第十八章 家庭电路与安全用电 综合素质评价卷（含答案）沪粤版物理九年级下册

第十八章综合素质评价
一、选择题(每小题3分，共21分)
1．下列符合安全用电的是(　　)
A．靠近高压线掉落区 B．湿手开灯
C．手摸火线 D．电动机外壳接地
2．一位“法师”在铺有塑料地毯的舞台上表演不怕电的“功夫”，他将一盏普通白炽灯泡接到两导线头A、B之间，灯泡正常发光；随后将灯取下，“法师”两手分别抓住两导线头A、B，如图所示，其助手用测电笔分别测试A、B及“法师”的皮肤，发现测电笔的氖管都发光，对此表演的合理解释是(　　)
A．“法师”有特异功能，确定不怕电
B．“法师”的两手均戴有特制绝缘手套
C．在人、灯交替过程中，助手将零线断开了
D．在人、灯交替过程中，助手将火线断开了
3．随着生活水平的提高，家用电器日益增多，某户进行电路旧线改造后，将保险丝的规格由5 A换成了8 A，则该线路允许同时接入用电器的功率比原来增加了(　　)
A．1 100 W　 B．1 760 W　 C．660 W　 D．2 860 W
4．如图是一个测电笔，下列说法正确的是(　　)
A．人手不能接触测电笔上的任何金属部分
B．人手可以接触测电笔上的任何金属部分
C．人用测电笔检查电路时，若氖管发光说明有电流流过人体
D．氖管发光说明电路断路
5．小宇同学家的新房已经建好，在全家搬进去之前，小宇同学准备检查生活用电线路是否有问题，他先断开所有用电器和总开关，然后将火线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220 V的灯泡，闭合总开关，发现灯泡正常发光，由此判断(　　)
A．线路安装完全正确，因为灯泡正常发光
B．线路安装不正确，电路中有短路
C．线路安装不正确，电路中有断路
D．仅由此不能判断线路是否有问题
6．在家庭电路中常常发生：在台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内其他电灯熄灭，空气开关自动断开。有时在台灯开关断开的情况下，把台灯插头插入插座时，室内其他电灯全部熄灭，空气开关自动断开，引起这两种故障的最大可能(　　)
A．前者是插座短路，后者是灯泡短路
B．前者是灯泡短路，后者是插头短路
C．两者都是插座短路
D．两者都是插头短路
7．图甲是某户住宅配电系统方框图，图乙是其使用的电能表。下列说法正确的是(　　)
A．该户用电器的总功率不能超过2 200 W
B．空气开关①跳闸时，电路中一定发生了短路
C．更换灯泡时，应断开空气开关③
D．空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流
二、填空题(每空1分，共21分)
8．我国电网以交流供电，频率为________Hz；为了减少在输送线路上的________损失，采用高压输电方式；高压输电线都架得很高，原因是防止____________触电。
9．学习串联和并联后，小华发现家里的用电器都是________连接的，而电灯和开关是________连接的。他还发现有些插线板上有指示灯，平时能显示插线板是否通电，但如果指示灯损坏以后，开关闭合时插孔也能供电，说明指示灯与插孔是________连接的。
10．近年来有许多重大火灾都是因线路故障造成的。线路故障的一个原因是线路连接处接触不良，当线路连接处接触不良时，与连接完好相比该处的阻值将________，在该处消耗的电功率将________(前两空均填“减小”“增大”或“不变”)，会产生局部过热，引发火灾。线路故障的另一个原因是线路严重老化，由橡胶或塑料制成的导线线皮是用来绝缘的，但时间长了，线皮会老化变质，绝缘性能变差，甚至开裂露出线芯，通电时产生火花或导线之间会发生短路，当导线之间发生短路时，导线中电流过________(填“大”或“小”)，酿成火灾。
11．学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动，本期活动的主题是“安全用电，珍惜生命”，下列是活动的部分内容。如图甲所示，接地导线应该与三孔插座的________(填“E”“N”或“L”)孔相连接；如图乙、丙所示，两种使用测电笔的方法中，正确的是图________；如图丁、戊所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因，其中图丁所示情况的原因是______________________(填“用电器的总功率过大”或“短路”)。
12．如图甲所示的家庭电路，开关闭合后发现灯泡不亮，于是某同学利用测电笔分别接触a、b、c、d四处时，测电笔氖管均发光，则故障可能是____________。排除故障后，为提高屋内亮度，于是又接了一盏同样的灯泡，开关闭合后，两灯泡都发光，原来的灯泡亮度明显变暗，由此可判断两灯泡的连接方式是________。电工师傅在检修电路时，首先断开总开关，然后按照如图乙所示的方法短接插头，插入插座中，这样其他人不知道电工师傅正在检修电路，误闭合________(填“总开关”或“用电器开关”)时，空气开关或漏电保护器会自动断开电路，保障电工的人身安全。
13．电热水器应使用________(填“两脚”或“三脚”)插头，如图是某款电热水器的工作原理图，两个加热管电阻相同，电热水器有高温、中温、低温三挡。当开关S2接b，S1断开时，电热水器处于________挡。小明将台灯的插头刚插入电源插座，他家的空气开关就自动断开了，这很可能是由于台灯________(填“功率过大”“断路”或“短路”)造成的。
14．如图所示为家庭电路中的一部分，有金属外壳的洗衣机应使用图中的插座________(填写序号即可)，电能表安装在位置________ (填写序号即可)。灯5是安装在天花板上的灯，但闭合开关6时灯不亮，将台灯插入7时台灯亮，说明灯5不亮的原因可能是______________。
三、作图题(共9分)
15．(1)(3分)多控开关常用于家庭电路和商场楼宇中，以实现多个开关对同一用电器的独立控制。装修房子的小沈，在设计楼梯照明电路时，希望通过楼上楼下两个开关，随时独立操控灯泡亮灭。图中需要补上开关的“闸刀部分”，且电路处于“关灯状态”。
(2)(3分)用笔画线代替导线完成如图所示的电路。要求：只有在天黑且有声音时，灯才变亮；三孔插座与灯互不影响。(“声控”开关有声音时自动闭合，无声音时自动断开；“光控”开关有光照时自动断开，无光照时自动闭合)
(3)(3分)如图所示为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制。根据题意，将图连接完整，并符合安全用电原则。
四、实验题(共18分)
16．(3分)小明同学为了探究家庭电路中电流过大的原因，做了如下实验。他用若干“12 V　6 W”的小灯泡作为用电器，电源的正极代替火线。在正极与用电器之间接入一段保险丝，在负极与用电器之间接入一只电流表(如图所示)。
(1)小明实验时用12 V电池代替家庭照明电路的好处是12 V小于36 V，是对人体安全的电压，它比用照明电路的电源更安全。
(2)小明依次在电路中接入几个小灯泡，当接入两个小灯泡时，电路可以平稳地工作。当他再接入一个小灯泡时，发现保险丝熔断，此时电路中的电流变成0 A，该实验可以验证电路中电流过大的原因是________________________________________________________________。
(3)小明只让一个小灯泡工作，在C、D两点间接入一段导线，他发现保险丝会马上________，该实验可以验证电路中电流过大的原因是____________。
17．(8分)小明学习了电工知识后，准备和电工师傅一起参与家庭装修。小明查阅文件后，发现熔丝的规格常用额定电流来表示，选用熔丝时，应使它的额定电流等于或略大于电路中的最大工作电流，下表所列的是常用的铅锑合金熔丝的规格。
直径/mm 额定电流/A 熔断电流/A 直径/mm 额定电流/A 熔断电流/A
0.28 1 2 0.71 3 6
0.32 1.1 2.2 0.81 3.75 7.5
0.35 1.25 2.5 0.98 5 10
0.36 1.35 2.7 1.02 6 12
0.40 1.5 3 1.25 7.5 15
0.46 1.85 3.7 1.51 10 20
0.52 2 4 1.67 11 22
0.54 2.25 4.5 1.75 12.5 25
0.60 2.5 5 1.98 15 30
(1)由表中的数据你能得到哪些有关熔丝的知识？(写出两条即可)
①_____________________________________________________________。
②_____________________________________________________________。
(2)小明家有一台电视机，工作电流为200 mA，一台洗衣机，工作电流为1 A，两盏照明灯，工作电流分别为350 mA 和250 mA，且这两盏灯并联，请你帮助小明在上表中选取合适的熔丝装在家庭电路的干路中。
①写出所选熔丝的规格____________________________________________。
②通过计算说明理由。
18．(7分)李明家在装修房子期间，准备为酒柜安装一个小射灯(表1是射灯的部分参数)，李明刚刚学过电学的有关知识，决定自己动手安装，把小射灯直接接入家庭电路以后，刚一通电，小射灯就烧坏了，经过认真检查，发现还有一个配件忘记安装了，李明通过研究说明书，明白了其中的道理。
表1
额定电压 5 V
频率 50 Hz
… …
表2
次数物理量 1 2 3
U/V 4 5 6
I/A 0.21 0.25 0.30
P/W
电功率的平均值
(1)简要写出小射灯烧坏的原因：_________________________________。通过该事例你认为在使用和安装电路方面应注意：________________________。
(2)李明想自己动手测出小射灯的功率，如图是他设计的实验电路，此电路有什么错误和不妥之处？
(3)在解决了上述问题以后，李明进行了实验，并将实验数据填入表2。
请算出小射灯的额定功率为________W。表2的设计还存在一个不当之处，请写出：____________________________________。
五、计算题(共14分)
19．(8分)随着生活水平的提高，家用电器在日常生活中已不可缺少。小明家所有家用电器正常工作时的总功率为4 400 W。其中电热水壶的铭牌如图所示，某一天小明在家里用电热水壶烧开水，电热水壶能正常工作。已知电热水壶的阻值不变。求：
(1)小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安？
(2)这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧？
(3)这个电热水壶正常工作600 s所消耗的电能为多少焦？
(4)若电热水壶实际工作电压为110 V，则电热水壶的实际功率多大？
××电热水壶
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 880 W
容积 2 L
20．(6分)小杨家买了一个家用吹风机，如图甲所示，其简化电路如图乙所示，主要参数如表中所示，则(不考虑温度对电阻的影响)：
热风温度 45～75 ℃
额定功率 热风 1 200 W
冷风 200 W
额定电压 220 V
质量 0.66 kg
(1)选择开关应旋至何处时，吹风机正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？(计算结果保留一位小数)
(2)当电路供电电压为110 V时，吹风机电热丝的实际功率是多大？
六、综合题(共17分)
21．(5分)(1)小明检测到家庭电路最大电流为5 A，他要买一个电热水壶，小明从规格分别为“220 V　1 000 W”和“220 V　1 500 W”的两个电热水壶中选了1 000 W的(如图甲所示)，请根据计算说出他为什么不选1 500 W的？
(2)电热水壶的电线很短，因此电阻________产生热量________，更加安全。
(3)若想比较电热水壶和电炉的加热效率，则应选择图乙中的________(填字母)。
22．(8分)某同学家里买了一辆电动自行车，电源由四块蓄电池串联组成，电力充足，节能减排，但麻烦的是要天天充电。有一天，该同学装好充电器接通电源，但充电器不工作，瞬间就起火了，他马上用水将其浇灭。后来经检查得知此次事故是一根钢针掉入充电器的内部所致。这时他才想起：他家的充电器常常放在抽屉里，抽屉里什么都有，这根针差点酿成一场火灾，以后要记得充电器侧壁有孔，不能乱放。
(1)若每块蓄电池的电压是12 V，则该同学拆卸电池碰到电源两极时是________ (填“安全”或“不安全”)的，因为对人体而言安全电压是___________V的电压。
(2)文中提到：“充电器不工作，瞬间就起火了，他马上用水将其浇灭。”这样操作是错误的，正确的操作方法应该是先______________。对此次充电器起火原因的猜测，你认为可能是________(填序号)。
①钢针扎破了输电线中的火线或零线；②钢针掉入充电器的内部引起短路；③充电器是伪劣假冒产品易起火。
(3)你认为充电器侧壁有孔的目的是____________，电动自行车里负责将电能转化为机械能的装置是________。
(4)该同学听说电动自行车使用成本低，他很想知道为什么，就查看了该电动自行车的铭牌(如图所示)。则该电动自行车一次充满电最多可行驶的距离是________，最多消耗的电能是________，每次充电花费不足1元。
23．(4分)如图甲所示的是某家用电热水器的工作原理图，其中R1、R2是发热电阻，R1＝48.4 Ω、R2＝96.8 Ω，虚线框为电热水器的金属外壳，该电热水器通过手动调节可实现高、中、低三挡加热。
(1)小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热水器被碰倒时能自动断开电路，则该开关最好安装在图甲中的________(填“A”“B”或“C”)点处。某种铜芯导线在常温下的安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如表，若要为该电热水器配一插座，则应选横截面积为________mm2的铜芯导线作为该插座的接线才符合既适用又经济的原则。
导线规格
导线的横截面积S/mm2 0.5 1 1.5 2.5
安全载流量I/A 4 8 12 20
(2)若该电热水器处于高温挡正常工作，要使3 kg的水温度升高80 ℃，需要的加热时间为________s。[不计热量损失，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)将该电热水器单独接入家庭电路中，中温挡工作6 min，这段时间内如图乙所示电能表的指示灯闪烁了128次，则该电热水器的中温挡实际电功率为________W。
答案
1．D　
2．C　【点拨】用测电笔接触“法师”，氖管发光说明此时“法师”身体带电，而他没有触电，是因为把零线断开了，加之舞台上铺有塑料地毯，电流无法形成回路，故C符合题意。
3．C　【点拨】家庭电路的电压是220 V，增加的功率P＝UΔI＝220 V×(8 A－ 5 A)＝660 W。
4．C　
5．B　【点拨】将额定电压为220 V的灯泡接在保险丝的位置上，是相当于将此灯泡串联接入电路中，闭合总开关后，灯泡恰能正常发光，即灯泡两端的电压为220 V，说明电路中有短路，故B符合题意。
6．B　【点拨】由台灯插头未插入插座时室内其他电灯正常发光可知，插座处没有短路，故AC不符合题意；在台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内其他电灯熄灭，空气开关自动断开，这是灯泡短路造成的，因为灯泡短路时，闭合开关，就会造成火线与零线间的短路，此时电路中电流过大，空气开关自动断开；在台灯开关断开的情况下，把台灯插头插入插座时，室内其他电灯全部熄灭，空气开关自动断开，这是插头短路引起的，因为插头短路时，一旦插头插入插座，就会造成火线与零线间的短路，此时电路中电流过大，空气开关自动断开，故B符合题意，D不符合题意。
7．C
8．50；电能；高压电弧　9.并联；串联；并联
10．增大；增大；大　【点拨】当线路连接处接触不良时，与连接完好相比该处的阻值增大，由P＝UI＝I2R可知，在该处消耗的电功率增大；当导线之间发生短路时，导线中电流会很大，导线会急剧发热而引起火灾。
11．E；乙；用电器的总功率过大
12．进户零线断了；串联；总开关
13．三脚；低温；短路
14．8；2；灯丝断了(合理即可)　【点拨】三孔插座中间那个孔是用来接地线的，当用电器的三脚插头插入时，用电器的金属外壳通过三孔插座与大地相连通，如果金属外壳漏电，地线将人体短路，防止人触电，由此可知使用三孔插座是为了更安全。有金属外壳的用电器应使用三孔插座，因此选8；家庭电路的安装顺序是进户线、电能表、总开关、保险丝、用电器，因此电能表接在2位置上；灯5是安装在天花板上的灯，但闭合开关6时灯不亮，可能是出现断路或短路，但将台灯插入7时台灯亮，说明电路没有短路，因此是灯5所在支路断路，可能是灯丝断了。
15．【解】(1)如图所示。
(2)如图所示。
(3)如图所示。
16．(2)用电器总功率过大　(3)熔断；发生短路
【点拨】(2)当接入两个小灯泡时，电路可以平稳地工作，此时由P＝UI可得，电路中的电流I＝＝＝1 A，当再接入一个小灯泡时，电路中的电流变为I′＝＝＝1.5 A，此时保险丝熔断，说明电路中电流过大，熔断后电路中的电流变成0 A，该实验可以验证电路中电流过大的原因是用电器总功率过大。(3)只让一个小灯泡工作，在C、D两点间接入一段导线，则会发生短路现象，保险丝会熔断，该实验可以验证电路中电流过大的原因是发生短路。
17．(1)①熔丝的熔断电流是额定电流的2倍　②熔丝的直径越大，其额定电流越大(合理即可)
(2)①直径为0.46 mm、额定电流为1.85 A的熔丝
②由于电视机的工作电流为200 mA，洗衣机的工作电流为1 A，两盏照明灯的工作电流分别为350 mA 和250 mA，所以，所有电器工作时的总电流 I＝200 mA＋1 000 mA＋350 mA ＋250 mA＝1 800 mA＝1.8 A，选用熔丝时，熔丝的额定电流要等于或略大于总电流，对比表格中的数据可知，应选直径为0.46 mm、额定电流为1.85 A的熔丝。
18．(1)小射灯两端的实际电压远远超过了其额定电压；用电器两端所加电压应等于用电器的额定电压　(2)电压表的正、负接线柱接反了，还需要在电路中串联一个滑动变阻器。
(3)1.25；表格设计中设计了电功率的平均值一栏
【点拨】(2)由图可知，电压表的正、负接线柱接反了，又因为小射灯的额定电压是5 V，所以还需要串联一个滑动变阻器分压。(3)由表格中的数据可知，当U＝5 V时，I＝0.25 A，所以小射灯的额定功率P＝UI＝5 V×0.25 A＝ 1.25 W；不同电压下的实际功率不同，在额定电压下的功率才等于额定功率，求电功率的平均值没有意义。
19．【解】(1)由题意可知，所有用电器正常工作时的总功率P总＝4 400 W，则由P＝UI可得，电路正常工作时允许通过的最大电流Imax＝＝＝ 20 A，所以小明家熔断器的额定电流等于或稍大于20 A。
(2)由P＝UI＝得，电热水壶正常工作时的电阻R＝＝＝55 Ω。
(3)由P＝可得，电热水壶正常工作600 s所消耗的电能W＝Pt＝880 W× 600 s＝5.28×105 J。
(4)通过电热水壶的实际电流I实＝＝＝2 A，电热水壶的实际功率 P实＝I实2R＝(2 A)2×55 Ω＝220 W。
20．【解】(1) 当开关旋至AB处时，电热丝和电动机并联，同时工作，吹出的是热风，此时电路中总电阻最小，电源电压不变，由P＝UI＝可知，此时电吹风正常工作的功率最大，电路中的电流I＝＝≈5.5 A。
(2)电热丝的额定功率P2＝P总－P1＝1 200 W－200 W＝1 000 W，由P＝得，电热丝的电阻R＝＝＝48.4 Ω，当电路供电电压为110 V时，吹风机电热丝的实际功率P2′＝＝＝250 W。
21．【解】(1)由P＝UI可得，“220 V　1 500 W”的电热水壶的额定电流I＝＝≈6.8 A>5 A，故不选择1 500 W的电热水壶。
(2)小；少
(3)B
【点拨】(2)由导体电阻的影响因素可知，其他因素相同时，导体越短，其电阻越小；由Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定的情况下，导体电阻越小，导体放出的热量越少。(3)比较电热水壶和电炉的加热效率，应控制加热功率和被加热水的质量相同，故应选择图B所示电炉。
22．(1)不安全；不高于36　(2)切断电源；②　(3)便于散热；电动机　(4)50 km；0.6 kW·h
【点拨】(1)若每块蓄电池的电压是12 V，电源由四块蓄电池串联组成，则电源两端的电压为48 V，对人体而言，安全电压是不高于36 V的电压，所以该同学拆卸电池碰到电源两极时是不安全的。(2)“充电器不工作，瞬间就起火了，他马上用水将其浇灭”，因为生活用水是导体，所以这样的操作是错误的，正确的操作方法应该是先切断电源。充电器起火原因一般是发生短路，可能是钢针引起短路。(3)充电器充电时会有部分电能转化为内能，使充电器的温度升高，所以侧壁有孔的目的是便于散热；电动自行车里的电动机负责将电能转化为机械能。(4)查该电动自行车的铭牌可知最大续行里程为50 km，故该电动自行车一次充满电最多可行驶的距离是50 km；铭牌中有每百公里耗电≤1.2 kW·h，则行驶50 km最多消耗的电能是50 km×＝0.6 kW·h。
23．(1)A；1　(2)672　(3)800　【点拨】(1)由图甲可知，S1闭合，S2断开，S3接a时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电功率最小，此时为低温挡；S1、S2闭合，S3接a时，电路为R1的简单电路，此时为中温挡；S1、S2闭合，S3接b时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，电功率最大，此时为高温挡，电热水器高温挡的电功率 P高温＝P1＋P2＝＋＝＋＝1 500 W，电热器工作时的最大电流I＝＝≈6.8 A，由表可知，应选横截面积为1 mm2的铜芯导线。(2)3 kg的水温度升高80 ℃吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 3 kg×80 ℃＝1.008×106 J，不计热量损失，所以消耗的电能等于水吸收的热量，即W＝Q吸＝1.008×106 J，高温挡功率P高温＝1 500 W，由P＝可得，需要的加热时间t＝＝＝672 s。
(3)指示灯闪烁128次消耗的电能W′＝ kW·h＝0.08 kW·h＝2.88×105 J，电热水器的中温挡实际电功率P中实＝＝＝800 W。