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第6节 家庭电路
考点一、家庭电路
（一）家庭电路的组成
如图所示，家庭电路由进户线(零线和火线)、电能表、总开关、保护装置(熔断器)、插座、电灯(灯座)和开关等部分组成。
（二）各元件简介
(1)进户线:从户外输电线上引进，其中一根叫火线，另一根叫零线。火线与零线之间的电压正常值为220伏，火线和大地之间的电压也为220伏，零线和大地之间的电压为零。
(2)电能表:用来测量用户在某一段时间内消耗电能的多少，通常装在家庭电路的干路上。外面供电线路接人家庭后，首先接到电能表上。
(3)总开关:常用闸刀开关或空气开关，用来控制整个家庭电路的通断。便于检测电路，更换电器设备，装在电能表之后。
(4)熔断器:也叫做保险盒，内含保险丝，用于保护家庭电路的安全。现在家庭中常用一种断路器(“空气开关”)来替代闸刀开关和熔断器。连接时应该串联在火线上，当电路中电流过大时，就会自动切断电路，起到保护电路的作用。
(5)插座:可给移动的用电器供电，插座应并联在电路中。插座一般分为两孔式插座和三孔式插座。
(6)电灯和开关:电灯安装在灯座上用来照明，开关用来控制电灯的亮灭，注意开关一定要接在火线上，且与灯泡串联。
（三）测电笔
(1)作用:辨别火线和零线。
(2)结构:如图所示，测电笔主要由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等组成。
(3)使用方法:用手接触测电笔的金属笔卡(或笔尾金属体)，笔尖金属体接触待测导线，若氖管发光，则所测导线为火线；若氖管不发光， 则所测导线为零线。
正确方法:手接触金属笔卡；笔尖金属体接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光
不正确方法:手未接触金属笔卡，笔尖金属体接触火线时氖管仍不会发光
(4)巧用测电笔
①用测电笔判断零线断开:正常情况下，测电笔接触火线时才能发光，如果用测电笔检测闭合开关后的电灯(电灯不发光)两端，均能发光，说明家庭电路中进户零线断开。
②用测电笔判断火线断开:如果用测电笔检测插座的双孔，均不能发光，说明家庭电路中与插座相连的火线断开。
典例1：（2022八下·吴兴期中）请用笔画线表示导线，将如图中的电灯、开关和插座(插座准备接空调)接入家庭电路中。
【答案】
【解析】（1）在家庭电路中，三孔插座接线“左零右火中间地”；
（2）开关必须接在火线和用电器之间；
（3）灯泡的尾部接火线，螺旋套接零线，据此完成作图。
【解答】（1）三孔插座的左孔与零线相连，右孔与火线相连，中间的孔与地线相连；
（2）从火线上引线，先接拉线开关，再接灯泡尾部，最后将灯泡的螺旋套与零线相接，如下图所示：
变式1：（2022八下·诸暨期末）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。学校的STEM课堂上，小敏在家庭电路图中设置了五处开关(如图所示)。小林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，所以无需设置，这几处开关是( )
A．1、2 B．1、4 C．2、4 D．3、5
【答案】C
【解析】根据家庭电路连接的知识和安全用电的常识判断即可。
【解答】在家庭电路中，为了保证断开开关后，用电器上不再带电，要求开关必须接在火线上，即接在零线和地线上的开关没啥作用，应该处于闭合状态，故C符合题意，而A、B、D不合题意。
变式2：图甲是台灯的实物图，图乙是该台灯的电路图，A、B表示台灯插头的两个插脚。
（1）小明将台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，发现台灯L1不发光。电路中开关及导线接触良好，用测电笔检测M点，氖管发光，再测N点，氖管不发光，则可知台灯L1出现 (填“开路”或“短路”)故障。
（2）图丙是某种测电笔的结构图，使用时手指千万不能接触测电笔的 (填字母)部位。
【答案】（1）开路 （2）d
【解析】（1）测电笔接触火线氖管发光，接触零线时氖管不发光；
（2）根据测电笔的使用方法解答。
【解答】（1）测电笔接触M点时氖管发光，说明M点与火线相连。测电笔接触N点时不发光，说明N点与M点之间是断开的，即台灯L1出现开路故障。
（2）使用测电笔时，人体必须与尾部的金属体接触，这样它才能正常工作。而不能接触笔尖上的金属体，这样会造成触电，故选d。
变式3：（2022八下·温岭期末）如图，是家庭用电的几个场景。
（1）图甲所示情境中，使用测电笔方法正确的是图 。
（2）若测电笔的电阻为106欧姆，尽管其余电阻未知，也可以判断出流经人体的电流不会超过 安。
（3）如图乙，是某插座，在开关闭合时，指示灯亮。图丙虚线框内为该插座的内部电路图，请将电路补充完整 。如果指示灯损坏，开关闭合时插孔 (选填“能”或“不能”)提供工作电压。
【答案】（1）a （2）2.2×10-4
（3）；能
【解析】（1）使用测电笔时，人体必须与笔尾部的金属体接触，故选甲。
（2）流经人体的电流不超过：；
（3）在家庭电路中，开关必须接在用电器和火线之间，即从火线上接线，连接开关，然后再将灯泡左端与零线相连即可，如下图所示：
根据图片可知，三块插座与指示灯为并联，二者不相互影响，那么指示灯损坏，对插孔没有影响，即插孔能提供工作电压。
考点二、熔断器和断路器
（一）熔断器
(1)结构:熔断器一般有封闭管式熔断器和敞开插入式熔断器两种。熔断器内有保险丝，封闭管式熔断器的保险丝被封闭在玻璃管内，插入式熔断器的保险丝装在盒盖上。
(2)连接:串联在火线上。
(3)保险丝
①作用:当电路中的电流过大时，保险丝会自动熔断，切断电路，起到保护电路的作用。
②材料:一般由熔点较低的金属合金制成。
③选择依据:保险丝有各种不同的规格，通常标有额定电流(正常工作电流)。选用保险丝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。
（二）断路器
(1)作用:当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器可以自动断开切断电路，从而起到保护电路的作用。
(2)连接:断路器一般串联在火线上。
(3)优点:断路器能手动复位，接通电路，也能手动切断电路。断路器因使用方便、安全而得到普及。
（三）家庭电路中电流过大的原因
(1)发生短路
短路就是指电流没有经过用电器而直接构成通路。发生短路时，电路中的电阻很小，由公式可得在电压U=220伏不变时，电路中电流很大。造成家庭电路短路的三种情况:
①电线或用电器使用太久绝缘皮破损或老化，使火线和零线直接连通。
②接线时没有仔细查看造成短路。
③用电器两端的接线柱上有一根导线没接牢而脱落并和另一根导线连通，造成短路。
(2)用电器的总功率过大，造成家庭电路中用电器的总功率过大的情况:
①使用了大功率的用电器。如使用大功率的空调或大功率的电热水器等。
②使用的用电器过多。如炎热的夏季傍晚，某家庭中可能同时使用照明电器、做饭的电器、消暑降温的电器和娱乐休闲的电器等。
典例1：（2022八下·余杭期中）如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。关于空气开关和漏电保护器的作用，下列分析正确的是( )
A．当插座漏电时，空气开关①将跳闸
B．当电灯电流过大时，空气开关③将跳闸
C．当空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流
D．空气开关跳闸，问题解决后需更换新的空气开关
【答案】B
【解析】空气开关相当于保险丝，当电路中发生短路或用电器的总功率过大时，会有大电流经过空气开关，此时空气开关后跳闸，从而切断电路，保证安全。漏电保护器是为了防止触电安装的，一旦电路中出现漏电时，它会立即跳闸，保护用电安全，故B正确，而A、C错误；
当空气开关跳闸时，应该排除故障，然后合上开关继续使用，不用更换新的，故D错误。
变式1：（2022八下·普陀期中）测电笔内部有一个大电阻，这样当笔尖接触火线时，加在人体上电压在安全（36V ）以内。若测电笔测量发光时的电流为0.25毫安，则此大电阻的阻值应不小于 Ω。图示为一种断路器的工作原理图，当家庭电路 时，电流过大，双层金属片发热过多，双层金属片弯曲，触动簧锁装置，触电断开。已知与铁相比，铜升高相同温度热胀较明显，双金属片两层分别为铁和铜，左边应该选用 （选填“铜”或“铁”）
【答案】736000；短路或过载；铜
【解析】（1）人体与测电笔串联，首先根据U笔=U总-U计算出测电笔两端的电压，再根据计算出测电笔的阻值。
（2）家庭电路电流过大的原因：①短路；②用电器总功率太大（过载）。双金属片总是向膨胀程度小的那侧弯曲。
【解答】（1）人体与测电笔串联，测电笔两端的电压U笔=U总-U=220V-36V=184V；
测电笔的电阻：；
（2）图示为一种断路器的工作原理图，当家庭电路短路或过载时，电流过大，双层金属片发热过多，双层金属片弯曲，触动簧锁装置，触电断开。
根据图片可知，当温度升高时，双金属片向右弯曲，则左侧膨胀多，右侧膨胀少，即左侧为铜，右侧为铁。
变式2：（2022八下·温州期末）图甲为某家用电路示意图，为防止电路短路而引发火灾，小明欲将某款双金属片段路器接入该家庭电路中，图乙为断路器分别在“电路正常”和“某处短路”两种状态的示意图。
（1）图甲中灯泡与插座的联接方式是 。
（2）将断路器接入图甲中M处时，应选择a、b、c中的 两个接线柱。
（3）小明将该断路器接入图甲中N处，在使用中因电灯L发生短路导致断路器断开，若用测电笔测试插座三个孔的带电情况，其中能使氖管发光的是 。(可多选)
A．接地插孔 B．零线插孔 C．火线插孔
【答案】（1）并联 （2）a、c （3）B；C
【解析】（1）根据图甲可知，插座和灯泡并排连接在火线和零线之间，二者为并联。
（2）根据图片“电路正常”可知，只有将ac接入电路，此时断路器是连通的；当发生故障时，断路器断开，即a和c断开，此时起到保护作用。
（3）根据图甲可知，当N处断开时，整个电路的零线断路。三孔插座的右孔与火线相连，测电笔接触肯定发光。而此时的零线通过灯泡与火线相连，测电笔接触也会发光，只有接地插口不会发光，故选BC。
变式3：（2022八下·苍南）根据安全用电要求，住户家里必须安装如图所示的漏电保护器，漏电保护器主要由三部分组成：检测 元件、中间放大环节、操作执行机构，其工作原理是将漏电保护器安装在线路中，一次线圈与电网的线路相连接，二次线圈与漏电保护器中的脱扣开关控制器连接，当用电设备正常运行时，线路中电流呈平 衡状态，互感器中电流矢量之和为零 (电流是有方向的矢量，如按流出的方向为“＋”，返回方向为“－”， 在互感器中往返的电流大小相等，方向相反，正负相互抵销) ， 由于一次线圈中没有剩余电流，所以不 会感应二次线圈，漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行，当设备外壳发生漏电并有人触及时，则在 故障点产生分流，此漏电电流经人体－大地－工作接地，返回变压器中性点 (并未经电流互感器) ，致 使互感器中流入、流出的电流出现了不平衡，一次线圈中产生剩余电流。因此，便会感应二次线图，当 这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时，
自动开关脱扣，切断电源。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，说明洞电保护器需要更换。
（1）如图乙，如果电路中发生漏电，漏电电流为I3，则I1-I2 I3 ( > 或 < 或 = )
（2）如图甲，关于漏电保护器，下列说法正确的是 。
A．站在地面上的人触及b线时(单线触电)，脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用。
B．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用。
C．当火线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用。
D．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电)脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用
【答案】（1）= （2）A
【解析】（1）根据丙图可知，当发生漏电时，通过火线的电流I1等于通过零线的电流I2与通过人体的漏电电流I3之和，则：I1=I2+I3，则I1-I2=I3。
（2）根据题目描述可知，当通过漏电保护器的火线电流和零线电流大小不一致时，它才会打开脱口开关，断开电路。
A. 站在地面上的人触及b线时(单线触电)，通过一次线圈和二次线圈的电路大小不等，此时脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用。该A正确；
B.当用户家的电流超过一定值时，但是通过漏电保护器的火线和零线电流相同，因此不会断开，故B错误；
C.当火线和零线间电压太高时，但是通过漏电保护器的火线和零线电流仍然相同，因此不会断开，故C错误；
D.当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电)，此时通过漏电保护器的火线和零线电流仍然相同，因此不会断开，故D错误。
考点三、插座
（一）插座的分类
(1)两孔式插座:右孔连接火线，左孔连接零线。使用时只要把两脚插头插人插孔即可。
(2)三孔式插座:右孔连接火线、左孔连接零线、上孔连接接地线。与接地孔相对应的那个插头的插脚接用电器的金属外壳。
（二）大功率家用电器配置三脚插头的原因
如图所示，与三孔式插座对应的是三脚插头,两个脚接用电部分(如电冰箱、洗衣机中的电动机)，另外那个与接地孔相对应的脚是跟用电器的外壳接通的。这样把三脚插头插在三孔式插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器金属外壳与大地连接起来。如果内部火线绝缘皮破损或失去绝缘性能，致使火线与外壳接通，外壳就带了220伏的电压，人体接触外壳等于接触火线，就会发生触电事故。如果把外壳用导线接地，即使外壳带了电，电流会直接经接地线进人大地，人体接触外壳就没有危险了。
（三）连接家庭电路时在安全用电方面应注意的问题
(1)闸刀开关切勿倒装。正确的安装方法是将闸刀开关上端的静触头与进户线相连。如果闸刀开关倒置安装，在切断电源的时候，闸刀开关可能会因自身的重力作用自动合闸接通电路，造成触电或损坏线路的事故。
(2)控制电灯的开关要接在电灯和火线之间。在开关断开的时候，电灯各部分都脱离火线，人在触摸灯头等部位时，不会造成触电事故。
(3)螺丝口式灯座的螺旋套必须接在零线上，在正常情况下，零线与大地之间没有电压。在更换灯泡时，若人不慎触摸到灯泡的螺旋(与灯座螺旋套相连)，也不会发生触电事故。
(4)插座，特别是接大功率用电器的插座，一般只在接人插座的火线上装一根保险丝。
典例1：图甲是台灯的实物图，图乙是该台灯的电路图，A、B表示台灯插头的两个插脚。
（1）从使用的安全性考虑，台灯插头的插脚A应与图丙中两孔插座的 (填“C”或“D”)孔相连。
（2）小明将台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，台灯不发光。经检查，G点左侧的零线断了，其他元件都完好。此时断开图丙的开关S，用测电笔检测E、F、G各点，氖管发光的有 点。
【答案】（1）D （2）E、F、G
【解析】（1）根据图乙可知，A与开关直接相连，则A接火线。根据丙图可知，左边的C孔接零线，右边的D孔接火线，因此台灯插头的插脚A应与图丙中两孔插座的D孔相连。
（2）根据丙图可知，当G点左侧的零线断开后，闭合开关S，E、F直接与火线相连，测电笔接触时氖管肯定发光。G点通过灯泡与火线相连，则测电笔接触时也会发光。
变式1：（2022八下·嘉兴月考）如果从墙上电灯的拉线开关中引出两根电线来安装一个两孔插座，安装好后用测电笔测试：一孔氖管发光，一孔氖管不亮。将一台灯的插头直接插入该两孔插座（ ）
A．接通开关，台灯能正常发光；断开开关，台灯不能正常发光
B．接通开关，台灯不能正常发光；断开开关，台灯能正常发光
C．不论开关接通还是断开，台灯都能正常发光
D．不论开关接通还是断开，台灯都不能正常发光
【答案】D
【解析】墙上的开关与电灯是串联，当台灯也串联上时，台灯是不能正常发光的。而当开关闭合时，台灯则会被短路，据此分析判断。
【解答】在正确情况下，开关与电灯是串联的，且开关接在电灯与火线之间，故用测电笔测试时，一孔氖管发光，一孔氖管不亮。插座与电灯是串联，当台灯开关插头通时，台灯与电灯是串联。
（1）开关闭合时，台灯被短路，台灯不发光。
（2）开关断开时，台灯与原来的电灯串联，台灯两端电压小于额定电压220V，台灯不能正常发光。
故不论开关接通还是断开，台灯都不能正常发光。
变式2：仔细观察家里电饭锅、洗衣机等所用的插头，我们会发现有一根插头要长一些，如图所示。那么，较长的那根插头接的是 (填“火线”“零线”或“地线”)；你认为这根插头做长点的主要目的是 。
【答案】地线；在插入时先把用电器外壳与大地接通，拔出时后把用电器外壳与大地分离，更加安全
【解析】较长的那根插头接的是地线，我认为这根插头做长点的主要目的是：在插入时先把用电器外壳与大地接通，拔出时后把用电器外壳与大地分离，更加安全。
变式3：（2022八下·南浔期末）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小明利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S，闭合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。
（1）图中光敏电阻R。的阻值随紫外线的增强而逐渐 (选填“增大”或“减小”)。
（2）从安全用电的角度分析，进户线α应该是 线。
（3）若要使遮阳棚防紫外线的遮阳布在紫外线还未达到设定值时就展开，可以怎么操作
【答案】（1）减小 （2）火
（3）将滑动变阻器的滑片向右移动，减小R1的阻值；换用电压更大的电源；增加线圈匝数；换用阻值随紫外线增强而减小得更多的光敏电阻
【解析】（1）当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，此时衔铁被吸下来，即电磁铁的磁场增强，通过电路的电流增大，那么光敏电阻的阻值减小，因此得到：光敏电阻R2的阻值随紫外线的增强而逐渐减小。
（2）在家庭电路中，为了用电安全，开关必须接在火线和用电器之间。根据图片可知，开关S2接在a和电动机之间，因此a应为火线。
（3）遮阳布打开时，电磁铁将衔铁吸合，即此时电磁铁的磁力大小是不变的。
①可以控制电流大小不变，即总电阻保持不变。当紫外线强度减小时，光敏电阻的阻值增大，根据R总=R2+R1可知，此时要减小变阻器的阻值，即将滑动变阻器的滑片向右移动。
②可以控制电流大小不变。当紫外线强度减小时，光敏电阻的阻值增大，根据R总=R2+R1可知，此时总电阻变大。根据U=IR可知，此时可以换用电压更大的电源；
③当紫外线强度减小时，光敏电阻的阻值增大，根据R总=R2+R1可知，此时总电阻增大，而总电流减小，此时可以通过增加线圈匝数的方式增大磁场强度；
④当紫外线强度减小时，光敏电阻的阻值增大，即换用阻值随紫外线增强而减小得更多的光敏电阻。
1．小明触摸电冰箱门时感到手“麻”，下面列出了小明对造成手“麻”原因的四种猜想，你认为其中合理的是( )
A．火线断路 B．火、零线短接
C．火线与电冰箱的金属外壳接触 D．电冰箱的金属外壳接了地线
【答案】C
【解析】小明触摸电冰箱门时感到手“麻”，可能是冰箱门发生漏电，此时电流通过人体流入大地，那么应该是电冰箱的金属门与火线接触了，故C正确，而A、B、D错误。
2．小明家里的一盏电灯不能发光了，换上新的电灯，还是不能发光。于是小明拿来测电笔，闭合开关后，分别在图中a、b、c、d四个位置进行测试，测电笔均能发光。则电路故障是( )
A．a点与火线之间开路 B．a点与b点之间开路
C．c点与d点之间开路 D．d点与零线之间开路
【答案】D
【解析】正常情况下，测电笔接触火线才能发光，而接触零线不能发光，据此分析判断。
【解答】根据图片可知，正常情况下，a、b、c三点直接与火线相连，测电笔接触时发光，而d点与零线相连，测电笔接触不会发光。而现在d点也发光，说明它与零线断开，借助灯泡的连接与火线相连，因此测电笔接触时会发光。故D正确，而A、B、C错误。
3．（2022八下·仙居期末）有一口废弃的水井，想利用抽水泵(电动机)将井中的水抽干。在工作之前先将开关S断开，发现井水温度明显变高。电工检测发现：开关虽然断开，但水泵和井水都带电。由此分析，井内水泵电路的实际连接方式可能为( )
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【答案】C
【解析】在工作之前先将开关S断开，发现井水温度明显变高，这说明有电流经过井水而发热，即电动机直接与火线相连，不受开关的控制，那么②③符合要求。
4．如图所示，家庭电路中的各元件及线路完好，下列说法不正确的是 ( )
A．火线和零线间的电压为220 V
B．三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作，并且安全
C．开关S2断开时，人接触b点会触电
D．开关S1断开时，人接触a点不会触电
【答案】B
【解析】A.火线和零线间的电压为220 V，故A正确不合题意；
B.三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作，但是失去了用电器金属外壳漏电时对人体的保护作用，故B错误符合题意；
C.开关S2断开时，人接触b点时，通过灯泡与火线相连，并与大地构成通路，因此会触电，故C正确不合题意；
D.开关S1断开时，人接触a点时，不能与火线连通，因此不会触电，故D正确不合题意。
5．（2022八下·东阳期末）如图所示的家庭电路中，闭合S1、S2，两盏灯正常发光。一段时间后，L2突然熄灭。经检查保险丝完好，插座没有插入任何用电器，用测电笔插入插座的两孔，氖管均发光。则故障原因是( )
A．插座发生短路 B．零线AB之间断开
C．零线BC之间断开 D．零线CD之间断开
【答案】C
【解析】测电笔接触火线时发光，接触零线时不发光，据此对各个选项进行分析判断。
【解答】A.插座发生短路时，整个电路会发生短路，那么保险丝肯定熔断，故A错误；
B.零线AB之间断开时，整个家庭电路的总零线断开，因此灯泡L1肯定不会发光，故B错误；
C.零线BC之间断开时，插座和灯泡L2的零线部分断开， 因此的灯泡L2不发光。插座的左孔通过灯泡L2与火线相连，因此测电笔接触时会发出微光，故C正确；
D.零线CD之间断开时，只有L2的零线部分断开，因此只有L2不会发光。此时插座的左孔正常与零线相连，测电笔接触C点时不会发光，故D错误。
6．请将如图所示的元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
【答案】如图所示
【解析】根据家庭电路安全用电的常识和连接的知识分析解答。
【解答】①三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，中间的孔接地线。
②控制灯泡的开关应该接在火线上，灯泡的螺旋套应该与零线相连，如下图所示：
7．（2022八下·仙居期末）如图是部分家庭电路示意图，小王用测电笔去检测时，发现电线2能使氖管发光，说明电线2是 线。灯L与插座的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。
【答案】火；并联
【解析】（1）在家庭电路中，用测电笔接触火线会发光，接触零线不会发光，因此电线2是火线。
（2）根据图片可知，灯泡L与插座并排连接在零线和火线之间，二者为并联。
8．（2022八下·婺城期末）如图所示的电路是家庭电路的一部分。据图回答：
（1）电工师傅想再安装一个插座，该插座与灯L1、L2 联。
（2）电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；
②再闭合S2，灯L1马上熄灭，灯L2不亮，则故障可能是L2所在支路发生 。
【答案】（1）并 （2）短路
【解析】（1）在家庭电路中，为了保证每个用电器两端的电压都是220V，且不相互影响，因此它们之间都是并联的。插座虽然不是用电器，但是它是用电器的快接口，因此也与其它用电器并联。
（2）闭合S1，灯L1亮，这说明灯泡L1所在的电路正常。再闭合S2，灯L1马上熄灭，灯L2不亮，这说明干路上的保险丝被烧断，即灯泡L2所在的支路发生短路。
9．（1）如图所示，甲、乙两个电路中，开关闭合后，输电线因电流过大而燃烧起来，则甲中电流过大的原因是 ，乙中电流过大的原因是 。图丙中，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，漏电保护器会切断电路。若人体电阻为10kΩ， 触电时通过入体的电流为 mA。
（2）如图是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路，接在电源上，已知该电路中有一个元件断路，有一个元件短路，但不知道是哪个元件有故障。今用一个校验电灯分别接在电路各处，得到如表所示的结果。
由此可判断断路的元件是 ，短路的元件是 。
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
【答案】（1）用电器总功率过大；短路；22 （2）开关；指示灯
【解析】（1）家庭电路电流过大的原因：①用电器总功率过大；②发生短路，根据图片分析解答。 根据公式
计算通过人体的电流。
（2）在串联电路中，总电压等于各处电压之和，即各处电压都小于总电压，此时灯泡肯定发光较暗，据此分析判断。
【解答】（1）如图所示，甲、乙两个电路中，开关闭合后，输电线因电流过大而燃烧起来，则甲中电流过大的原因是：用电器总功率过大，乙中电流过大的原因是：发生短路 。通过人体的电流为：
；
（2）根据图片可知，当校验灯接在cd两点之间时，它与开关并联。如果开关正常接通，那么会将校验灯短路，即它不会发光。而此时校验灯发光较暗，则说明开关发生断路。
当校验灯接在cf之间时，指示灯与校验灯串联，正常情况下，校验灯的亮度应该比较暗。而此时校验灯正常发光，说明它两端的电压为电源电压，指示灯并没有分担电压，因此指示灯发生短路。
10．（2022八下·余杭期中）在“保险丝熔断与哪些因素有关”的探究活动中，同学们猜想：保险丝的熔断可能与保险丝的材料、熔点、粗细、长度、电路中的电流大小、通电时间等因素有关。接着，他们分小组合作进行实验探究．实验器材有：电池、导线、开关、电流表、滑动变阻器、保险丝等。
（1）某组设计了如右所示电路图进行实验探究，表一为同种材料、不同规格的保险丝，他们从表中选择保险丝a、c、e ，每次从中任选其中两种分别接入电路中AB，CD两处进行实验比较。他们探究的问题是 。
规格\代号 a b c d e f
长度l/cm 3 4 3 4 3 4
截面直径d/mm 0.20 0.20 0.29 0.29 0.40 0.40
（2）实验中发现：由于保险丝较细，不易观察到保险丝何时熔断，同时，大家也想知道各型号保险丝的熔断电流大约是多少．于是，对电路进行了改造，完善了设计实验方案．请你在答题卡虚线框中画出改进后的实验电路图，并简要写出实验方法。
（3）下表为同种材料的保险丝的部分参数：
截面直径d/mm 额定电流I额/A 熔断电流I熔/A
0.35 1.25 2.5
0.36 1.35 2.7
0.40 1.50 3.0
0.46 1.85 3.7
0.52 2.00 4.0
请你分析上述表格中数据特点，归纳出其中的规律(写出1条)： 。
【答案】（1）保险丝熔断与保险丝粗细的关系
（2） 按照改进后的电路图连接电路，把不同保险丝接入电路，调节滑动变阻器，使电流变大，直至保险丝熔断，记下熔断时的电流值进行比较
（3）保险丝的熔断电流是额定电流的2倍；保险丝的截面直径越大，其额定电流越大(合理即可)
【解析】（1）根据表格数据，分析a、c、e三根保险丝的哪个因素不同即可；
（2）根据实验的要求，对原来的实验电路进行改造即可；
（3）分析表格数据，找到保险丝的熔断电流与额定电流的关系，以及保险丝的额定电流与横截面积大小的关系即可。
【解答】（1）根据表格可知，a、c、e三根保险丝的材料和长度相同，只有横截面积不同，那么：他们探究的问题是：保险丝的熔断与保险丝粗细的关系。
（2）要弄清保险丝熔断时的电流大小，就必须给原来的电路串联一个电流表，如下所示：
实验方法为：按照改进后的电路图连接电路，把不同保险丝接入电路，调节滑动变阻器，使电流变大，直至保险丝熔断，记下熔断时的电流值进行比较。
（3）①比较第2列和第3列数据得到：保险丝的熔断电流是额定电流的2倍；
②比较第1列和第2列数据得到：保险丝的截面直径越大，其额定电流越大(合理即可)。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第6节 家庭电路
考点一、家庭电路
（一）家庭电路的组成
如图所示，家庭电路由进户线(零线和火线)、电能表、总开关、保护装置(熔断器)、插座、电灯(灯座)和开关等部分组成。
（二）各元件简介
(1)进户线:从户外输电线上引进，其中一根叫火线，另一根叫零线。火线与零线之间的电压正常值为220伏，火线和大地之间的电压也为220伏，零线和大地之间的电压为零。
(2)电能表:用来测量用户在某一段时间内消耗电能的多少，通常装在家庭电路的干路上。外面供电线路接人家庭后，首先接到电能表上。
(3)总开关:常用闸刀开关或空气开关，用来控制整个家庭电路的通断。便于检测电路，更换电器设备，装在电能表之后。
(4)熔断器:也叫做保险盒，内含保险丝，用于保护家庭电路的安全。现在家庭中常用一种断路器(“空气开关”)来替代闸刀开关和熔断器。连接时应该串联在火线上，当电路中电流过大时，就会自动切断电路，起到保护电路的作用。
(5)插座:可给移动的用电器供电，插座应并联在电路中。插座一般分为两孔式插座和三孔式插座。
(6)电灯和开关:电灯安装在灯座上用来照明，开关用来控制电灯的亮灭，注意开关一定要接在火线上，且与灯泡串联。
（三）测电笔
(1)作用:辨别火线和零线。
(2)结构:如图所示，测电笔主要由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等组成。
(3)使用方法:用手接触测电笔的金属笔卡(或笔尾金属体)，笔尖金属体接触待测导线，若氖管发光，则所测导线为火线；若氖管不发光， 则所测导线为零线。
正确方法:手接触金属笔卡；笔尖金属体接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光
不正确方法:手未接触金属笔卡，笔尖金属体接触火线时氖管仍不会发光
(4)巧用测电笔
①用测电笔判断零线断开:正常情况下，测电笔接触火线时才能发光，如果用测电笔检测闭合开关后的电灯(电灯不发光)两端，均能发光，说明家庭电路中进户零线断开。
②用测电笔判断火线断开:如果用测电笔检测插座的双孔，均不能发光，说明家庭电路中与插座相连的火线断开。
典例1：（2022八下·吴兴期中）请用笔画线表示导线，将如图中的电灯、开关和插座(插座准备接空调)接入家庭电路中。
变式1：（2022八下·诸暨期末）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。学校的STEM课堂上，小敏在家庭电路图中设置了五处开关(如图所示)。小林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，所以无需设置，这几处开关是( )
A．1、2 B．1、4 C．2、4 D．3、5
变式2：图甲是台灯的实物图，图乙是该台灯的电路图，A、B表示台灯插头的两个插脚。
（1）小明将台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，发现台灯L1不发光。电路中开关及导线接触良好，用测电笔检测M点，氖管发光，再测N点，氖管不发光，则可知台灯L1出现 (填“开路”或“短路”)故障。
（2）图丙是某种测电笔的结构图，使用时手指千万不能接触测电笔的 (填字母)部位。
变式3：（2022八下·温岭期末）如图，是家庭用电的几个场景。
（1）图甲所示情境中，使用测电笔方法正确的是图 。
（2）若测电笔的电阻为106欧姆，尽管其余电阻未知，也可以判断出流经人体的电流不会超过 安。
（3）如图乙，是某插座，在开关闭合时，指示灯亮。图丙虚线框内为该插座的内部电路图，请将电路补充完整 。如果指示灯损坏，开关闭合时插孔 (选填“能”或“不能”)提供工作电压。
考点二、熔断器和断路器
（一）熔断器
(1)结构:熔断器一般有封闭管式熔断器和敞开插入式熔断器两种。熔断器内有保险丝，封闭管式熔断器的保险丝被封闭在玻璃管内，插入式熔断器的保险丝装在盒盖上。
(2)连接:串联在火线上。
(3)保险丝
①作用:当电路中的电流过大时，保险丝会自动熔断，切断电路，起到保护电路的作用。
②材料:一般由熔点较低的金属合金制成。
③选择依据:保险丝有各种不同的规格，通常标有额定电流(正常工作电流)。选用保险丝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。
（二）断路器
(1)作用:当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器可以自动断开切断电路，从而起到保护电路的作用。
(2)连接:断路器一般串联在火线上。
(3)优点:断路器能手动复位，接通电路，也能手动切断电路。断路器因使用方便、安全而得到普及。
（三）家庭电路中电流过大的原因
(1)发生短路
短路就是指电流没有经过用电器而直接构成通路。发生短路时，电路中的电阻很小，由公式可得在电压U=220伏不变时，电路中电流很大。造成家庭电路短路的三种情况:
①电线或用电器使用太久绝缘皮破损或老化，使火线和零线直接连通。
②接线时没有仔细查看造成短路。
③用电器两端的接线柱上有一根导线没接牢而脱落并和另一根导线连通，造成短路。
(2)用电器的总功率过大，造成家庭电路中用电器的总功率过大的情况:
①使用了大功率的用电器。如使用大功率的空调或大功率的电热水器等。
②使用的用电器过多。如炎热的夏季傍晚，某家庭中可能同时使用照明电器、做饭的电器、消暑降温的电器和娱乐休闲的电器等。
典例1：（2022八下·余杭期中）如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。关于空气开关和漏电保护器的作用，下列分析正确的是( )
A．当插座漏电时，空气开关①将跳闸
B．当电灯电流过大时，空气开关③将跳闸
C．当空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流
D．空气开关跳闸，问题解决后需更换新的空气开关
变式1：（2022八下·普陀期中）测电笔内部有一个大电阻，这样当笔尖接触火线时，加在人体上电压在安全（36V ）以内。若测电笔测量发光时的电流为0.25毫安，则此大电阻的阻值应不小于 Ω。图示为一种断路器的工作原理图，当家庭电路 时，电流过大，双层金属片发热过多，双层金属片弯曲，触动簧锁装置，触电断开。已知与铁相比，铜升高相同温度热胀较明显，双金属片两层分别为铁和铜，左边应该选用 （选填“铜”或“铁”）
变式2：（2022八下·温州期末）图甲为某家用电路示意图，为防止电路短路而引发火灾，小明欲将某款双金属片段路器接入该家庭电路中，图乙为断路器分别在“电路正常”和“某处短路”两种状态的示意图。
（1）图甲中灯泡与插座的联接方式是 。
（2）将断路器接入图甲中M处时，应选择a、b、c中的 两个接线柱。
（3）小明将该断路器接入图甲中N处，在使用中因电灯L发生短路导致断路器断开，若用测电笔测试插座三个孔的带电情况，其中能使氖管发光的是 。(可多选)
A．接地插孔 B．零线插孔 C．火线插孔
变式3：（2022八下·苍南）根据安全用电要求，住户家里必须安装如图所示的漏电保护器，漏电保护器主要由三部分组成：检测 元件、中间放大环节、操作执行机构，其工作原理是将漏电保护器安装在线路中，一次线圈与电网的线路相连接，二次线圈与漏电保护器中的脱扣开关控制器连接，当用电设备正常运行时，线路中电流呈平 衡状态，互感器中电流矢量之和为零 (电流是有方向的矢量，如按流出的方向为“＋”，返回方向为“－”， 在互感器中往返的电流大小相等，方向相反，正负相互抵销) ， 由于一次线圈中没有剩余电流，所以不 会感应二次线圈，漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行，当设备外壳发生漏电并有人触及时，则在 故障点产生分流，此漏电电流经人体－大地－工作接地，返回变压器中性点 (并未经电流互感器) ，致 使互感器中流入、流出的电流出现了不平衡，一次线圈中产生剩余电流。因此，便会感应二次线图，当 这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时，
自动开关脱扣，切断电源。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，说明洞电保护器需要更换。
（1）如图乙，如果电路中发生漏电，漏电电流为I3，则I1-I2 I3 ( > 或 < 或 = )
（2）如图甲，关于漏电保护器，下列说法正确的是 。
A．站在地面上的人触及b线时(单线触电)，脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用。
B．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用。
C．当火线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用。
D．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电)脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用
考点三、插座
（一）插座的分类
(1)两孔式插座:右孔连接火线，左孔连接零线。使用时只要把两脚插头插人插孔即可。
(2)三孔式插座:右孔连接火线、左孔连接零线、上孔连接接地线。与接地孔相对应的那个插头的插脚接用电器的金属外壳。
（二）大功率家用电器配置三脚插头的原因
如图所示，与三孔式插座对应的是三脚插头,两个脚接用电部分(如电冰箱、洗衣机中的电动机)，另外那个与接地孔相对应的脚是跟用电器的外壳接通的。这样把三脚插头插在三孔式插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器金属外壳与大地连接起来。如果内部火线绝缘皮破损或失去绝缘性能，致使火线与外壳接通，外壳就带了220伏的电压，人体接触外壳等于接触火线，就会发生触电事故。如果把外壳用导线接地，即使外壳带了电，电流会直接经接地线进人大地，人体接触外壳就没有危险了。
（三）连接家庭电路时在安全用电方面应注意的问题
(1)闸刀开关切勿倒装。正确的安装方法是将闸刀开关上端的静触头与进户线相连。如果闸刀开关倒置安装，在切断电源的时候，闸刀开关可能会因自身的重力作用自动合闸接通电路，造成触电或损坏线路的事故。
(2)控制电灯的开关要接在电灯和火线之间。在开关断开的时候，电灯各部分都脱离火线，人在触摸灯头等部位时，不会造成触电事故。
(3)螺丝口式灯座的螺旋套必须接在零线上，在正常情况下，零线与大地之间没有电压。在更换灯泡时，若人不慎触摸到灯泡的螺旋(与灯座螺旋套相连)，也不会发生触电事故。
(4)插座，特别是接大功率用电器的插座，一般只在接人插座的火线上装一根保险丝。
典例1：图甲是台灯的实物图，图乙是该台灯的电路图，A、B表示台灯插头的两个插脚。
（1）从使用的安全性考虑，台灯插头的插脚A应与图丙中两孔插座的 (填“C”或“D”)孔相连。
（2）小明将台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，台灯不发光。经检查，G点左侧的零线断了，其他元件都完好。此时断开图丙的开关S，用测电笔检测E、F、G各点，氖管发光的有 点。
变式1：（2022八下·嘉兴月考）如果从墙上电灯的拉线开关中引出两根电线来安装一个两孔插座，安装好后用测电笔测试：一孔氖管发光，一孔氖管不亮。将一台灯的插头直接插入该两孔插座（ ）
A．接通开关，台灯能正常发光；断开开关，台灯不能正常发光
B．接通开关，台灯不能正常发光；断开开关，台灯能正常发光
C．不论开关接通还是断开，台灯都能正常发光
D．不论开关接通还是断开，台灯都不能正常发光
变式2：仔细观察家里电饭锅、洗衣机等所用的插头，我们会发现有一根插头要长一些，如图所示。那么，较长的那根插头接的是 (填“火线”“零线”或“地线”)；你认为这根插头做长点的主要目的是 。
变式3：（2022八下·南浔期末）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小明利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S，闭合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。
（1）图中光敏电阻R。的阻值随紫外线的增强而逐渐 (选填“增大”或“减小”)。
（2）从安全用电的角度分析，进户线α应该是 线。
（3）若要使遮阳棚防紫外线的遮阳布在紫外线还未达到设定值时就展开，可以怎么操作
1．小明触摸电冰箱门时感到手“麻”，下面列出了小明对造成手“麻”原因的四种猜想，你认为其中合理的是( )
A．火线断路 B．火、零线短接
C．火线与电冰箱的金属外壳接触 D．电冰箱的金属外壳接了地线
2．小明家里的一盏电灯不能发光了，换上新的电灯，还是不能发光。于是小明拿来测电笔，闭合开关后，分别在图中a、b、c、d四个位置进行测试，测电笔均能发光。则电路故障是( )
A．a点与火线之间开路 B．a点与b点之间开路
C．c点与d点之间开路 D．d点与零线之间开路
3．（2022八下·仙居期末）有一口废弃的水井，想利用抽水泵(电动机)将井中的水抽干。在工作之前先将开关S断开，发现井水温度明显变高。电工检测发现：开关虽然断开，但水泵和井水都带电。由此分析，井内水泵电路的实际连接方式可能为( )
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
4．如图所示，家庭电路中的各元件及线路完好，下列说法不正确的是 ( )
A．火线和零线间的电压为220 V
B．三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作，并且安全
C．开关S2断开时，人接触b点会触电
D．开关S1断开时，人接触a点不会触电
5．（2022八下·东阳期末）如图所示的家庭电路中，闭合S1、S2，两盏灯正常发光。一段时间后，L2突然熄灭。经检查保险丝完好，插座没有插入任何用电器，用测电笔插入插座的两孔，氖管均发光。则故障原因是( )
A．插座发生短路 B．零线AB之间断开
C．零线BC之间断开 D．零线CD之间断开
6．请将如图所示的元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
7．（2022八下·仙居期末）如图是部分家庭电路示意图，小王用测电笔去检测时，发现电线2能使氖管发光，说明电线2是 线。灯L与插座的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。
8．（2022八下·婺城期末）如图所示的电路是家庭电路的一部分。据图回答：
（1）电工师傅想再安装一个插座，该插座与灯L1、L2 联。
（2）电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；
②再闭合S2，灯L1马上熄灭，灯L2不亮，则故障可能是L2所在支路发生 。
9．（1）如图所示，甲、乙两个电路中，开关闭合后，输电线因电流过大而燃烧起来，则甲中电流过大的原因是 ，乙中电流过大的原因是 。图丙中，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，漏电保护器会切断电路。若人体电阻为10kΩ， 触电时通过入体的电流为 mA。
（2）如图是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路，接在电源上，已知该电路中有一个元件断路，有一个元件短路，但不知道是哪个元件有故障。今用一个校验电灯分别接在电路各处，得到如表所示的结果。
由此可判断断路的元件是 ，短路的元件是 。
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
10．（2022八下·余杭期中）在“保险丝熔断与哪些因素有关”的探究活动中，同学们猜想：保险丝的熔断可能与保险丝的材料、熔点、粗细、长度、电路中的电流大小、通电时间等因素有关。接着，他们分小组合作进行实验探究．实验器材有：电池、导线、开关、电流表、滑动变阻器、保险丝等。
（1）某组设计了如右所示电路图进行实验探究，表一为同种材料、不同规格的保险丝，他们从表中选择保险丝a、c、e ，每次从中任选其中两种分别接入电路中AB，CD两处进行实验比较。他们探究的问题是 。
规格\代号 a b c d e f
长度l/cm 3 4 3 4 3 4
截面直径d/mm 0.20 0.20 0.29 0.29 0.40 0.40
（2）实验中发现：由于保险丝较细，不易观察到保险丝何时熔断，同时，大家也想知道各型号保险丝的熔断电流大约是多少．于是，对电路进行了改造，完善了设计实验方案．请你在答题卡虚线框中画出改进后的实验电路图，并简要写出实验方法。
（3）下表为同种材料的保险丝的部分参数：
截面直径d/mm 额定电流I额/A 熔断电流I熔/A
0.35 1.25 2.5
0.36 1.35 2.7
0.40 1.50 3.0
0.46 1.85 3.7
0.52 2.00 4.0
请你分析上述表格中数据特点，归纳出其中的规律(写出1条)： 。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
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