19.2 家庭电路的基本组成(讲义) 2026-2027学年人教版物理九年级全一册
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内容正文:
19.2 家庭电路的基本组成
知识详解
一、保险丝
作用
电流过大时,自动熔断,以保护用电器和人身安全
制作材料
一般为电阻较大、熔点较低的铅锑合金
原理
保险丝的电阻较大而熔点较低,当电路中通过较大电流时,保险丝会产生较多的热量,使温度达到熔点自动熔断,从而切断电路,起到保护电路作用
选用原则
保险丝的额定电流等于或稍大于电路正常工作时的电流
熔断原因
(1)电路总功率过大;(2)电路中发生短路
连接方式与安装
保险丝与被保护的电路串联,保险丝安装在总开关之后
二、相线和中性线的辨别
用途
用来辨别相线和中性线
使用方法
用手按住金属笔卡或接触笔尾金属体,笔尖金属体接触导线,观察氖管是否发光,若氖管发光,证明被测导线是相线;若氖管不发光,证明被测导线是中性线。正确握法如图所示。(一定不要接触笔尖金属体)
工作原理
被测导线是相线时,电流流过笔尖、电阻、氖管、弹簧,再经过人体、大地流到中性线,与电源构成闭合电路,氖管就会发光。
三、漏电保护器的原理和作用
1.工作原理:发生漏电时,通过相线和中性线的电流不相等,在磁力的作用下开关自动断开。
2.保护作用:当发生漏电时(如站在地面上的人不小心接触了相线),漏电保护器会迅速切断电流,对人体起到保护作用。
四、家庭电路的组成
主要组成
1.如图所示,由进户线、电能表、总开关、保险装置、开关和灯泡、插座和用电器等组成。
2.干路元件安装顺序:电能表、总开关、熔断器(保险盒)。
进户线
连接户外的供电电路的电线,一根是相线,另一根是中性线,它们之间有220V的电压
电能表
测量用户在一段时间内消耗电能的仪器
总开关
能同时切断相线和中性线,方便室内电路的安装和检修
保险丝
当电路中电流过大时,自动熔断并切断电源,起保护电路的作用.现在家庭多用空气开关来取代保险丝
插座与用电器
插座给可移动家用电器供电,插座并联在电路中,两孔插座右相左中性,三孔插座右相左中性上地.用电器是直接利用电能工作的器件,各用电器之间通常是并联的
开关与灯泡
开关与被控制的灯泡串联.为了安全,开关应接在相线与灯泡的尾部金属体之间
【考点1】电流过大的防护 3
【考点2】相线和中性线的辨别 6
【考点3】漏电保护器和空气开关 9
【考点4】家庭电路的基本组成和连线 13
考点聚焦
【考点1】电流过大的防护
1.关于保险丝的注意事项
(1)电路发生故障导致保险丝熔断时,首先应查清导致保险丝熔断的原因,在排除故障后才能恢复供电;
(2)若无特别的原因,更换保险丝时要注意替换成相同规格的保险丝;
(3)家庭电路中的保险丝不能用铁丝、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。
2.为防止因家庭电流中电流过大而引起的火灾,常在家庭电路中安装低压断路器,又叫空气开关,它能在电路中的电流过大时自动切断电路,起到保护作用。
(2026春•同步)如图所示的实验装置是保险丝作用演示器,它是一个由三盏灯组成的并联电路,电源电压保持不变。在实验过程中,如果将C、D两点间接入的保险丝更换为铜丝,干路总开关闭合,当三盏灯全部接入电路一段时间后,接在A、B两点间的镍铬合金丝的绝缘外皮就会燃烧起来。由该实验可知:在家庭电路中,铜丝 不可以 (填“可以”或“不可以”)替代保险丝保护电路。典例
【答案】不可以。
【分析】保险丝还由电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成的;铜丝在电流过大时不会自动切断电路。
【解答】解:由该实验可知:在家庭电路中,铜丝不可以替代保险丝保护电路,必须用专用的保险丝,保险丝是用电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成的,电流过大时会自动切断电路。
故答案为:不可以。
举一反三
【变式1】(2025秋•海伦市期末)我国照明电路的电压为 V;教室内各日光灯之间的连接方式是 联(选填“串”或“并”)。保险丝是由铅锑合金制成的,当电流超过额定电流达到熔断电流时,它会自动熔断,是因为保险丝的熔点较 ,其工作原理是利用电流的 效应。为了防止触电,控制用电器的开关应连接在 (选填“相线”或“中性线”)和用电器之间。
【变式2】(2026•立山区三模)某家庭电路中安装有“220V 10A”的空气开关(未画出),如选项图是电路中的四种情况,开关全部闭合后,不会引起空气开关“跳闸”的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式3】(2025秋•昆都仑区期末)在家庭电路中,下列情况可能引起空气开关跳闸的是( )
A.插头与插座接触不良
B.插座中的两个线头相碰
C.电灯开关中的两个线头相碰
D.电冰箱的外壳没有接地
【考点2】相线和中性线的辨别
1.相线和中性线:连接户外供电电路的电线,通常有两条,一条叫做端线,俗称相线;另一条在入户前已经和大地相连,叫做中性线。相线和中性线之间的电压为220V。相线和地线之间电压也为220V,地线和中性线之间的电压为0V。
2.试电笔
(1)作用:辨别相线和中性线,检查电器设备的外壳是否带电。
(2)使用方法:用手接触笔尾金属电极,用笔尖接触待测的导线,若氖管发光,说明被测导线时相线;若氖管不发光,则说明被测导线时中性线。
(2026•新疆)正确使用如图所示的测电笔时,笔尖接触被测导线,手必须接触( )典例
A.金属笔尖 B.塑料套管 C.塑料笔杆 D.金属笔卡
【答案】D
【分析】使用测电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,才是正确的,当氖管发光时,说明是接触的是火线。
【解答】解:在使用测电笔时,手指要接触笔尾金属体(金属笔卡),不能接触笔尖金属体。
故选:D。
【点评】此题考查了测电笔的使用。
举一反三
【变式1】(2026•临县二模)如图所示是某测电笔的外形图。用测电笔辨别一根裸露导线是否带电时,手必须握住测电笔的( )
A.笔尖 B.套管 C.笔杆 D.笔卡
【变式2】(2026•曲沃县二模)如图所示是检测电路故障时使用的测电笔的内部构造图及使用示意图,下列关于测电笔使用过程中的说法正确的是( )
A.测电笔可以验出物体是带正电还是带负电
B.测电笔中的高阻值电阻可以用小阻值电阻代替
C.使用测电笔时,氖管发光说明有电流通过人体
D.使用测电笔时手只能接触绝缘体
【变式3】(2026•庄浪县模拟)如图,根据安全用电知识,将图中元件用笔画线代替导线连起来。注意:开关仅控制灯泡。
【考点3】漏电保护器和空气开关
1.漏电保护器的原理和作用
(1)安装位置:大多安装在控制插座的总开关上
(2)工作原理:发生漏电时,通过相线和中性线的电流不相等,在磁力的作用下开关自动断开
(3)保护作用:当发生漏电时(如站在地面上的人不小心接触了相线),漏电保护器会迅速切断电流,对人体起到保护作用。
2.注意区分漏电保护器和空气开关:
(1)漏电保护器,简称漏电开关,又叫漏电断路器,主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护。
(2)空气开关:家庭电路短路或过载造成电流过大时,自动断开保护电路。
(2026•余干县二模)某家庭电路中安装了“跳闸式”漏电保护器,如图所示。当火线与零线中的电流不相等时,电磁铁产生磁性吸引衔铁断开电路。下列情况可能导致漏电保护器跳闸的是( )典例
A.用电器总功率过大
B.火线与零线短路
C.台灯的灯丝烧断
D.洗衣机的金属外壳漏电
【答案】D
【分析】当线与零线中的电流不相等时,漏电保护器会自动切断电路。
空气开关跳闸是由于电路中发生短路或用电器的总功率过大引起的。
【解答】解:A、用电器总功率过大会引起空气开关跳闸,故A不符合题意;
B、火线与零线短路会引起空气开关跳闸,故B不符合题意;
C、台灯的灯丝烧断不会引起空气开关或漏电保护器跳闸,故C不符合题意;
D、洗衣机的金属外壳漏电,火线和零线中的电流不相等,漏电保护器会跳闸,故D符合题意。
故选:D。
举一反三
【变式1】(2025春•滨湖区校级月考)有关生活用电,下列符合安全用电规范的是( )
A.低于220V的电压都安全
B.家庭电路中装有空气开关和漏电保护器
C.发现有人触电立即用手将其拉开
D.用湿布擦拭正在工作的用电器
【变式2】(2025•武昌区模拟)现在一般标准住宅户内,配电系统都使用了空气开关、漏电保护器、三孔插座等设备,有配电系统如图所示,下列说法正确的是( )
A.空气开关在电流过大时自动断开开关以保护电路安全
B.人触电时,空气开关会迅速断开
C.当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关会断开
D.当有电流经过人体时,漏电保护器能迅速将电流导入大地
【变式3】(2025•庐阳区校级三模)为了用电安全,现代家庭电路中会安装漏电保护器。如图所示,当漏电保护器检测到通过图中A、B两处的电流不相等(即发生漏电)时,会迅速切断电路,从而起到保护作用。当家电维修人员在图中C处不慎触电时,漏电保护器 (填“会”或“不会”)切断电路。
【变式4】(2025•深圳模拟)小红用电热水壶烧水,她发现烧水时应用了许多物理知识:
(1)电热水壶工作时利用了电流的 效应。
(2)壶中装有质量为2kg,温度为20℃的水。当水温升高50℃时,水吸收的热量为 J。
(3)若电热水壶烧水时,溢出的水流入底座,通常会导致电路中 “跳闸”。(填“空气开关”或“漏电保护器”)
【考点4】家庭电路的基本组成和连线
1.家庭电路的主要组成部分有:进户线、电能表、总开关、保险装置、开关和灯泡、插座和用电器。
2.干路元件安装顺序:电能表、总开关、熔断器。
3.各元件的连接方法
(1)进户线:连接户外的供电电路的电线,一根是相线,另一根是中性线,它们之间有220V的电压.
(2)电能表:测量用户在一段时间内消耗电能的仪器.
(3)总开关:能同时切断相线和中性线,方便室内电路的安装和检修.
(4)保险丝:当电路中电流过大时,自动熔断并切断电源,起保护电路的作用.现在家庭多用空气开关来取代保险丝.
(5)插座与用电器:插座给可移动家用电器供电,插座并联在电路中,两孔插座右火左零,三孔插座右火左零上地。用电器是直接利用电能工作的器件,各用电器之间通常是并联的。
(6)开关与灯泡:开关与被控制的灯泡串联。为了安全,开关应接在相线与灯泡的尾部金属体之间。
(2026•民权县二模)如图是某同学家的家庭电路配电示意图。他家装修时需要增设一条电热水器分支回路。下列关于家庭电路的说法正确的是( )典例
A.开关S1既可以控制电灯L1,又可以控制电灯L2,因此两灯是串联连接的
B.当插座分支回路发生短路时,漏电保护器会迅速切断电路,起到保护作用
C.使用测电笔检查电路时,手应该接触笔尾的金属体
D.新增的电热水器分支回路不需要连接保护线
【答案】C
【分析】(1)家庭电路的各个用电器之间是并联的。
(2)当电路中电流过大时,空气开关会自动跳闸,切断电路;当相线和中性线中的电流不相等时,漏电保护器会自动切断电路。
(3)使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体。
(4)大功率金属外壳用电器,必须连接保护线(地线)以防止漏电触电。
【解答】解:A、由图可知,开关S1控制电灯L1,开关S2控制电灯L2,因此两灯是并联连接的,故A错误;
B、插座短路时,相线和中性线直接连通,进出漏电保护器的电流依旧相等,漏电保护器不会切断电路,是空气开关跳闸切断电路,故B错误;
C、使用测电笔检查电路时,手应该接触笔尾的金属体,不能接触笔尖金属体,故C正确;
D、电热水器属于大功率金属外壳用电器,必须连接保护线(地线)以防止漏电触电,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的是家庭电路的组成和漏电保护器的作用,知道测电笔的正确使用。
举一反三
【变式1】(2026•莆田二模)某居民家中的家庭部分电路简化图如图所示,下列相关说法中正确的是( )
A.图中①位置应该接漏电保护器
B.图中②③位置应分别接上开关和灯
C.用测电笔检测图中的中性线时氖管会发光
D.图中三孔插座的连接正确
【变式2】(2026•朝阳模拟)如图为家庭电路的示意图,下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测量电功率的仪表
B.空气开关能起到漏电保护作用
C.用电器都要使用三孔插座
D.照明灯与开关串联
【变式3】(2025秋•花山区校级期末)小明把家庭电路的接线图简化后如图所示,由该图可知正确的是( )
A.控制灯泡的开关可以和灯泡的位置互换
B.房间白炽灯开关短路时,空气开关自动切断电路
C.当小彩灯插入插座,电路的总电阻变小
D.当电视机出现短路时,漏电保护器会自动切断电路
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19.2 家庭电路的基本组成
知识详解
一、保险丝
作用
电流过大时,自动熔断,以保护用电器和人身安全
制作材料
一般为电阻较大、熔点较低的铅锑合金
原理
保险丝的电阻较大而熔点较低,当电路中通过较大电流时,保险丝会产生较多的热量,使温度达到熔点自动熔断,从而切断电路,起到保护电路作用
选用原则
保险丝的额定电流等于或稍大于电路正常工作时的电流
熔断原因
(1)电路总功率过大;(2)电路中发生短路
连接方式与安装
保险丝与被保护的电路串联,保险丝安装在总开关之后
二、相线和中性线的辨别
用途
用来辨别相线和中性线
使用方法
用手按住金属笔卡或接触笔尾金属体,笔尖金属体接触导线,观察氖管是否发光,若氖管发光,证明被测导线是相线;若氖管不发光,证明被测导线是中性线。正确握法如图所示。(一定不要接触笔尖金属体)
工作原理
被测导线是相线时,电流流过笔尖、电阻、氖管、弹簧,再经过人体、大地流到中性线,与电源构成闭合电路,氖管就会发光。
三、漏电保护器的原理和作用
1.工作原理:发生漏电时,通过相线和中性线的电流不相等,在磁力的作用下开关自动断开。
2.保护作用:当发生漏电时(如站在地面上的人不小心接触了相线),漏电保护器会迅速切断电流,对人体起到保护作用。
四、家庭电路的组成
主要组成
1.如图所示,由进户线、电能表、总开关、保险装置、开关和灯泡、插座和用电器等组成。
2.干路元件安装顺序:电能表、总开关、熔断器(保险盒)。
进户线
连接户外的供电电路的电线,一根是相线,另一根是中性线,它们之间有220V的电压
电能表
测量用户在一段时间内消耗电能的仪器
总开关
能同时切断相线和中性线,方便室内电路的安装和检修
保险丝
当电路中电流过大时,自动熔断并切断电源,起保护电路的作用.现在家庭多用空气开关来取代保险丝
插座与用电器
插座给可移动家用电器供电,插座并联在电路中,两孔插座右相左中性,三孔插座右相左中性上地.用电器是直接利用电能工作的器件,各用电器之间通常是并联的
开关与灯泡
开关与被控制的灯泡串联.为了安全,开关应接在相线与灯泡的尾部金属体之间
【考点1】电流过大的防护 3
【考点2】相线和中性线的辨别 6
【考点3】漏电保护器和空气开关 9
【考点4】家庭电路的基本组成和连线 13
考点聚焦
【考点1】电流过大的防护
1.关于保险丝的注意事项
(1)电路发生故障导致保险丝熔断时,首先应查清导致保险丝熔断的原因,在排除故障后才能恢复供电;
(2)若无特别的原因,更换保险丝时要注意替换成相同规格的保险丝;
(3)家庭电路中的保险丝不能用铁丝、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。
2.为防止因家庭电流中电流过大而引起的火灾,常在家庭电路中安装低压断路器,又叫空气开关,它能在电路中的电流过大时自动切断电路,起到保护作用。
(2026春•同步)如图所示的实验装置是保险丝作用演示器,它是一个由三盏灯组成的并联电路,电源电压保持不变。在实验过程中,如果将C、D两点间接入的保险丝更换为铜丝,干路总开关闭合,当三盏灯全部接入电路一段时间后,接在A、B两点间的镍铬合金丝的绝缘外皮就会燃烧起来。由该实验可知:在家庭电路中,铜丝 不可以 (填“可以”或“不可以”)替代保险丝保护电路。典例
【答案】不可以。
【分析】保险丝还由电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成的;铜丝在电流过大时不会自动切断电路。
【解答】解:由该实验可知:在家庭电路中,铜丝不可以替代保险丝保护电路,必须用专用的保险丝,保险丝是用电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成的,电流过大时会自动切断电路。
故答案为:不可以。
举一反三
【变式1】(2025秋•海伦市期末)我国照明电路的电压为 220 V;教室内各日光灯之间的连接方式是 并 联(选填“串”或“并”)。保险丝是由铅锑合金制成的,当电流超过额定电流达到熔断电流时,它会自动熔断,是因为保险丝的熔点较 低 ,其工作原理是利用电流的 热 效应。为了防止触电,控制用电器的开关应连接在 相线 (选填“相线”或“中性线”)和用电器之间。
【答案】220;并;低;热;相线。
【分析】(1)我国家庭电路中,相线和中性线之间的电压是220V;
(2)并联电路各支路互不影响,是并联的;
(3)保险丝是由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成的,电路中的保险丝的额定电流等于或略大于电路中的最大正常工作电流;保险丝是利用电流的热效应来工作的;
(4)开关应该安装在用电器和相线之间。
【解答】解:我国照明电路的电压标准为220V。
教室内各日光灯能独立工作,互不影响,所以它们之间的连接方式是并联。
保险丝需要在电流过大时能自动熔断来切断电路,保险丝需要在较低的温度下熔化,即其熔点较低。
电流通过保险丝时,由于电流的热效应产生热量,当保险丝吸收热量使其温度达到熔点时就会熔断,所以保险丝工作原理是利用电流的热效应。
为了防止触电,控制用电器的开关应连接在相线和用电器之间,这样当开关断开时,用电器与相线断开,人接触用电器不会触电。
故答案为:220;并;低;热;相线。
【点评】本题考查的是家庭电路的电压和家庭电路的组成;知道保险丝的材料和作用;知道开关的安装方式。
【变式2】(2026•立山区三模)某家庭电路中安装有“220V 10A”的空气开关(未画出),如选项图是电路中的四种情况,开关全部闭合后,不会引起空气开关“跳闸”的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】空气开关自动跳闸的原因是电流过大,引起家庭电路中电流过大的原因有两个,短路或总功率过大。根据给出情况中的现象,进行判断。
【解答】解:A、如图的电路中有大功率用电器,且用电器较多,开关闭合容易造成总功率过大,引起空气开关“跳闸”,故A不合题意;
B、图中闭合开关后,电路发生短路,会造成电流短路,引起空气开关“跳闸”,故B不合题意;
C、图中闭合开关后,电路发生短路,会造成电流短路,引起空气开关“跳闸”,故C不合题意;
D、图中闭合开关后,其中一只灯泡被短路,但另一只灯泡仍能工作,电源不会短路,不会引起空气开关“跳闸”,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查学生对家庭电路中电流过大原因的掌握情况,需要从具体问题入手,分析是否会出现短路问题或用电器总功率过大。
【变式3】(2025秋•昆都仑区期末)在家庭电路中,下列情况可能引起空气开关跳闸的是( )
A.插头与插座接触不良
B.插座中的两个线头相碰
C.电灯开关中的两个线头相碰
D.电冰箱的外壳没有接地
【答案】B
【分析】空气开关跳闸是因为电路中出现短路或者总功率过大导致电流过大。
【解答】解:A.插头与插座接触不良属于断路状态,电路中无电流通过,不会使电流过大,所以空气开关不会跳闸,故A不符合题意;
B.插座一孔接火线,一孔接零线,两线相碰相当于直接把火线和零线接通,这是短路,空气开关会跳闸,故B符合题意;
C.开关中两线相碰,只是开关不起作用,用电器总工作,并不是短路,空气开关不会跳闸,故C不符合题意;
D.电冰箱的外壳没有接地线,容易造成触电危险,不会导致电流过大,空气开关不会跳闸,故D不符合题意。
故选:B。
【考点2】相线和中性线的辨别
1.相线和中性线:连接户外供电电路的电线,通常有两条,一条叫做端线,俗称相线;另一条在入户前已经和大地相连,叫做中性线。相线和中性线之间的电压为220V。相线和地线之间电压也为220V,地线和中性线之间的电压为0V。
2.试电笔
(1)作用:辨别相线和中性线,检查电器设备的外壳是否带电。
(2)使用方法:用手接触笔尾金属电极,用笔尖接触待测的导线,若氖管发光,说明被测导线时相线;若氖管不发光,则说明被测导线时中性线。
(2026•新疆)正确使用如图所示的测电笔时,笔尖接触被测导线,手必须接触( )典例
A.金属笔尖 B.塑料套管 C.塑料笔杆 D.金属笔卡
【答案】D
【分析】使用测电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,才是正确的,当氖管发光时,说明是接触的是火线。
【解答】解:在使用测电笔时,手指要接触笔尾金属体(金属笔卡),不能接触笔尖金属体。
故选:D。
【点评】此题考查了测电笔的使用。
举一反三
【变式1】(2026•临县二模)如图所示是某测电笔的外形图。用测电笔辨别一根裸露导线是否带电时,手必须握住测电笔的( )
A.笔尖 B.套管 C.笔杆 D.笔卡
【答案】D
【分析】正确使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体。
【解答】解:根据测电笔的正确使用规则:手必须接触测电笔末端的金属笔卡(或笔尾金属体),才能让人体和测电笔形成通路,使氖管在笔尖接触带电体时正常发光;若手接触笔尖,会引发触电危险;套管、笔杆都是绝缘部分,不接触金属笔卡无法形成通路,无法正常检测,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是测电笔的正确使用,属于基础性题目。
【变式2】(2026•曲沃县二模)如图所示是检测电路故障时使用的测电笔的内部构造图及使用示意图,下列关于测电笔使用过程中的说法正确的是( )
A.测电笔可以验出物体是带正电还是带负电
B.测电笔中的高阻值电阻可以用小阻值电阻代替
C.使用测电笔时,氖管发光说明有电流通过人体
D.使用测电笔时手只能接触绝缘体
【答案】C
【分析】(1)测电笔是辨别火线和零线的工具。
(2)测电笔中的电阻必须是高阻值电阻,起到分压的作用。
(3)使用测电笔时,氖管发光说明接触的是火线,由电流通过人体。
(4)使用测电笔时手必须接触笔尾金属体。
【解答】解:A、测电笔是辨别火线和零线的工具,不能检验物体是否带正电和负电,故A错误;
B、测电笔中的高阻值电阻在电路中起到分压作用,不能用小阻值的电阻替代,故B错误;
C、使用测电笔时,氖管发光说明有电流通过人体,故C正确;
D、使用测电笔时手必须接触笔尾金属体,故D错误。
故选:C。
【变式3】(2026•庄浪县模拟)如图,根据安全用电知识,将图中元件用笔画线代替导线连起来。注意:开关仅控制灯泡。
【答案】见解答图。
【分析】用试电笔辨别火线和零线时,能使氖管发光的是火线;螺口灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套;
三孔插座接法,地线直接进入上孔,零线直接进入左孔,火线进入右孔。
【解答】解:由图可知,试电笔接触上面的线时,氖管发光,则上面的线为火线,下面的线为零线;
(1)灯泡的接法:火线与开关串联,开关的另一端再接到灯泡顶端的金属点,零线直接在灯泡的螺旋套上;
(2)三孔插座的接法:左零右火上接地,电路图如下图所示:
【点评】本题考查了家庭电路中的电灯、开关、插座的连接;家庭电路中,不但考虑用电器的正常使用,更要考虑使用的安全性。三孔插座的接线原则:左零右火,中间接地。
【考点3】漏电保护器和空气开关
1.漏电保护器的原理和作用
(1)安装位置:大多安装在控制插座的总开关上
(2)工作原理:发生漏电时,通过相线和中性线的电流不相等,在磁力的作用下开关自动断开
(3)保护作用:当发生漏电时(如站在地面上的人不小心接触了相线),漏电保护器会迅速切断电流,对人体起到保护作用。
2.注意区分漏电保护器和空气开关:
(1)漏电保护器,简称漏电开关,又叫漏电断路器,主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护。
(2)空气开关:家庭电路短路或过载造成电流过大时,自动断开保护电路。
(2026•余干县二模)某家庭电路中安装了“跳闸式”漏电保护器,如图所示。当火线与零线中的电流不相等时,电磁铁产生磁性吸引衔铁断开电路。下列情况可能导致漏电保护器跳闸的是( )典例
A.用电器总功率过大
B.火线与零线短路
C.台灯的灯丝烧断
D.洗衣机的金属外壳漏电
【答案】D
【分析】当线与零线中的电流不相等时,漏电保护器会自动切断电路。
空气开关跳闸是由于电路中发生短路或用电器的总功率过大引起的。
【解答】解:A、用电器总功率过大会引起空气开关跳闸,故A不符合题意;
B、火线与零线短路会引起空气开关跳闸,故B不符合题意;
C、台灯的灯丝烧断不会引起空气开关或漏电保护器跳闸,故C不符合题意;
D、洗衣机的金属外壳漏电,火线和零线中的电流不相等,漏电保护器会跳闸,故D符合题意。
故选:D。
举一反三
【变式1】(2025春•滨湖区校级月考)有关生活用电,下列符合安全用电规范的是( )
A.低于220V的电压都安全
B.家庭电路中装有空气开关和漏电保护器
C.发现有人触电立即用手将其拉开
D.用湿布擦拭正在工作的用电器
【答案】B
【分析】(1)不高于36V的电压对人体是安全的。
(2)家庭电路中要安装空气开关和漏电保护器。
(3)发现有人触电应立即切断电源。
(4)不能用湿布擦拭正在工作的用电器。
【解答】解:A、不高于36V的电压对人体是安全的,故A错误;
B、家庭电路中装有空气开关和漏电保护器,故B正确;
C、发现有人触电立即切断电源,故C错误;
D、生活用水是导体,不能用湿布擦拭正在工作的用电器,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查的是安全电压和安全用电的原则;知道漏电保护器和空气开关的作用;知道触电的急救。
【变式2】(2025•武昌区模拟)现在一般标准住宅户内,配电系统都使用了空气开关、漏电保护器、三孔插座等设备,有配电系统如图所示,下列说法正确的是( )
A.空气开关在电流过大时自动断开开关以保护电路安全
B.人触电时,空气开关会迅速断开
C.当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关会断开
D.当有电流经过人体时,漏电保护器能迅速将电流导入大地
【答案】A
【分析】(1)空气开关在电路过载或短路时,即通过电流过大时起到保护作用。
(2)漏电保护器原理是当火线电流比零线电流大太多的话就说明电路的某个地方可能接地漏电,电流从大地跑了。当单相触电时实际上就是人体加载在了火线和地线之间,火线电流大,零线电流小,漏电保护器工作。而当双相触电时实际上就是在负载上并联了一个人体,实际的火线电流和零线电流的差值并没有什么变化,所以会起不到保护作用。
【解答】解:A、空气开关在电路短路或用电器的总功率过大时切断电路,故A正确;
B、人触电时,电流直接由人体流入大地,造成电路电流较大,且火线与零线的电流不平衡,漏电保护器会自动断开,起到保护作用,但空气开关都不会断开电路,故B错误;
C、空调和电灯并联接入电路,工作时互不影响,当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关不会断开,故C错误;
D、漏电保护器作用是当有电流经过人体发生漏电时切断电源,而不是将电流导入大地,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查漏电保护器、空气开关的特点及应用,要注意二者工作原理的不同。同时了解电路中的几种情况的不同表现:一是短路,二是用电器总功率过大,三是用电器漏电或有人触电等。
【变式3】(2025•庐阳区校级三模)为了用电安全,现代家庭电路中会安装漏电保护器。如图所示,当漏电保护器检测到通过图中A、B两处的电流不相等(即发生漏电)时,会迅速切断电路,从而起到保护作用。当家电维修人员在图中C处不慎触电时,漏电保护器 会 (填“会”或“不会”)切断电路。
【答案】会。
【分析】当火线和零线中的电流不相等时,漏电保护器会自动切断电路。
【解答】解:当家电维修人员在图中C处不慎触电时,人体与火线连通,火线与零线中的电流不相同,漏电保护器会切断电路。
故答案为:会。
【点评】本题考查的是漏电保护器的特点及应用,属于基础题目。
【变式4】(2025•深圳模拟)小红用电热水壶烧水,她发现烧水时应用了许多物理知识:
(1)电热水壶工作时利用了电流的 热 效应。
(2)壶中装有质量为2kg,温度为20℃的水。当水温升高50℃时,水吸收的热量为 4.2×105 J。
(3)若电热水壶烧水时,溢出的水流入底座,通常会导致电路中 空气开关 “跳闸”。(填“空气开关”或“漏电保护器”)
【答案】(1)热;(2)4.2×105;(3)空气开关。
【分析】(1)电流通过导体时将电能转化为内能,这种现象叫电流的热效应。
(2)根据吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)进行计算。
(3)当发生短路或用电器的总功率过大时空气开关会自动切断电路。
【解答】解:(1)电热水壶通过电流使电阻丝发热,利用电流的热效应工作。
(2)水吸收的热量:。
(3)电热水壶的底座有电路连接,如果溢出的水流入底座,可能造成短路,家庭电路中遇到短路的保护装置是空气开关,它会自动跳闸。
故答案为:(1)热;(2)4.2×105;(3)空气开关。
【点评】本题考查的是热量的计算和电流的热效应;知道漏电保护器的作用。
【考点4】家庭电路的基本组成和连线
1.家庭电路的主要组成部分有:进户线、电能表、总开关、保险装置、开关和灯泡、插座和用电器。
2.干路元件安装顺序:电能表、总开关、熔断器。
3.各元件的连接方法
(1)进户线:连接户外的供电电路的电线,一根是相线,另一根是中性线,它们之间有220V的电压.
(2)电能表:测量用户在一段时间内消耗电能的仪器.
(3)总开关:能同时切断相线和中性线,方便室内电路的安装和检修.
(4)保险丝:当电路中电流过大时,自动熔断并切断电源,起保护电路的作用.现在家庭多用空气开关来取代保险丝.
(5)插座与用电器:插座给可移动家用电器供电,插座并联在电路中,两孔插座右火左零,三孔插座右火左零上地。用电器是直接利用电能工作的器件,各用电器之间通常是并联的。
(6)开关与灯泡:开关与被控制的灯泡串联。为了安全,开关应接在相线与灯泡的尾部金属体之间。
(2026•民权县二模)如图是某同学家的家庭电路配电示意图。他家装修时需要增设一条电热水器分支回路。下列关于家庭电路的说法正确的是( )典例
A.开关S1既可以控制电灯L1,又可以控制电灯L2,因此两灯是串联连接的
B.当插座分支回路发生短路时,漏电保护器会迅速切断电路,起到保护作用
C.使用测电笔检查电路时,手应该接触笔尾的金属体
D.新增的电热水器分支回路不需要连接保护线
【答案】C
【分析】(1)家庭电路的各个用电器之间是并联的。
(2)当电路中电流过大时,空气开关会自动跳闸,切断电路;当相线和中性线中的电流不相等时,漏电保护器会自动切断电路。
(3)使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体。
(4)大功率金属外壳用电器,必须连接保护线(地线)以防止漏电触电。
【解答】解:A、由图可知,开关S1控制电灯L1,开关S2控制电灯L2,因此两灯是并联连接的,故A错误;
B、插座短路时,相线和中性线直接连通,进出漏电保护器的电流依旧相等,漏电保护器不会切断电路,是空气开关跳闸切断电路,故B错误;
C、使用测电笔检查电路时,手应该接触笔尾的金属体,不能接触笔尖金属体,故C正确;
D、电热水器属于大功率金属外壳用电器,必须连接保护线(地线)以防止漏电触电,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的是家庭电路的组成和漏电保护器的作用,知道测电笔的正确使用。
举一反三
【变式1】(2026•莆田二模)某居民家中的家庭部分电路简化图如图所示,下列相关说法中正确的是( )
A.图中①位置应该接漏电保护器
B.图中②③位置应分别接上开关和灯
C.用测电笔检测图中的中性线时氖管会发光
D.图中三孔插座的连接正确
【答案】D
【分析】(1)为了用电安全,家庭电路的组成,一定要注意进户线、电能表、总开关、保险装置的顺序不能颠倒;
(2)为了用电的安全,开关应该接在相线与灯之间;
(3)使用测电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,笔尖接触导线,当氖管发光时,说明接触的是火线;
(4)三孔插座的接法:左孔接中性线,右孔接相线,上面的孔接保护线。
【解答】解:A.家庭电路输电线进户后,首先接到电能表上,接下来是全户用电的总开关,在总开关后才接漏电保护器,所以图中①位置应接电能表,不是漏电保护器,故A错误;
B.家庭电路中,开关要接在相线和用电器之间,所以图中②位置应接灯,③位置接开关,这样在断开开关时,能切断相线,保证用电安全,故B错误;
C.测电笔接触相线时氖管发光,接触中性线时氖管不发光,故C错误;
D.三孔插座的连接要求是左孔接中性线,右孔接相线,上面的孔接保护线,图中三孔插座的连接符合此要求,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查的是家庭电路的连接方法和测电笔的使用方法,是安全用电的常识知识,需要熟记并会应用。
【变式2】(2026•朝阳模拟)如图为家庭电路的示意图,下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测量电功率的仪表
B.空气开关能起到漏电保护作用
C.用电器都要使用三孔插座
D.照明灯与开关串联
【答案】D
【分析】(1)电能表是测量消耗电能多少的仪表;
(2)空气开关和保险丝都可以在电路中电流过大时保护电路,但空气开关还兼有总开关的作用;
(3)家庭电路中,三孔插座的中间插孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;
(4)家庭电路中,开关接在照明灯与火线之间。
【解答】解:A.电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪表,故A错误;
B.空气开关在电流过大时自动切断电路起到保护作用,发生漏电时能起到保护作用的是漏电保护器,因此空气开关不能起到漏电保护作用,故B错误;
C.为了安全,有金属外壳的家用电器,例如电冰箱、洗衣机等需要使用三线插头和已接地的三孔插座,而电视机、收录机等可以使用两线插头和两孔插座,故C错误;
D.控制照明灯的开关应串联接在相线与照明灯之间,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电能表、空气开关、家庭电路中各元件的连接方法、三孔插座等知识点,属于基础知识的考查,比较简单。
【变式3】(2025秋•花山区校级期末)小明把家庭电路的接线图简化后如图所示,由该图可知正确的是( )
A.控制灯泡的开关可以和灯泡的位置互换
B.房间白炽灯开关短路时,空气开关自动切断电路
C.当小彩灯插入插座,电路的总电阻变小
D.当电视机出现短路时,漏电保护器会自动切断电路
【答案】C
【分析】(1)灯泡与开关串联,为了用电的安全,开关要控制火线;
(2)开关短路,相当于闭合电路;
(3)并联电路中总电阻小于任一支路电阻;
(4)当电路中电流过大时,空气开关会切断电路;当火线和零线上的电流大小不同时,漏电保护器会切断电路。
【解答】解:A、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A错误;
B、开关短路只是相当于开关一直闭合,电灯会持续发光,空气开关不会自动切断电路,故B错误;
C、根据并联电路的电阻关系可知,当小彩灯插入插座,电路的总电阻变小,故C正确;
D、当电视机发生短路时,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D错误。
故选:C。
【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。试
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