔断。保险丝熔断后，须排除故障并更换新保险丝，电路才可工作。 3.保险丝： （1）材料与规格：一般由熔点较低的金属合金制成，有各种不同的规格，通常标有额定电流（表示保险丝所能承受的最大电流）。 （2）作用：当电流超过保险丝的额定电流时，保险丝会因过热而熔断，从而切断电路。 （3）选择：在一般电路里，导线和用电器都有规定的额定电流，超过额定电流，会因为长时间发热而使导线或用电器损坏，严重时会烧毁导线或用电器而引起火灾。安装保险丝可避免此类事故的发生。选用保险丝时，应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。 4.连接方式： 熔断器串联在相线（火线上）。有些位于用电器的内部，有些接在干路上。 【思考与讨论】如果选用的保险丝额定电流太大或太小，会造成怎样的结果？ 如果选用的保险丝额定电流值太大，则电路中的电流过大时保险丝不会熔断，这样，过大的电流容易在电路中产生大量的热量而引发火灾；如果选用的保险丝额定电流值太小，电路正常工作时的电流也会使保险丝熔断。 （二）断路器 1.接法：一般连接在相线上。 2.作用：家庭中常用断路器（如图3.5-7）来替代闸刀开关和熔断器。断路器上标有额定电流，当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器会自动断开，切断电路，从而起到保护电路的作用。 3.工作原理： 正常情况，双金属片是平直的，电路的接触点闭合，电流正常通过（如左上图所示）。当电路中电流过大时，双层金属片过度发热，双层金属片弯曲，触动簧锁装置，簧锁装置脱开，接触点断开，电路中的电流切断。 【使用提示】 当电路被熔断器或断路器切断后，不要急于更换保险丝或使断路器复位，而应先找出发生电路故障的原因，排除故障后再接通电路。断路器能手动切断电路，也能手动复位。断路器因使用方便、安全而得到普及。 【课堂总结】 1.家庭电路有哪些组成？各用电器是怎样连接的？ 2.如何用测电笔辨别相线和中性线？ 3熔断器和断路器的作用是什么？怎样选择与更换保险丝？断路器的工作原理是什么？ 【随堂巩固】 【例1】开关是电路的重要元件，既可确保安全用电，又能方便控制电路。小科在家庭电路图中设置了五处开关（如图所示），小学觉得该电路设计不合理，因为有几处开关必须处于常闭状态，而有几处则必须设置，这几处必须设置的开关是（　　） 【答案】C 【解析】家庭电路从进户线开始，依次是电能表、总开关、用户保险、插座、开关、用电器等元件组成。 开关要接在火线和用电器之间。电能表后面要设置总开关，1处设置开关；三孔插座的正确接法是左零右火上接地，接火线的地方设置开关3，开关接在火线和灯泡之间，灯泡处5处设置开关，故C正确。 【例2】生活中常见的一种断路器如图甲，它的通断状态分别如图乙、丙，对于该断路器的使用及原理分析不正确的是（　　） A．断路器利用两种金属受热膨胀程度不同使得电路断开 B．断路器的作用是当电路电流过大时会自动使电路断开 C．左侧金属片的热胀程度比右侧金属片的热胀程度大些 D．该断路器断开后随着金属片温度降低电路会自动接通 【答案】D 【解析】AC、由图知，断路器利用两种金属受热膨胀程度不同使得电路断开，其中左侧的金属片的热胀程度比右侧金属片的热胀程度大些，所以受热时金属片向右弯曲，故AC正确； B、当电路中电流过大时，双金属片受热膨胀明显，所以断路器的作用是当电路电流过大时会自动使电路断开，故B正确； D、由图知，该断路器断开后随着金属片温度降低，金属片会恢复原状，但由于弹簧的牵引作用，触点不能自动回到原位，电路不会自动接通，需要人来手动接通，故D错误。 例3． （1）在家庭电路中使用测电笔时，手要握住绝缘部分并接触　 。 （2）在使用测电笔接触火线时，为确保人体安全（36V以下），测电笔内部电阻设计至少为920000欧，计算说明流过人体的电流角度看是否存在危险？ （3）保险丝是由电阻率大，熔点较　 （填“低”或“高”）的铅锑合金制成的。 【答案】（1）笔尾金属体；（2）否；（3）低。 【解析】（1）在家庭电路中使用测电笔时，手要握住绝缘部分并接触笔尾金属体。这样才能使人体和测电笔形成通路，当笔尖接触火线时，电流通过测电笔、人体流入大地，使氖管发光。 （2）家庭电路电压U＝220V，人体安全电压为不高于36V，测电笔内部电阻R＝920000Ω。根据串联电路电压规律，测电笔内部电阻分担的电压： UR＝U﹣U安＝220V﹣36V＝184V。 由于串联电路电流处处相等，流过人体的电流： I=UR/R=184V/920000Ω=0.0002A＝0.2mA， 一般来说，流过人体的电流超过10mA时才会有危险，0.2mA远小于这个数值，因此从电流角度看不存在危险。 （3）保险丝是由电阻率大，熔点较低的铅锑合金制成的。当电路中电流过大时，保险丝会因温度升高而熔断，从而切断电路，起到保护作用。 【板书设计】 第5节 家庭用电（第1课时） ——家庭电路 1.家庭电路和组成； 2.用测电笔辨别相线和中性线； 3.熔断器和断路器的作用； 4.断路器的工作原理。 【布置作业】 1.完成作业本上相应内容 $ 第5节 家庭用电（第1课时）同步作业 （教师版） 1．如图甲的轨道插座可以按照用户用电需求，在轨道上增减、移动插座，用电方式更灵活。以下关于轨道插座的使用，符合安全用电原则的是（　　） A．用湿手在轨道上移动插座 B．将图乙的B插口接地 C．使用图丙测电笔的金属笔卡接触D插口 D．同时使用多个大功率用电器 【答案】B 【解析】A.生活用水是导体，用湿手将插座从轨道上拔离可能触电，故A不符合安全用电的原则； B.三孔插座的正确接法是左零右火上接地，安装轨道插座时，图乙插座中B孔一定要连接地线，故B符合安全用电的原则； C.使用图丙测电笔的笔尖金属体接触D插口，故C不符合安全用电的原则； D.增加插座不可使很多个用电器同时使用，这样干路中的电流很大，可能会引发火灾，故D不符合安全用电的原则。 2．我们常用测电笔来辨别火线或零线，图中测电笔使用正确且氖管会发光的是（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A、图中的手接触笔尾金属体，笔尖接触双孔插座的接火线的孔，氖管发光，故A符合题意； B、图中的手接触笔尖金属体，笔尖接触双孔插座的接火线的孔，可能触电，没有接触笔尾金属体，氖管不会发光，故B不符合题意； C、手没有接触笔尾金属体，笔尖金属体接触的是零线的孔，氖管不会发光，故C不符合题意； D、图中的手接触笔尾金属体，笔尖接触双孔插座的接零线的孔，氖管不发光，故D不符合题意。 3．图甲表示部分家庭电路，图乙、丙表示测电笔的握笔方法。下列说法正确的是（　　） A．图乙是正确使用测电笔的方法 B．若ab间断路，电灯不能正常工作 C．电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地 D．断路器跳闸，一定是电路中出现短路 【答案】C 【解析】解：A、测电笔在使用时手要接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体，图丙是正确使用测电笔的方法，图乙的使用方法错误，故A错误； B、若ab间断路，电灯仍然可以连接到进户的火线和零线上，仍能正常工作，故B错误； C、电冰箱接入三孔插座能使金属外壳接地，防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故，故C正确； D．断路器跳闸，可能是电路发生短路，可能是电路中用电器的总功率过大，故D错误。 4．下列家庭电路连接正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】开关应串联在用电器与火线之间，三孔插座接连方式为左孔接零线，右孔接火线，中间接地线，灯泡和插座之间是并联的，故ACD错误，B正确。 5．为了安全用电，在家庭电路设计安装中使用漏电保护器。漏电保护器是在用电器发生漏电或人体触电时实施保护的装置。家庭电路漏电时，通过火线和零线的电流不相等（如图中虚线框内A、B两点电流不相等），漏电保护器中有一特殊装置（在图中虚线框内未画出）检测到该差异后，会自动切断电源，起保护作用。下图是模拟漏电的试验电路，由一只开关S和电阻R组成，闭合开关S能模拟漏电情形的连接电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 AB、闭合开关S时，通过虚线框内火线和零线的电流相等（通过A、B两点电流相等），此时无法模拟漏电情形，故AB不正确； C、闭合开关时，通过虚线框内火线的电流小于通过该装置零线的电流（通过A、B两点电流不相等），可以模拟漏电情形，故C正确； D、闭合开关时，虚线框内火线电流仍然等于零线电流，因为导线将电阻R短路，所以闭合开关不影响电路，故D不正确。 故选：C。 6．新能源汽车充电器装置中的断路器使用的双金属片是一种基于热膨胀原理的过载保护装置。当电流过载导致温度升高时，双金属片因两侧金属膨胀程度不同而发生弯曲，从而自动切断电路。图甲是断路器的工作原理图，图乙为黄铜合金和镍铁合金两种金属片受热膨胀过程中伸长量ΔL随升高的温度Δt变化图像，请结合图乙推测该断路器中的双金属片合理排列方式是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】从图乙可知，在相同的温度变化情况下，黄铜合金的伸长量ΔL比镍铁合金大，即黄铜合金的热膨胀程度更大。 根据双金属片的工作原理，热膨胀系数较大的金属层为主动层，热膨胀系数较小的金属层为被动层，当温度升高时，双金属片会向被动层一侧弯曲。在断路器中，当电流过载温度升高时，双金属片需要弯曲到一定程度才能推动铁质簧锁切断电路，所以应该将热膨胀程度大的黄铜合金作为主动层，热膨胀程度小的镍铁合金作为被动层，且为了使双金属片在受热膨胀时能向切断电路的方向弯曲，应将镍铁合金置于内侧（即靠近电路连接点一侧），黄铜合金置于外侧，这样当温度升高，黄铜合金膨胀伸长量更大，双金属片就会向镍铁合金一侧弯曲，从而推动铁质簧锁切断电路，符合要求的是A选项。 7．了解用电基本常识对我们每个人都很重要。 （1）对于人体，一般情况下　 　 V以下的电压才是安全的； （2）图甲、乙分别表示测电笔的两种握法，其中正确的是　 　 （填“甲”或“乙”）。 （3）如图丙所示，电路中画“×”处表示断路之处，开关S闭合后，用测电笔测试电路中A、B、C三点，测电笔氖管会发光的是　 　 点。 【答案】（1）36；（2）甲；（3）A、B、C。 【解析】（1）我国家庭电路的电压是220V；对于人体，一般情况下36V以下的电压才是安全的。 （2）在使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体；当笔尖接触检测导线时，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线，故甲正确。 （3）图丙中，左侧为进户线，且进户零线断路，开关S闭合后，A点通过中间的导线、灯泡L与火线连通，则此时A、B两点均“带电”（与大地间有220V的电压），且B点直接与火线相连，电路中画“×”处表示断路之处，C点与A连通，所以，用测电笔测试电路中A、B、C三点时，A、B、C两点都会使氖管发光。 8．如图是家庭电路的一部分，请回答下列问题。 （1）家庭电路中，相线与中性线之间的电压为　220　 V。 （2）A和B是开关S和灯泡的位置，开关S应接到　B　 （填“A”或“B”）位置。 （3）闭合开关S后（其他用电器均断电），灯泡亮了一段时间后熄灭。若故障是C位置断路，则在开关S仍闭合的情况下，用测电笔分别测试了图中插座的两个孔，　两孔都　 （填“左孔”“右孔”或“两孔都”）能使测电笔的氖管发光。 【答案】（1）220；（2）B；（3）两孔都。 【解析】（1）我国家庭电路电压为220V，则相线与中性线之间的电压为220V。 （2）家庭电路中，开关应连接在相线与电灯之间，开关要接在相线一侧，断开开关后灯泡不带电，更安全，所以开关接在B处。 （3）由题意知，灯泡支路连通，进户中性线在C处断路，火线经灯泡把插座左孔也连通到火线，因此插座左右两孔都带电，测电笔氖管都发光。 9．因线路或用电器的绝缘层老化，家庭电路会发生漏电现象，漏电现象严重时会引发用电安全事故。漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时的保护装置，如图所示，未发生漏电时I1＝I2，与如果电路中某处发生漏电，即有电流I3通过其他路径流入大地而使I1与I2的差值大于一定值时，漏电保护器会快速自动切断电路，此时I3的值称为动作电流。 （1）关于漏电保护器，下列说法正确的是 　D　 。 A.当电路发生短路时，漏电保护器会自动切断电路 B.漏电保护器跳闸后按下试验按钮即可恢复供电 C.正常情况下家庭电路中火线中的电流大于零线中的电流 D.人站在绝缘物上双手分别触摸火线与零线，漏电保护器不会切断电路 （2）由于安装人员的疏忽，在安装三孔插座时，误将连接零线和地线的孔接反。此时如果将洗衣机的三脚插头插入该插座，漏电保护器 　会　 （会/不会）断开。 【答案】（1）D；（2）会。 【解析】（1）当火线的电流与零线的电流不相等时漏电保护器起作用； A、当电路发生短路时，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等，漏电保护器不会切断电路，故A错误； B、漏电保护器跳闸后，需要检查电路故障，排除故障后，按下复位按钮，才能恢复供电，故B错误； C、正常情况下家庭电路中火线中的电流等于零线中的电流，故C错误； D、人站在绝缘物上双手分别触摸火线与零线，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等，漏电保护器不会切断电路，故D正确。 故选：D； （2）如果将洗衣机的三脚插头插入该插座，洗衣机零线接地，流出电流I2为零，I1和I2的差异很大，漏电保护器立即断开。 10．智能晾衣架具有“电动升降、紫外线杀菌”等功能深受人们喜爱，在使用时需满足如下要求：①压力感应开关S压会根据横杆是否悬挂衣物自动切换闭合或断开两种状态；②无论有无悬挂衣物，晾衣架都能升降；③横杆不悬挂衣物或在升降过程中，紫外线灯不能工作。某兴趣小组根据要求设计了如图甲所示的电路。 （1）安装时需要辨别火线和零线，可借助如图乙所示的螺丝刀式测电笔，其中使用方式正确的是 　 　 ； （2）图甲中电动机M与紫外线灯的连接方式是　 　 ； （3）小明认为图甲电路在安全和使用要求上均存在不足，请提出相应的修改意见　 　 。 【答案】（1）①； （2）并联； （3）断路器应该安装在火线上；在火线上增设压力感应开关S压控制紫外线灯。 【解析】（1）使用螺丝刀式测电笔时，手要接触笔尾金属体，笔尖接触被测导线，这样才能形成回路，使氖管发光。图①中手接触笔尾金属体，使用方式正确；图②中手未接触笔尾金属体，不能分辨火线和零线。 （2）电动机M与紫外线灯两端分别连接在火线和零线之间，它们工作时互不影响，连接方式是并联。 （3）安全方面：当前断路器接在零线上，若断路器断开，电路仍与火线相连，存在触电隐患，应将断路器改接到火线上，断开时能彻底切断火线，保障安全。 使用要求方面：横杆不悬挂衣物或在升降过程中，紫外线灯不能工作，而原电路无法满足。应在火线上增设压力感应开关S压控制紫外线灯，横杆悬挂衣物时S压闭合，紫外线灯才可能工作，否则不工作。 11．小科学习了家庭电路知识后，设计如下电路。请回答： （1）若要在图中虚线框内分别接上开关和灯泡，则开关应接在 　2　 内； （2）正确连接电路后，用测电笔分别测量图中的A、B、C三个点，其中氖管会发光是 　A、B　 点。 （3）如图甲和图乙中，正确使用试电笔的是图 　乙　 。 【答案】（1）2；（2）A、B；（3）乙。 【解析】（1）开关要接在火线与控制的用电器之间，即方框2处接开关。 （2）用测电笔分别测量图中的A、B、C三个点，其中A、B两点接火线，C点接零线，则氖管会发光是A、B两点。 （3）使用试电笔时手要接触试电笔笔尾的金属体，这样才能在试电笔接触火线时氖管发光，但是手不能接触笔尖金属体，所以正确使用试电笔的是图乙。 1 学科网（北京）股份有限公司 $测电笔的构造。与使用。抖。音。 今天我们讲你每天都在用的空气开关，其实名字就有点骗人。他明明是个电器开关，为什么偏偏叫空气开关？难道它真的靠空气在工作？还是说空气才是它最关键的武器？还真没说错。但先别急，要搞懂这件事，咱们得从一根会自杀的铁丝说起。保险丝这根线很脆弱，电流一大，金属丝受不了高温直接把自己熔断。用这种自杀式的牺牲换来全家电器的平安，听起来很合理对吧？但它是一次性的，烧了就没了你必须换新的。运气好还能找到备用的，运气不好半夜停电你连灯都点不亮。那有没有一种装置既能在危险时果断断电，又能在问题解决后一键恢复？空气开关就是在这个需求下诞生的那我们不如从零开始，一步一步造一个空气开关出来。第一步我们先做一个最基础的机械开关骨架，准备两根杠杆，再加两根弹簧。现在你用手往上推开关，弹簧被压缩被拉伸，整个系统开始储存能量。当你推到某一个临界点，结构会突然咔的一下锁住。这一瞬间开关闭合电路接通，而且关键在于它是自锁的，不需要你一直用力。但现在的问题是它只会听你的手，不会听电流，也就是说电流再大它也不会自己断开。所以第二步我们给它装一个感知电流的器官，怎么感知？最简单的方法是线圈，在线圈中间放一个铁芯，再用弹簧把它顶住，然后让电流从线圈里通过。这时候神奇的事情发生了，只要有电流，线圈就会产生磁场，而且电流越大磁场越强。正常情况下，电流很稳定，磁场也很弱，铁芯被弹簧顶住一动不动，整个系统安安静静的运行。但如果突然发生短路，电流会在几毫秒内疯狂飙升几十倍、上百倍的往上冲。就在这一瞬间，磁场猛的增强，像一只无形的大手直接把铁芯吸了下去。铁心一动，它底下的销钉立刻被带动狠狠顶向中间的杠杆。杠杆被轻轻一撬，刚才那个卡住的平衡点瞬间被打破。接下来你会看到弹簧释放能量，杠杆反向翻转，啪的一下电路断开，整个过程不到几毫秒，这就是空气开关最核心的一段逻辑。正常状态磁力不够，装置稳定，异常状态磁力暴涨，瞬间触发强制断电。但事情还没完，你以为电路断开危险就结束了吗？恰恰相反，更危险的一步才刚刚出现。当触点被强行拉开的一瞬间，巨大的电流并不会立刻消失，它会跳起来直接穿过空气，在两端之间形成一道刺眼的电弧。这不是普通的火花，而是上千度的高温等离子体。它不仅能烧毁开关内部结构，严重的甚至可能引发火灾。所以第三步我们必须解决电弧问题。工程师的做法很聪明，在触电旁边塞进去一排排金属片，像一叠紧密排列的刀片。当电弧出现时，它会被这些金属片拉扯、分裂、拉长，原本一整条强大的电弧被硬生生切成很多小段，每被切断一次，它的能量就被削弱一部分。同时，空气本身就是绝缘体，这些被拉长、被分散的电弧在空气中迅速冷却熄灭。也就是说，不是开关在灭火，而是空气在帮你灭火。到这里你再回头看空气开关那个名字，它并不是因为用空气驱动，而是因为在最关键的那一刻，它利用了空气的绝缘特性，把致命的电弧彻底压制住。所以整个过程你可以这样理解，它先用机械结构锁住电路，再用电磁力监控电流，在危险瞬间触发断电，最后交给空气把残余的电弧彻底收拾干净。一根会自杀的保险丝进化成了这台精密的自动保护装置双弹簧锁并触发电磁线圈感应异常销钉推动跳闸，灭弧式切割电弧，最后用空气完成最后一击。你家配电箱里那排不起眼的小黑开关，每一次跳闸都在替你挡了一次可能的火灾，现在你明白它为什么叫空气开关了吗？ 第5节 家庭用电（第1课时）同步作业 （学生版） 1．如图甲的轨道插座可以按照用户用电需求，在轨道上增减、移动插座，用电方式更灵活。以下关于轨道插座的使用，符合安全用电原则的是（　　） A．用湿手在轨道上移动插座 B．将图乙的B插口接地 C．使用图丙测电笔的金属笔卡接触D插口 D．同时使用多个大功率用电器 2．我们常用测电笔来辨别火线或零线，图中测电笔使用正确且氖管会发光的是（　　） A．A B．B C．C D．D 3．图甲表示部分家庭电路，图乙、丙表示测电笔的握笔方法。下列说法正确的是（　　） A．图乙是正确使用测电笔的方法 B．若ab间断路，电灯不能正常工作 C．电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地 D．断路器跳闸，一定是电路中出现短路 4．下列家庭电路连接正确的是（　　） A． B． C． D． 5．为了安全用电，在家庭电路设计安装中使用漏电保护器。漏电保护器是在用电器发生漏电或人体触电时实施保护的装置。家庭电路漏电时，通过火线和零线的电流不相等（如图中虚线框内A、B两点电流不相等），漏电保护器中有一特殊装置（在图中虚线框内未画出）检测到该差异后，会自动切断电源，起保护作用。下图是模拟漏电的试验电路，由一只开关S和电阻R组成，闭合开关S能模拟漏电情形的连接电路是（　　） A． B． C． D． 6．新能源汽车充电器装置中的断路器使用的双金属片是一种基于热膨胀原理的过载保护装置。当电流过载导致温度升高时，双金属片因两侧金属膨胀程度不同而发生弯曲，从而自动切断电路。图甲是断路器的工作原理图，图乙为黄铜合金和镍铁合金两种金属片受热膨胀过程中伸长量ΔL随升高的温度Δt变化图像，请结合图乙推测该断路器中的双金属片合理排列方式是（　　） A． B． C． D． 7．了解用电基本常识对我们每个人都很重要。 （1）对于人体，一般情况下　 　 V以下的电压才是安全的； （2）图甲、乙分别表示测电笔的两种握法，其中正确的是　 　 （填“甲”或“乙”）。 （3）如图丙所示，电路中画“×”处表示断路之处，开关S闭合后，用测电笔测试电路中A、B、C三点，测电笔氖管会发光的是　 　 点。 8．如图是家庭电路的一部分，请回答下列问题。 （1）家庭电路中，相线与中性线之间的电压为　 　 V。 （2）A和B是开关S和灯泡的位置，开关S应接到　 　 （填“A”或“B”）位置。 （3）闭合开关S后（其他用电器均断电），灯泡亮了一段时间后熄灭。若故障是C位置断路，则在开关S仍闭合的情况下，用测电笔分别测试了图中插座的两个孔，　 　 （填“左孔”“右孔”或“两孔都”）能使测电笔的氖管发光。 9．因线路或用电器的绝缘层老化，家庭电路会发生漏电现象，漏电现象严重时会引发用电安全事故。漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时的保护装置，如图所示，未发生漏电时I1＝I2，与如果电路中某处发生漏电，即有电流I3通过其他路径流入大地而使I1与I2的差值大于一定值时，漏电保护器会快速自动切断电路，此时I3的值称为动作电流。 （1）关于漏电保护器，下列说法正确的是 　 　 。 A.当电路发生短路时，漏电保护器会自动切断电路 B.漏电保护器跳闸后按下试验按钮即可恢复供电 C.正常情况下家庭电路中火线中的电流大于零线中的电流 D.人站在绝缘物上双手分别触摸火线与零线，漏电保护器不会切断电路 （2）由于安装人员的疏忽，在安装三孔插座时，误将连接零线和地线的孔接反。此时如果将洗衣机的三脚插头插入该插座，漏电保护器 　 　 （会/不会）断开。 10．智能晾衣架具有“电动升降、紫外线杀菌”等功能深受人们喜爱，在使用时需满足如下要求： ①压力感应开关S压会根据横杆是否悬挂衣物自动切换闭合或断开两种状态； ②无论有无悬挂衣物，晾衣架都能升降； ③横杆不悬挂衣物或在升降过程中，紫外线灯不能工作。根据要求设计了如图甲所示的电路。 （1）安装时需要辨别火线和零线，可借助如图乙所示的螺丝刀式测电笔，其中使用方式正确的是 　 　 ； （2）图甲中电动机M与紫外线灯的连接方式是　 　 ； （3）小明认为图甲电路在安全和使用要求上均存在不足，请提出相应的修改意见　 　 。 11．小科学习了家庭电路知识后，设计如下电路。请回答： （1）若要在图中虚线框内分别接上开关和灯泡，则开关应接在 　 　 内； （2）正确连接电路后，用测电笔分别测量图中的A、B、C三个点，其中氖管会发光是 　 　 点。 （3）如图甲和图乙中，正确使用试电笔的是图 　 　 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $