第十九章 生活用电(举一反三·单元复习讲义)物理新教材人教版九年级全一册
2026-08-31
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摘要:
该初中物理单元复习讲义通过知识框架与知识精讲系统构建“生活用电”知识体系,以家庭电路组成、安全用电原则、电路设计为核心,结合情景导入和知识归纳表格呈现知识脉络,突出家庭电路连接规则、电流过大原因等重难点及内在逻辑。
讲义亮点在于“例题+变式”的分层练习设计,如例1判断家庭电路元件接线正误、变式1-2电路连接作图,培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。结合电热水器漏电、充电桩安全等生活实例,渗透科学态度与责任,课后作业涵盖选择、计算等题型,助力不同层次学生提升,为教师精准教学提供支持。
内容正文:
第十九章 生活用电
【新教材人教版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+4个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
电已经融入我们的日常生活,家里电灯、冰箱、插座都离不开电。家庭电路是怎样组成的?为什么开关要接在相线上?为什么有时候会发生触电事故?安全用电关系我们每个人的生命安全。
远离用电危险
知识归纳
【知识点1 家庭电路】
1.家庭电路组成:进户线 、 →电能表→总开关→保险装置→插座、各用电器。
(1)电能表:测量家庭电路消耗的 。
(2)总开关:控制整个家庭电路通断,检修电路时断开,保证安全。
(3)保险装置:保险丝 / 空气开关,电流过大时切断电路。
2.相线和中性线
(1)家庭电路电压:相线中性线之间 ;中性线与大地 。
(2)测电笔:辨别相线、中性线。手必须接触 ;氖管发光→相线,不发光→中性线。
3.电路连接规则
(1)各家用电器: ,互不影响。
(2)开关与被控制用电器 ;开关一定要接在 上。
(3)螺丝口灯泡:顶端金属点接相线,螺旋套接中性线,防止换灯泡触电。
4.三孔插座与三脚插头
(1)接线口诀: 。
(2)三脚插头长插脚连接用电器金属外壳,插座上孔接地。一旦外壳漏电,电流流入大地,避免人触电。
5.漏电保护器:发生漏电、单线触电时自动切断电路; 。
【例1】(25-26•九年级下·吉林长春•期末)如图所示的家庭电路中,接线正确的元件是( )
A.空气开关 B.灯泡和开关 C.两孔插座 D.三孔插座
【变式1-1】(25-26•九年级下·内蒙古额济纳旗•期末)随着人们生活水平的提高,家里的大功率用电器越来越多,例如电饭锅、电热水器、空调等。如果这些大功率用电器同时工作,很容易使空气开关跳闸,如图所示。请你应用所学的物理知识解释,家庭电路中“同时接入多个大功率用电器工作容易使空气开关跳闸”的原因。
【变式1-2】(25-26•九年级下·河北邢台•期末)学习了“生活用电”后,小明认真观察了自家配电设备的使用情况。如图所示的是插座、带开关的电灯,请你用笔画线代替导线将它们正确接入电路。
【例2】(25-26•九年级下·江苏淮安•期末)三孔插座中间的插孔应接________,左边的插孔应接_________。当用测电笔检测插座的插孔时,如果氖管发光,说明所测的插孔接的是_________。(均选填“相线”“中性线”或“保护线”)
【变式2-1】(25-26•九年级下·辽宁新民•期末)如图所示是家庭生活用电的几个场景。
(1)如图甲所示,将测电笔笔尖与相线(220V)接触,手抵金属帽,氖管______。若笔内电阻为,尽管其余电阻未知,也可判断出通过人体的电流不会超过______A。
(2)干燥人体的电阻约为,当人的两手分别接触一节干电池(1.5V)的两极时,通过人体的电流约为______A,人体没有危险。
(3)如图乙所示,在正常情况下,从相线流经电灯再流向中性线的电流处处相等。若某人不小心触碰到相线裸露处,导致,当漏电保护器检测到两进户线电流不等时,会自动______电路。
【变式2-2】(25-26•九年级下·福建莆田•期末)一位魔术师在舞台上展现不怕电的“超能力”。表演时,魔术师用测电笔金属笔尖接触A导线,氖管发光,表明A是_______线,此时________(选填“有”或“没有”)电流通过人体。接着他将一盏白炽灯接到两条导线A、B之间,灯泡发光;随后将灯泡取下,在舞台铺上橡胶地毯;魔术师站在地毯上用两手分别抓住两条导线A、B,其助手用测电笔金属笔尖分别接触A导线及魔术师的皮肤,氖管都发光,但魔术师没有触电的身体反应。根据所学知识判断,在取下灯泡后、魔术师抓住A、B导线前,助手将________线断开了,所以出现上述现象,其并没有不怕电的“超能力”,只是巧妙的利用所学物理知识表演节目。
【知识点2 安全用电】
1.家庭电路电流过大的两个原因(必考)
(1)短路:相线中性线直接连通。电阻极 ,电流瞬间巨 。
(2)用电器总功率 。
公式:I=,家庭电压 U=220V 不变,总功率越 ,干路电流越 。
情景:多个大功率(空调、电热水器、电磁炉)同时插同一个插排。
跳闸原因:要么短路,要么总功率过大。
2.安全用电
(1)触电实质:人体直接或间接接触 ,形成电流通路。
(2)低压触电: 触电、 触电。
(3)高压触电: 触电、 触电。
3.安全用电原则:不 低压带电体,不 高压带电体。
4.触电急救
(1)发现有人触电: ,再施救;不能直接用手拉触电的人。
(2)电路起火:先切断电源,再灭火, 。
5.生活注意:生活用水是导体,不能用湿手触碰开关、电器。
6.防雷:雷电是大气 现象;高大建筑物安装 ,把雷电引入大地。
【例3】(25-26•九年级下·河南漯河•期末)我们的生活已经离不开电能了,因此安全用电也成了我们生活中的一个重点关注的问题,小雨所在的学习小组经过讨论后对安全用电形成了以下认识,你认为正确的是( )
A.图甲:电线的绝缘皮破损,为了节约可不用更换
B.图乙:用湿手控制开关,不会引发用电安全问题
C.图丙:发现有人触电用干燥的绝缘棒挑开触电者身上的电线
D.图丁:高压线附近地域开阔,可以进行放风筝等活动
【变式3-1】(25-26•九年级下·广东湛江•期末)对于我们来说生命只有一次,不会重新来过,因此,生活用电必须把安全放在第一位,如图所示的各种情况下,人体不会触电的是( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(25-26•九年级下·北京石景山•期末)随着新能源电动汽车销量增长,充电桩的安装率不断提高。如图所示,小马在高速服务区内发现了新能源车充电站,利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的________;充电桩外壳常采用铝合金材料,为避免触电,外壳需连接________线;若充电桩起火,________(选填“能”或“不能”)用水灭火。
【知识点3 为家庭电路做设计】
1.物理 + 工程:既要电学原理,又考虑实际施工布线,导线成本、安装可行性。
2.物理 + 生活安全:老人房插座高度,潮湿卫生间插座要防溅,卫生间大功率热水器必须接地。
3.物理 + 节约用电:设计时兼顾安全同时,考虑节能,合理分配支路。
【例4】(25-26•九年级下·安徽宣城•期末)在“调查家庭用电”的综合实践活动中,小明观察到题图所示的家庭供电箱。漏电保护开关在漏电时自动断开,空气开关在电路过载或短路时自动断开,这两个开关____________(选填“串联”或“并联”)在电路中。进户线干路较其他导线更粗,是为了____________(选填“增大”或“减小”)电阻,防止通过大电流时发热引起安全事故。小明还了解到供电箱中所有与导线连接的接线柱都要拧紧,这是为了防止____________导致发热,从而产生安全隐患。
【变式4-1】(25-26•九年级下·广东汕头•期末)如图所示,小新家新买了一台洗衣机,请用笔画线代替导线,将洗衣机接入家庭电路中的导线补齐。
【变式4-2】(25-26•九年级下·陕西西安•期末)智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术,将家居生活相关的设备集成起来,构建可集中管理、智能控制的住宅设施管理系统,从而提升家居的安全性、便利性、舒适性,并实现环保节能的居住环境。
(1)如图为小明同学家的家庭电路简化图。在虚线框①②处安装设备正确顺序是________。
A.总开关(含保险装置)、电能表 B.电能表、总开关(含保险装置)
(2)家庭电路中进户线的末端部分甲和乙可以________。
A.连入到邻居家电路 B.连在一个插座上
C.连在一个开关上 D.直接连到一起
(3)某天晚上小明妈妈在家里做饭时,抽油烟机和照明灯同时工作,将一个电水壶的插头插入图中三孔插座,闭合开关后,电水壶不工作,抽油烟机停止工作,照明灯仍然发光。小明分析是电水壶内部发生了短路,你认为小明的分析是________(选填“正确”或“错误”)的。小明拔下电水壶的插头,用测电笔分别测试插座的左孔和右孔,测电笔氖管均发光,则故障为________。
A.进户中性线断路 B.CE间断路 C.BD间断路 D.DF间断路
(4)小明了解到,根据安全用电要求,住户家里除了要安装防止电流过大的空气开关外,还必须安装漏电保护器。在正常情况下,进户线中流入的电流和流出的电流相等,如果电路中某处发生漏电,进出电流就会不相等,漏电保护器迅速自动切断电路。如图所示,是由一只开关S和电阻R组成模拟漏电情形的实验电路,其中符合要求的是________。
A B
模块三 课后作业
一、单选题(共5题)
1.(25-26•九年级下·四川成都•期末)家庭电路和安全用电与我们的生活息息相关。下列说法正确的是( )
A.输电线进户后依次经过电能表、总开关、保险装置
B.家庭电路中电流过大,一定是用电器总功率过大造成的
C.空气开关与漏电保护器切断电路的原因相同
D.正确使用试电笔时,试电笔与人体之间是开路
2.(25-26•九年级下·广东梅州•期末)关于生活用电,符合安全要求的是( )
A.甲图,使用绝缘皮破损的插头
B.乙图,用湿手触摸家庭电路中的开关
C.丙图,不能靠近高压带电体
D.丁图,多个大功率用电器同时使用一个插座
3.(25-26•九年级下·山东淄博•期末)小明在家长的陪同下了解家庭电路,打开配电箱进行观察。配电箱的情况以及电能表的表盘如图所示。下列分析正确的是( )
A.可用湿抹布擦拭配电箱
B.若发现空气开关跳闸,原因一定是家庭某处电路短路
C.他家同时工作的用电器总功率不能超过8800 kW·h
D.只让一电热水壶工作,10 s内电能表指示灯闪烁3次,该电热水壶的电功率为900 W
4.(25-26•九年级下·安徽合肥•期末)如图为一种一体式的插座,关于该插座的使用,下列说法正确的是( )
A.该插座与家庭电路中的电灯的连接方式为串联
B.该插座的①插孔用来接相线,避免人接触用电器的金属外壳时触电
C.手机充电结束后,要把充电器从插座上及时拔下
D.使用试电笔检测该插座是否通电时,手要接触笔尖金属体
5.(25-26•九年级下·重庆大渡口•期末)如图所示是新能源汽车的充电桩,下列有关说法符合安全用电原则的是( )
A.每个充电桩在安装时都要装漏电保护器
B.有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源
C.安装充电桩时,不连接地线也可以
D.万一有充电桩起火,应马上浇水扑灭
二、多项选择题(共2题)
6.(25-26•九年级下·湖北武汉•期末)小敏同学按如图所示的电路图连接了一个模拟家庭电路。开关S闭合后,灯泡能正常发光,用测电笔检测插座的两孔,氖管均不发光。针对该模拟电路,有四名同学发表了以下的观点,你认为正确的是( )
A.小华说:保险丝是用电阻较大、熔点较高的材料制成的
B.小龙说:灯泡的连接是不安全、不合理的
C.小丽说:插座无法正常工作,原因可能是cd间断路
D.小潇说:插座无法正常工作,原因可能是ab间断路
7.(25-26•九年级下·江苏连云港•期末)在生活和工作中,应注意安全用电和科学防雷,下列做法符合要求的是( )
A.电动机使用时它的外壳要接地 B.开关要接在中性线和灯泡间
C.雷雨时不要站在树下避雨 D.行人可以靠近高压线掉落区
三、填空题(共6题)
8.(25-26•九年级下·陕西渭南•期末)电跟我们的关系十分密切,生产和生活中离不开它。有了电,能实现生产自动化,能提高生活质量,但如果不注意安全用电,就会触电。图甲、乙所示的两种情况都是洗衣机漏电,会发生触电事故的是图______,原因是______。
9.(25-26•九年级下·福建福州•期末)如图所示,同一个插排上同时使用多个大功率用电器,这些用电器是______(选填“串联”或“并联”)的,插排导线中的电流将______,容易引起火灾。
10.(25-26•九年级下·辽宁朝阳•期末)下图为家用插线板示意图。图中A线接入家庭电路中,B线接台灯,C线接取暖器,则B插孔间的电压______(选填“等于”或“不等于”)C插孔间的电压;两个用电器均正常工作时,A、B、C三处的电流分别为、、,它们之间的关系式是_____。
11.(25-26•九年级下·河南焦作•期末)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、乙两图产生电流过大的原因是不同的,甲图中的原因是______;乙图中的原因是______(选填“电路中用电器功率过大”、“短路”);当电流过大时,保险丝会熔断从而保护电路,这是利用了电流的______。
12.(25-26•九年级下·宁夏吴忠•期末)图甲是小明房间的一个插座,用试电笔测试A孔时氖管发光。他想把图乙中插头插入插座中,那么应该将D脚插入____________(选择“A”或“B”)孔更安全。
13.(25-26•九年级下·江西九江•期末)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_________(选填“两孔插座”或“三孔插座”);小明用如图所示的方式使用测电笔插入B孔时,测电笔氖管_________(选填“发光”或“不发光”)。
四、作图与简答(共2题)
14.(25-26•九年级下·河南郑州•期末)请将图中家用电器正确接入家庭电路。
15.(25-26•九年级下·贵州毕节•期末)用电安全是保证我们生活安全的重要因素。用电安全不仅关系到我们的日常生活质量,还直接影响到我们的生命财产安全。请用所学的物理知识解答下列问题:
(1)有经验的电工师傅在维修电路时,会先将电闸断开, 再将如图甲所示的“屏蔽器”插入插座,“屏蔽器” 两插片之间用导线相连,若有人在不知道的情况下闭合电闸,空气开关会跳闸,将电路断开,起到安全保护的作用。这是为什么?
(2)为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁,很多用电器都装有保险管。如图乙、丙所示分别是两个保险管的截面图,且两管内保险丝的 材料相同,长度相同,粗细不同。当图乙、丙中两保险管通过足够大且大小相同的电流时,哪个保险管中的保险丝更容易熔断?为什么?
五、实验题(共2题)
16.(25-26•九年级下·江西南昌•期末)明在学习短路对家庭电路的危害后,想探究保险丝的工作原理及作用,于是和小华一起讨论并完成下列实验:
(1)在图中,CD间接上一段保险丝,AB间接入电流表,其他部分按如图所示连接好电路;
(2)当开关闭合时,灯泡________(选填“发光”或“不发”)电流表_____(选填“有”或“无”)示数;
(3)断开开关,CD间保留保险丝,只在BD间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,小明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;
(4)小明找来一根细铜丝代替保险丝接在CD之间,同时在BD间接入一根较短的粗铜丝;闭合开关,发现电流表的示数超过量程,灯泡________(选填“发光”或“不发光”),细铜丝发热明显,粗铜丝发热不明显,电流表损坏。
【分析论证】
①根据欧姆定律知道,铜丝的电阻较小,闭合开关的瞬间,线路中的电流较________,从而造成电流表超过量程而烧坏电流表;
②细铜丝的电阻比粗铜丝电阻大很多,在电流相同时,根据P=I2R可知,导体的电功率跟电阻成________比,所以细铜丝的电功率比粗铜丝的电功率________(选填“大”或“小”),因此细铜丝的温度升高明显;
③根据上述分析,在没有保险丝的情况下,________(选填“能”或“不能”)用铜丝代替保险丝。
17.(25-26•九年级下·辽宁铁岭•期末)如图所示,某同学根据单元房结构平面图设计家庭电路。回答下列问题。
(1)厨房回路同时使用2000W微波炉和1500W电热水壶,电源电压220V,根据计算,该回路干路电流约为________A(结果保留整数)。
(2)潮湿的卫生间用电分支回路,需加装________,可在漏电时快速切断电路。
(3)图中的家庭电路中,客厅、卧室等分支回路之间采用________连接方式,确保某一回路发生故障时不影响其他回路工作;为防止触电,必须把用电器的开关安装在________线上。
(4)配电箱内的熔断器中的核心部件(保险丝)的材料需具备________(选填“熔点低”或“熔点高”)的特性,实现过载保护。在现代家庭电路中,由空气开关所替代。
(5)若卧室插座短路导致电流过大,配电箱中控制该分支回路的________会自动断开,防止火灾。
六、计算题(共2题)
18.(25-26•九年级下·陕西汉中•期末)生活用电离不开物理,在用电高峰时,我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时要暗一些,同学们在学习了电学知识后,对这一现象进行了调查研究。如图所示,供电电源的电压始终保持230V不变,已知输电线的电阻为10欧姆,用户得到的电压是220V。求:
(1)若家庭电路中都是标有“220V,11W”的白炽灯,有多少盏灯在正常工作;
(2)用电高峰时,若输电线中的电流为2A,则标有“220V,11W”的白炽灯的实际功率;
(3)请你说明为什么用电高峰时,白炽灯比正常发光时要暗一些。
19.(25-26•九年级下·山东枣庄•期末)小军家中已有一台1200 W的空调机,但小军的父亲想再添置一台1000 W的空调机。小军对家中其他用电器的情况进行了调查,记录如下。
用电器
照明灯
电视机
洗衣机
电冰箱
电饭煲
微波炉
额定功率
40 W
100 W
150 W
100 W
750 W
900 W
数量
8盏
1台
1台
1台
1台
1台
闸刀开关上保险丝的熔断电流为20 A
电能表上标有“220 V ”
(1)试通过计算说明在小军家中原有电路上再安装这样一台空调机是否安全。
(2)为保证小军家能安装并正常使用这台空调机,请你从安全用电的角度帮助小军提出合理的解决方法。
七、阅读题(共1题)
20.(25-26•九年级下·重庆南岸•期末)阅读短文,回答问题。
隔电墙与水电阻
家庭电热水器(图甲)工作时,加热器内胆里的水有时也会带电。为保证人的洗浴安全,几乎所有电热水器都要求安装“隔电墙”(图乙)。隔电墙是一种简称,它确切的表述是“水电阻衰减隔离法”。它是利用了水本身具有电阻的特性,通过对管径和距离的调整,形成“隔电”的效果。干燥时人体电阻约为,皮肤潮湿时,阻值降为左右。因此在设计隔电墙时,一般会尽量增加水流的长度,以达到增大电阻,减小电流的目的。如图丙所示,将水流路径设计成螺旋结构来增加水流的长度。虽然隔电墙有一定的保护作用,但为了保护自己的生命安全,最有效的措施还是淋浴的时候把电热水器插头拔掉。
(1)家庭电路电压为______V,对人体安全的电压一般不高于______V。不同环境下人体导电情况不同,为保证安全,加在人体上的电压不能超过最大安全电压的三分之一,称为绝对安全电压,结合皮肤潮湿时人体电阻可知,通过人体的绝对安全电流不超过______A。
(2)淋浴时,水电阻与人体______(选填“串联”或“并联”)。为保证绝对安全,隔电墙中水电阻至少为______Ω。(结果保留整数)
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第十九章 生活用电
【新教材人教版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+4个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
电已经融入我们的日常生活,家里电灯、冰箱、插座都离不开电。家庭电路是怎样组成的?为什么开关要接在相线上?为什么有时候会发生触电事故?安全用电关系我们每个人的生命安全。
远离用电危险
知识归纳
【知识点1 家庭电路】
1.家庭电路组成:进户线相线、中性线→电能表→总开关→保险装置→插座、各用电器。
(1)电能表:测量家庭电路消耗的电能。
(2)总开关:控制整个家庭电路通断,检修电路时断开,保证安全。
(3)保险装置:保险丝 / 空气开关,电流过大时切断电路。
2.相线和中性线
(1)家庭电路电压:相线中性线之间220V;中性线与大地0V。
(2)测电笔:辨别相线、中性线。手必须接触笔尾金属体;氖管发光→相线,不发光→中性线。
3.电路连接规则
(1)各家用电器:并联,互不影响。
(2)开关与被控制用电器串联;开关一定要接在相线上。
(3)螺丝口灯泡:顶端金属点接相线,螺旋套接中性线,防止换灯泡触电。
4.三孔插座与三脚插头
(1)接线口诀:左零右火上接地。
(2)三脚插头长插脚连接用电器金属外壳,插座上孔接地。一旦外壳漏电,电流流入大地,避免人触电。
5.漏电保护器:发生漏电、单线触电时自动切断电路;双线触电不起保护作用。
【例1】(25-26•九年级下·吉林长春•期末)如图所示的家庭电路中,接线正确的元件是( )
A.空气开关 B.灯泡和开关 C.两孔插座 D.三孔插座
【答案】B
【详解】A.空气开关应串联在相线上,图中空气开关接在保护线上,故A不符合题意;
B.控制灯泡的开关应接在相线与灯泡之间,这样断开开关时,能切断相线,保证用电安全。图中灯泡和控制灯泡的开关符合此规则,故B符合题意;
C.两孔插座的正确接法是左孔接中性线,右孔接相线,图中两孔插座的接线不符合此规则,故C不符合题意;
D.三孔插座的正确接法是左孔接中性线,右孔接相线,中间孔接保护线,图中三孔插座接线不符合该规则,故D不符合题意。
故选B。
【变式1-1】(25-26•九年级下·内蒙古额济纳旗•期末)随着人们生活水平的提高,家里的大功率用电器越来越多,例如电饭锅、电热水器、空调等。如果这些大功率用电器同时工作,很容易使空气开关跳闸,如图所示。请你应用所学的物理知识解释,家庭电路中“同时接入多个大功率用电器工作容易使空气开关跳闸”的原因。
【答案】照明电路的电压一定,根据可知,同时接入多个大功率用电器工作时,家庭电路中用电器的总功率过大,会使得干路中的电流过大,使空气开关跳闸,自动切断电路,起到保护电路的作用。
【详解】略。
【变式1-2】(25-26•九年级下·河北邢台•期末)学习了“生活用电”后,小明认真观察了自家配电设备的使用情况。如图所示的是插座、带开关的电灯,请你用笔画线代替导线将它们正确接入电路。
【答案】
【详解】带开关的电灯:开关接在灯泡与相线之间,灯泡螺旋套与中性线相连,这样可以确保断开开关时,灯泡与相线断开,避免触电风险;三孔插座:左孔接中性线,右孔接相线,上孔接保护线。据此作图。
【例2】(25-26•九年级下·江苏淮安•期末)三孔插座中间的插孔应接________,左边的插孔应接_________。当用测电笔检测插座的插孔时,如果氖管发光,说明所测的插孔接的是_________。(均选填“相线”“中性线”或“保护线”)
【答案】 保护线 中性线 相线
【详解】[1][2]三孔插座的接线规则是“左零右火中间地”,所以中间的插孔应接保护线(地线),左边的插孔应接中性线(零线)。
[3]测电笔的工作原理是当笔尖接触相线(火线)时,氖管会发光;接触中性线或保护线时,氖管不发光,所以氖管发光说明所测插孔接的是相线。
【变式2-1】(25-26•九年级下·辽宁新民•期末)如图所示是家庭生活用电的几个场景。
(1)如图甲所示,将测电笔笔尖与相线(220V)接触,手抵金属帽,氖管______。若笔内电阻为,尽管其余电阻未知,也可判断出通过人体的电流不会超过______A。
(2)干燥人体的电阻约为,当人的两手分别接触一节干电池(1.5V)的两极时,通过人体的电流约为______A,人体没有危险。
(3)如图乙所示,在正常情况下,从相线流经电灯再流向中性线的电流处处相等。若某人不小心触碰到相线裸露处,导致,当漏电保护器检测到两进户线电流不等时,会自动______电路。
【答案】(1) 发光
(2)
(3)切断
【详解】(1)[1] 将测电笔笔尖与相线(220V)接触,手抵金属帽,是测电笔的正确使用,因此氖管会发光。
[2] 其它电阻相对笔内电阻忽略不计,则最大电流为
(2)设人体电阻约为1×104Ω,当人的两手分别接触一节干电池(1.5V)两极时,流经人体的电流约为
(3)在正常情况下电流经“相线→电灯→中性线”处处相等,若某人不小心触碰到相线裸露处,导致I1>I2,当“漏电保护器”检测到“两线”电流不等时会迅速自动切断线路,对人身起到保护作用。
【变式2-2】(25-26•九年级下·福建莆田•期末)一位魔术师在舞台上展现不怕电的“超能力”。表演时,魔术师用测电笔金属笔尖接触A导线,氖管发光,表明A是_______线,此时________(选填“有”或“没有”)电流通过人体。接着他将一盏白炽灯接到两条导线A、B之间,灯泡发光;随后将灯泡取下,在舞台铺上橡胶地毯;魔术师站在地毯上用两手分别抓住两条导线A、B,其助手用测电笔金属笔尖分别接触A导线及魔术师的皮肤,氖管都发光,但魔术师没有触电的身体反应。根据所学知识判断,在取下灯泡后、魔术师抓住A、B导线前,助手将________线断开了,所以出现上述现象,其并没有不怕电的“超能力”,只是巧妙的利用所学物理知识表演节目。
【答案】 相/火 有 中性/零
【详解】[1][2]测电笔的作用是辨别相线(俗称火线)和中性线(俗称零线),测电笔的氖管发光说明接触的是相线,所以他用测电笔金属笔尖接触A导线,氖管发光,表明A是相线,此时人体、测电笔、相线和大地构成一个回路,有微弱电流通过人体。
[3]魔术师站在橡胶地毯上,橡胶绝缘,无法与地面形成回路。用测电笔金属笔尖分别接触A导线及魔术师的皮肤,氖管都发光,说明相线是正常的。魔术师站在地毯上用两手分别抓住两条导线A、B,而魔术师没有触电,说明相线、中性线之间没有形成回路,即中性线断路,因此在取下灯泡后、魔术师抓住A、B导线前,助手将中性线断开了。
【知识点2 安全用电】
1.家庭电路电流过大的两个原因(必考)
(1)短路:相线中性线直接连通。电阻极小,电流瞬间巨大。
(2)用电器总功率过大。
公式:I=,家庭电压 U=220V 不变,总功率越大,干路电流越大。
情景:多个大功率(空调、电热水器、电磁炉)同时插同一个插排。
跳闸原因:要么短路,要么总功率过大。
2.安全用电
(1)触电实质:人体直接或间接接触相线,形成电流通路。
(2)低压触电:单线触电、双线触电。
(3)高压触电:高压电弧触电、跨步电压触电。
3.安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
4.触电急救
(1)发现有人触电:先切断电源,再施救;不能直接用手拉触电的人。
(2)电路起火:先切断电源,再灭火,禁止带电泼水灭火。
5.生活注意:生活用水是导体,不能用湿手触碰开关、电器。
6.防雷:雷电是大气放电现象;高大建筑物安装避雷针,把雷电引入大地。
【例3】(25-26•九年级下·河南漯河•期末)我们的生活已经离不开电能了,因此安全用电也成了我们生活中的一个重点关注的问题,小雨所在的学习小组经过讨论后对安全用电形成了以下认识,你认为正确的是( )
A.图甲:电线的绝缘皮破损,为了节约可不用更换
B.图乙:用湿手控制开关,不会引发用电安全问题
C.图丙:发现有人触电用干燥的绝缘棒挑开触电者身上的电线
D.图丁:高压线附近地域开阔,可以进行放风筝等活动
【答案】C
【详解】A.电线绝缘皮破损后,内部带电导线裸露,容易发生漏电、引发触电事故,必须及时更换,故A错误;
B.生活用水是导体,湿手接触开关时,水很容易导电,进而引发触电事故,故B错误;
C.发现有人触电时,不能直接用手接触触电者,使用干燥的绝缘棒挑开电线,既可以救人,也能避免施救者触电,符合安全用电要求,故C正确;
D.高压线附近易发生高压触电风险,放风筝时风筝线一旦接触高压线,会引发触电事故,禁止在高压线附近放风筝,故D错误。
故选C。
【变式3-1】(25-26•九年级下·广东湛江•期末)对于我们来说生命只有一次,不会重新来过,因此,生活用电必须把安全放在第一位,如图所示的各种情况下,人体不会触电的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.人站在绝缘体凳子上,一只手与相线相连,另一只手与中性线相连,形成了通路,使电流通过人体,故会发生触电事故,不符合题意;
B.人站在绝缘体凳子上,一只手与相线相连,不会形成通路,因此不会有电流通过人体,故不会发生触电事故,符合题意;
C.人站在地上与相线相连,电流通过人体流入大地,故会发生触电事故,不符合题意;
D.一只手与相线相连,另一只手与中性线相连,形成了通路,使电流通过人体,故会发生触电事故,不符合题意。
故选B。
【变式3-2】(25-26•九年级下·北京石景山•期末)随着新能源电动汽车销量增长,充电桩的安装率不断提高。如图所示,小马在高速服务区内发现了新能源车充电站,利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的________;充电桩外壳常采用铝合金材料,为避免触电,外壳需连接________线;若充电桩起火,________(选填“能”或“不能”)用水灭火。
【答案】 用电器 地 不能
【详解】[1]给汽车电池充电时,电池消耗电能,将电能转化为化学能储存,在电路中消耗电能的是用电器,因此汽车电池相当于用电器。
[2]铝合金是导体,若充电桩漏电会使外壳带电,根据安全用电要求,金属外壳的用电器外壳必须连接地线,漏电时电流会通过地线导入大地,避免人触电。
[3]生活用水是导体,充电桩起火时用水灭火,容易引发触电事故,因此不能用水灭火。
【知识点3 为家庭电路做设计】
1.物理 + 工程:既要电学原理,又考虑实际施工布线,导线成本、安装可行性。
2.物理 + 生活安全:老人房插座高度,潮湿卫生间插座要防溅,卫生间大功率热水器必须接地。
3.物理 + 节约用电:设计时兼顾安全同时,考虑节能,合理分配支路。
【例4】(25-26•九年级下·安徽宣城•期末)在“调查家庭用电”的综合实践活动中,小明观察到题图所示的家庭供电箱。漏电保护开关在漏电时自动断开,空气开关在电路过载或短路时自动断开,这两个开关____________(选填“串联”或“并联”)在电路中。进户线干路较其他导线更粗,是为了____________(选填“增大”或“减小”)电阻,防止通过大电流时发热引起安全事故。小明还了解到供电箱中所有与导线连接的接线柱都要拧紧,这是为了防止____________导致发热,从而产生安全隐患。
【答案】 串联 减小 电阻过大
【详解】为了用电的安全,漏电保护开关和空气开关应串联在干路中,一个开关断开,整个电路就会断开;进户线干路较其他导线更粗,是通过增大横截面积的方法来减小电阻的,能防止进户线干路上通过大电流时发热引起安全事故;供电箱中所有与导线连接的接线柱都要拧紧,若不拧紧,则连接处的电阻会变大,根据焦耳定律可知,相同时间内产生的热量较多,存在安全隐患.
【变式4-1】(25-26•九年级下·广东汕头•期末)如图所示,小新家新买了一台洗衣机,请用笔画线代替导线,将洗衣机接入家庭电路中的导线补齐。
【答案】
【详解】洗衣机有金属外壳,外壳接地线,用电部分分别接相线和中性线,三孔插座左零右火上接地,如图所示:
【变式4-2】(25-26•九年级下·陕西西安•期末)智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术,将家居生活相关的设备集成起来,构建可集中管理、智能控制的住宅设施管理系统,从而提升家居的安全性、便利性、舒适性,并实现环保节能的居住环境。
(1)如图为小明同学家的家庭电路简化图。在虚线框①②处安装设备正确顺序是________。
A.总开关(含保险装置)、电能表 B.电能表、总开关(含保险装置)
(2)家庭电路中进户线的末端部分甲和乙可以________。
A.连入到邻居家电路 B.连在一个插座上
C.连在一个开关上 D.直接连到一起
(3)某天晚上小明妈妈在家里做饭时,抽油烟机和照明灯同时工作,将一个电水壶的插头插入图中三孔插座,闭合开关后,电水壶不工作,抽油烟机停止工作,照明灯仍然发光。小明分析是电水壶内部发生了短路,你认为小明的分析是________(选填“正确”或“错误”)的。小明拔下电水壶的插头,用测电笔分别测试插座的左孔和右孔,测电笔氖管均发光,则故障为________。
A.进户中性线断路 B.CE间断路 C.BD间断路 D.DF间断路
(4)小明了解到,根据安全用电要求,住户家里除了要安装防止电流过大的空气开关外,还必须安装漏电保护器。在正常情况下,进户线中流入的电流和流出的电流相等,如果电路中某处发生漏电,进出电流就会不相等,漏电保护器迅速自动切断电路。如图所示,是由一只开关S和电阻R组成模拟漏电情形的实验电路,其中符合要求的是________。
A B
【答案】(1)B
(2)B
(3) 错误 C
(4)A
【详解】(1)家庭电路中,进户线先接电能表,再接总开关,因此正确顺序是电能表、总开关,故选B。
(2)进户线的相线和中性线不能直接连接或者不能只连一个开关,否则会短路、也不能连到邻居电路,否则违规用电,可以在末端部分连在一个插座上,当插座上连接用电器时,用电器可正常工作,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[1]如果电水壶内部发生短路,短路会引起电路电流过大,导致总开关断开,从而使得整个电路断路,但因此时照明灯仍发光,所以小明的分析是错误的。
[2]小明拔下电水壶的插头,用测电笔分别插入插座的左孔和右孔,测电笔氖管均发光,说明插座的相线正常,但中性线存在问题,电水壶不工作,抽油烟机停止工作,照明灯仍发光,说明进户中性线到B点是完好的,则故障为BD部分中性线断路,故选C。
(4)A.闭合开关S,电阻R和用电器并联,相线测量的是电阻R和用电器并联的总电流,中性线测量的只是用电器的电流,漏电保护器内相线的电流大于中性线的电流,可以模拟漏电情形,故A符合题意。
B.闭合开关S,电阻R和用电器并联,相线测量的是电阻R和用电器并联的总电流,中性线测量的也是电阻R和用电器并联的总电流,漏电保护器内相线的电流等于中性线的电流,不可以模拟漏电情形,故B不符合题意。
故选A。
模块三 课后作业
一、单选题(共5题)
1.(25-26•九年级下·四川成都•期末)家庭电路和安全用电与我们的生活息息相关。下列说法正确的是( )
A.输电线进户后依次经过电能表、总开关、保险装置
B.家庭电路中电流过大,一定是用电器总功率过大造成的
C.空气开关与漏电保护器切断电路的原因相同
D.正确使用试电笔时,试电笔与人体之间是开路
【答案】A
【详解】A.输电线进户后需依次安装电能表、总开关、保险装置,电能表用于计量家庭总用电量,总开关安装在保险装置前,便于更换保险时切断电源保障安全,故A正确;
B.家庭电路中电流过大的原因有两种:一是用电器总功率过大,二是电路发生短路,故B错误;
C.空气开关是当电路中电流过大(过载或短路)时自动切断电路;漏电保护器是当相线与中性线电流不相等(发生漏电)时切断电路,二者切断电路的原因不同,故C错误;
D.正确使用试电笔时,试电笔与人体之间是通路,电流需通过试电笔内的高电阻、人体流向大地,才能使氖管发光,并非开路,故D错误。
故选A。
2.(25-26•九年级下·广东梅州•期末)关于生活用电,符合安全要求的是( )
A.甲图,使用绝缘皮破损的插头
B.乙图,用湿手触摸家庭电路中的开关
C.丙图,不能靠近高压带电体
D.丁图,多个大功率用电器同时使用一个插座
【答案】C
【详解】A.使用绝缘皮破损的插头,人接触时易发生触电事故,故A不符合题意;
B.人手潮湿时人体电阻减小,用湿手触摸开关,通过人体的电流增大,有触电的危险,故B不符合题意;
C.安全用电的基本原则是“不接触低压带电体,不靠近高压带电体”,远离高压带电体符合安全用电要求,故C符合题意;
D.多个大功率用电器同时使用一个插座会导致电路中电流过大,引起火灾,故D不符合题意。
故选 C。
3.(25-26•九年级下·山东淄博•期末)小明在家长的陪同下了解家庭电路,打开配电箱进行观察。配电箱的情况以及电能表的表盘如图所示。下列分析正确的是( )
A.可用湿抹布擦拭配电箱
B.若发现空气开关跳闸,原因一定是家庭某处电路短路
C.他家同时工作的用电器总功率不能超过8800 kW·h
D.只让一电热水壶工作,10 s内电能表指示灯闪烁3次,该电热水壶的电功率为900 W
【答案】D
【详解】A.湿抹布含水,生活用水导电,用湿布擦配电箱易发生触电事故,故A错误;
B.空气开关跳闸原因:短路或用电器总功率过大,不只是短路,故B错误;
C.最大功率;是电能单位,不是功率单位,故C错误;
D.:指示灯闪烁1200次消耗电能;闪烁3次耗电
则电热水壶的电功率为,故D正确。
故选D。
4.(25-26•九年级下·安徽合肥•期末)如图为一种一体式的插座,关于该插座的使用,下列说法正确的是( )
A.该插座与家庭电路中的电灯的连接方式为串联
B.该插座的①插孔用来接相线,避免人接触用电器的金属外壳时触电
C.手机充电结束后,要把充电器从插座上及时拔下
D.使用试电笔检测该插座是否通电时,手要接触笔尖金属体
【答案】C
【详解】A.该插座与家庭电路中的电灯的连接方式为并联,工作时互不影响,故A错误;
B.该插座的①插孔用来接地线,右孔接相线、左孔接中性线,避免人接触用电器的金属外壳时触电,故B错误;
C.手机充电结束后,为了用电安全,要把充电器从插座上及时拔下,避免充电器过热引发火灾,故C正确;
D.使用试电笔检测该插座是否通电时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故D错误。
故选C。
5.(25-26•九年级下·重庆大渡口•期末)如图所示是新能源汽车的充电桩,下列有关说法符合安全用电原则的是( )
A.每个充电桩在安装时都要装漏电保护器
B.有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源
C.安装充电桩时,不连接地线也可以
D.万一有充电桩起火,应马上浇水扑灭
【答案】A
【详解】A.为了安全电路中必须要有保险丝或空气开关,每个充电桩在安装时都要装漏电保护器,故A符合题意;
B.为了安全用电,安装充电桩时必须断开电源,故B不符合题意;
C.安装充电桩时,为了安全,要接地线,故C不符合题意;
D.万一有充电桩起火,应先关闭电源再施救,故D不符合题意。
故选A。
二、多项选择题(共2题)
6.(25-26•九年级下·湖北武汉•期末)小敏同学按如图所示的电路图连接了一个模拟家庭电路。开关S闭合后,灯泡能正常发光,用测电笔检测插座的两孔,氖管均不发光。针对该模拟电路,有四名同学发表了以下的观点,你认为正确的是( )
A.小华说:保险丝是用电阻较大、熔点较高的材料制成的
B.小龙说:灯泡的连接是不安全、不合理的
C.小丽说:插座无法正常工作,原因可能是cd间断路
D.小潇说:插座无法正常工作,原因可能是ab间断路
【答案】BC
【详解】A.保险丝是用电阻大、熔点低的材料制成的,这样才能保证在电流过大时及时熔断,对电路起保护作用,故A错误;
B.开关接在了灯泡与中性线之间,当灯泡开关断开时,灯泡与相线接触,这种接法是不安全的,故B正确;
C.用测电笔检测插座的两孔,氖管均不发光,这说明插座的右孔与相线之间是断开的,灯泡正常发光,说明ab间正常连接,所以故障可能是cd间断路,故C正确,D错误。
故选BC。
7.(25-26•九年级下·江苏连云港•期末)在生活和工作中,应注意安全用电和科学防雷,下列做法符合要求的是( )
A.电动机使用时它的外壳要接地 B.开关要接在中性线和灯泡间
C.雷雨时不要站在树下避雨 D.行人可以靠近高压线掉落区
【答案】AC
【详解】A.电动机外壳接地主要是从安全角度考虑,因为电动机在使用时,因短路、绝缘皮老化、过热等原因,随时有漏电的可能。电动机外壳接地,能防止电机外壳带电导致的触电现象的发生,这符合安全用电要求,故A符合题意;
B.家庭电路中开关要接在相线和灯泡间,当开关断开时,人接触到灯泡不会触电;如果开关接到中性线和灯泡之间,开关断开时,虽然灯泡不发光,但人接触到灯泡就会与相线形成通路而触电,故B不符合题意;
C.雷雨天里,树干表面因有水而能够导电,大树很容易导上雷电,在树下躲雨的人容易触电,所以雷雨天千万不要在大树下避雨,故C符合题意;
D.如果高压线掉落在地上,当人经过这个区域时,两脚之间存在相当高的电压,称作“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,所以不能靠近高压线掉落区,故D不符合题意。
故选AC。
三、填空题(共6题)
8.(25-26•九年级下·陕西渭南•期末)电跟我们的关系十分密切,生产和生活中离不开它。有了电,能实现生产自动化,能提高生活质量,但如果不注意安全用电,就会触电。图甲、乙所示的两种情况都是洗衣机漏电,会发生触电事故的是图______,原因是______。
【答案】 甲 洗衣机的金属外壳没有接地
【详解】[1][2]图甲中洗衣机的金属外壳没有接地,图乙中洗衣机的金属外壳接了地,所以人接触漏电的洗衣机金属外壳时,电流会流经人体再流入大地,即图甲情况,此时人会触电;但如图乙情况,电流会直接从地线流入大地,人不会触电。
9.(25-26•九年级下·福建福州•期末)如图所示,同一个插排上同时使用多个大功率用电器,这些用电器是______(选填“串联”或“并联”)的,插排导线中的电流将______,容易引起火灾。
【答案】 并联 很大
【详解】[1]同一个插排上同时使用多个大功率用电器,这些用电器能够独立工作,因此插排上的用电器采用并联连接方式。
[2]如果同时使用多个大功率用电器,用电器总功率过大,根据公式,家庭电路电压一定,所以当电功率P越大,电流I就会非常大,容易发生火灾。
10.(25-26•九年级下·辽宁朝阳•期末)下图为家用插线板示意图。图中A线接入家庭电路中,B线接台灯,C线接取暖器,则B插孔间的电压______(选填“等于”或“不等于”)C插孔间的电压;两个用电器均正常工作时,A、B、C三处的电流分别为、、,它们之间的关系式是_____。
【答案】 等于
【详解】[1]插入插线板中的台灯和取暖器之间是并联的,由并联电路电压特点可知,各支路两端的电压相等,故B插孔间的电压等于C插孔间的电压。
[2]由图可知,A处是干路,B、C是两条支路,由并联电路电流的关系可知,
11.(25-26•九年级下·河南焦作•期末)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、乙两图产生电流过大的原因是不同的,甲图中的原因是______;乙图中的原因是______(选填“电路中用电器功率过大”、“短路”);当电流过大时,保险丝会熔断从而保护电路,这是利用了电流的______。
【答案】 电路中用电器的总功率过大 短路 热效应
【详解】[1]如图甲所示,同时使用的用电器过多,导致电路中用电器的总功率过大,干路电流过大,使保险丝因电流过大而熔断。
[2]图乙中,灯泡两端被金属线连接,电路中出现短路现象,从而导致保险丝因电流过大而熔断。
[3]当电流过大时,因为电流的热效应,会产生大量热量从而使保险丝熔断。
12.(25-26•九年级下·宁夏吴忠•期末)图甲是小明房间的一个插座,用试电笔测试A孔时氖管发光。他想把图乙中插头插入插座中,那么应该将D脚插入____________(选择“A”或“B”)孔更安全。
【答案】A
【详解】试电笔测试A孔时氖管发光,根据试电笔的使用原理,可知A孔与相线相连。 在家庭电路中,开关要接在相线与用电器之间,从图乙可知开关接在D脚与灯泡之间,所以D脚应接相线。 由于A孔与相线相连,所以将D脚插入A孔更安全。
13.(25-26•九年级下·江西九江•期末)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_________(选填“两孔插座”或“三孔插座”);小明用如图所示的方式使用测电笔插入B孔时,测电笔氖管_________(选填“发光”或“不发光”)。
【答案】 三孔插座 不发光
【详解】[1]家庭电路中,两孔插座遵循左零右火的接线规则,如图,两孔插座左孔A接中性线、右孔B接相线,接法正确;三孔插座的正确规则是左零右火上接地,图中三孔插座左右两孔接反了。
[2]两孔插座的B孔直接与相线相连,测电笔接触相线时,手没有接触笔尾金属体,未形成回路,所以氖管不发光。
四、作图与简答(共2题)
14.(25-26•九年级下·河南郑州•期末)请将图中家用电器正确接入家庭电路。
【答案】
【详解】开关应接在相线与灯泡之间,灯泡的螺旋套接中性线,这样开关能控制灯泡,且断开开关能切断相线,接触灯泡不会发生触电事故;
三孔插座:左孔接中性线,右孔接相线,上孔接保护线。据此作图。
15.(25-26•九年级下·贵州毕节•期末)用电安全是保证我们生活安全的重要因素。用电安全不仅关系到我们的日常生活质量,还直接影响到我们的生命财产安全。请用所学的物理知识解答下列问题:
(1)有经验的电工师傅在维修电路时,会先将电闸断开, 再将如图甲所示的“屏蔽器”插入插座,“屏蔽器” 两插片之间用导线相连,若有人在不知道的情况下闭合电闸,空气开关会跳闸,将电路断开,起到安全保护的作用。这是为什么?
(2)为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁,很多用电器都装有保险管。如图乙、丙所示分别是两个保险管的截面图,且两管内保险丝的 材料相同,长度相同,粗细不同。当图乙、丙中两保险管通过足够大且大小相同的电流时,哪个保险管中的保险丝更容易熔断?为什么?
【答案】(1)“屏蔽器”插入插座,“屏蔽器”两插片之间用导线相连,若有人在不知道的情况下闭合电闸,此时电路发生了短路现象,经过空气开关的电流过大,因此空气开关会跳闸,从而保护电路和电工师傅。
(2)因为在材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大,则图丙保险管中的保险丝的电阻大,根据焦耳定律可知,当两保险管通过相同的电流,在相同时间内,图丙保险管中的保险丝产生的热量多,温度更高,因此图丙保险管中的保险丝更容易熔断。
【详解】(1)略。
(2)略。
五、实验题(共2题)
16.(25-26•九年级下·江西南昌•期末)明在学习短路对家庭电路的危害后,想探究保险丝的工作原理及作用,于是和小华一起讨论并完成下列实验:
(1)在图中,CD间接上一段保险丝,AB间接入电流表,其他部分按如图所示连接好电路;
(2)当开关闭合时,灯泡________(选填“发光”或“不发”)电流表_____(选填“有”或“无”)示数;
(3)断开开关,CD间保留保险丝,只在BD间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,小明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;
(4)小明找来一根细铜丝代替保险丝接在CD之间,同时在BD间接入一根较短的粗铜丝;闭合开关,发现电流表的示数超过量程,灯泡________(选填“发光”或“不发光”),细铜丝发热明显,粗铜丝发热不明显,电流表损坏。
【分析论证】
①根据欧姆定律知道,铜丝的电阻较小,闭合开关的瞬间,线路中的电流较________,从而造成电流表超过量程而烧坏电流表;
②细铜丝的电阻比粗铜丝电阻大很多,在电流相同时,根据P=I2R可知,导体的电功率跟电阻成________比,所以细铜丝的电功率比粗铜丝的电功率________(选填“大”或“小”),因此细铜丝的温度升高明显;
③根据上述分析,在没有保险丝的情况下,________(选填“能”或“不能”)用铜丝代替保险丝。
【答案】 发光 有 不发光 大 正 大 不能
【详解】(2)[1][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,电流表有示数,灯泡发光。
(4)[3]在BD间接一根粗铜丝,此时小灯泡被短路,因此小灯泡不发光。
[4][5][6]由欧姆定律可知,当线路中的电阻比较小时,线路中的电流较大。因为导体的电阻与导体的横截面积、长度和材料有关。因此粗铜丝比细铜丝的电阻小,在电流相同时,根据P=I2R可知,导体的电功率跟电阻成正比,所以细铜丝的电功率比粗铜丝的电功率大。因为粗铜丝发热不明显,所以不能用铜丝代替保险丝。
17.(25-26•九年级下·辽宁铁岭•期末)如图所示,某同学根据单元房结构平面图设计家庭电路。回答下列问题。
(1)厨房回路同时使用2000W微波炉和1500W电热水壶,电源电压220V,根据计算,该回路干路电流约为________A(结果保留整数)。
(2)潮湿的卫生间用电分支回路,需加装________,可在漏电时快速切断电路。
(3)图中的家庭电路中,客厅、卧室等分支回路之间采用________连接方式,确保某一回路发生故障时不影响其他回路工作;为防止触电,必须把用电器的开关安装在________线上。
(4)配电箱内的熔断器中的核心部件(保险丝)的材料需具备________(选填“熔点低”或“熔点高”)的特性,实现过载保护。在现代家庭电路中,由空气开关所替代。
(5)若卧室插座短路导致电流过大,配电箱中控制该分支回路的________会自动断开,防止火灾。
【答案】(1)16
(2)漏电保护器
(3) 并联 相线
(4)熔点低
(5)空气开关
【详解】(1)厨房回路同时使用2000W微波炉和1500W电热水壶,电流总功率 P总=2000W+1500W=3500W
干路电流约为
(2)为了防止漏电导致触电事故,需要安装漏电保护器。当发生漏电时,漏电保护器能迅速切断电源,保障安全。
(3)[1]家庭电路中,各用电器及分支回路之间是并联连接的。并联电路的特点是各支路独立工作,互不影响。如果某一回路发生故障,不会影响其他回路的正常运行。
[2]为了防止触电,开关必须接在相线上。当开关断开时,用电器与相线断开连接,避免人体接触用电器时发生触电事故。
(4)保险丝的作用是在电流过大时,自身熔断以切断电路,从而保护用电器和线路安全。因此,保险丝的材料需要具备熔点低的特性,以便在电流过大时迅速熔断。
(5)当卧室插座发生短路时,该分支回路的电流会急剧增大。此时,配电箱中控制该回路的空气开关会因检测到电流过大而自动跳闸,切断电源。
六、计算题(共2题)
18.(25-26•九年级下·陕西汉中•期末)生活用电离不开物理,在用电高峰时,我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时要暗一些,同学们在学习了电学知识后,对这一现象进行了调查研究。如图所示,供电电源的电压始终保持230V不变,已知输电线的电阻为10欧姆,用户得到的电压是220V。求:
(1)若家庭电路中都是标有“220V,11W”的白炽灯,有多少盏灯在正常工作;
(2)用电高峰时,若输电线中的电流为2A,则标有“220V,11W”的白炽灯的实际功率;
(3)请你说明为什么用电高峰时,白炽灯比正常发光时要暗一些。
【答案】(1)有20盏灯在正常工作;(2)10.02W;(3)见解析
【详解】解:(1)由图可知,输电线与用户串联,由串联电路的电压特点可知,输电线两端的电压为
U线=U-U用户=230V-220V=10V
通过输电线的电流为
根据串联电路的电流规律可知,通过用户的电流为
I用户=1A
用户消耗的功率为
P=U用户I用户=220V×1A=220W
正常工作的灯的盏数
(2)输电线两端的电压为
U′=I′R=2A×10Ω=20V
用户两端的电压为
U′线=U-U′=230V-20V=210V
白炽灯的电阻为
白炽灯的实际功率
(3)用电高峰时,输电线中的电流大,输电线两端的电压大,用户两端的电压变小,根据可知,白炽灯的实际功率变小,所以白炽灯比正常发光时要暗一些。
答:(1)有20盏灯在正常工作;
(2)白炽灯的实际功率为10.02W;
(3)用电高峰时,输电线中的电流大,输电线两端的电压大,用户两端的电压变小,根据可知,白炽灯的实际功率变小,所以白炽灯比正常发光时要暗一些。
19.(25-26•九年级下·山东枣庄•期末)小军家中已有一台1200 W的空调机,但小军的父亲想再添置一台1000 W的空调机。小军对家中其他用电器的情况进行了调查,记录如下。
用电器
照明灯
电视机
洗衣机
电冰箱
电饭煲
微波炉
额定功率
40 W
100 W
150 W
100 W
750 W
900 W
数量
8盏
1台
1台
1台
1台
1台
闸刀开关上保险丝的熔断电流为20 A
电能表上标有“220 V ”
(1)试通过计算说明在小军家中原有电路上再安装这样一台空调机是否安全。
(2)为保证小军家能安装并正常使用这台空调机,请你从安全用电的角度帮助小军提出合理的解决方法。
【答案】(1)不安全
(2)见解析
【详解】(1)小军家电能表允许负载的最大电功率
现有全部用电器同时使用时的总功率
如果再装上新的空调机,总功率
总电流
超过电能表允许负载的最大电功率,也超过保险丝的熔断电流,所以在小军家中原有电路上再安装这样一台空调机是不安全的。
(2)换用熔断电流更大的保险丝和额定最大电流更大的电能表,同时考虑电线的安全性,应另外引入两股电线供空调机专用。
七、阅读题(共1题)
20.(25-26•九年级下·重庆南岸•期末)阅读短文,回答问题。
隔电墙与水电阻
家庭电热水器(图甲)工作时,加热器内胆里的水有时也会带电。为保证人的洗浴安全,几乎所有电热水器都要求安装“隔电墙”(图乙)。隔电墙是一种简称,它确切的表述是“水电阻衰减隔离法”。它是利用了水本身具有电阻的特性,通过对管径和距离的调整,形成“隔电”的效果。干燥时人体电阻约为,皮肤潮湿时,阻值降为左右。因此在设计隔电墙时,一般会尽量增加水流的长度,以达到增大电阻,减小电流的目的。如图丙所示,将水流路径设计成螺旋结构来增加水流的长度。虽然隔电墙有一定的保护作用,但为了保护自己的生命安全,最有效的措施还是淋浴的时候把电热水器插头拔掉。
(1)家庭电路电压为______V,对人体安全的电压一般不高于______V。不同环境下人体导电情况不同,为保证安全,加在人体上的电压不能超过最大安全电压的三分之一,称为绝对安全电压,结合皮肤潮湿时人体电阻可知,通过人体的绝对安全电流不超过______A。
(2)淋浴时,水电阻与人体______(选填“串联”或“并联”)。为保证绝对安全,隔电墙中水电阻至少为______Ω。(结果保留整数)
【答案】(1) 220 36 0.012
(2) 串联 17334
【详解】(1)[1][2]中国民用交流电标准为220V,50Hz。因此家庭电路电压为220V;经验表明,对人体安全的电压一般不高于36V。
[3]由题意可知,绝对安全电压不超过
根据欧姆定律可知,通过人体的绝对安全电流不超过
(2)[1]由题意可知,内胆里的水经过较长的管路再流到人体上,即电流依次经过水电阻和人体,电流只有一条路径,故人体和水电阻串联。
[2]为保证绝对安全,水电阻和人体的最小总电阻
所以水电阻的最小值为
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