第9节 家庭电路
核心素养导学
物理观念 (1)了解输电线横截面积与允许通过电流的关系。(2)了解家庭电路中安全用电的几种防护设施。(3)了解日常生活中的节约用电措施。
科学态度与责任 (1)了解安全用电知识，提高安全用电的意识。(2)知道家庭用电量的计算方法。(3)认识科学、技术、社会、环境的关系，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。
一、输电线横截面积与允许通过电流的关系
1．输电线上通电过程中要产生一定的________。
2．对于长度一定的导线，横截面积越小，电阻越大，允许通过的电流______。
二、有关安全用电的几个问题
1．安全电压
不同场合，安全电压标准不同，其中______ V是一般情况下使用的标准。
2．零线的安全性
零线与大地连接时，对人体是安全的，零线与大地断开后，零线就不再安全了。
3．家庭电路安全防护设施
(1)安装可靠的接地线。
(2)安装低压断路器，又名自动空气开关，可控制电路的通断，还兼有防止________过大以及漏电保护等多种功能。
三、节约用电
1．尽量使用节能的电器。
2．合理使用空调。
3．较长时间不使用的电器，请关闭电源。
1．小红家中的4盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用电笔测试室内各处电路发现氖管均发光，请对小红家中电路故障作出判断：
(1)灯泡全部烧坏了。( )
(2)室内线路某处短路。( )
(3)进户零线发生断路。( )
(4)进户火线发生断路。( )
2．(1)某同学家里的保险丝突然熔断，可能是什么原因导致的？
(2)如图所示是宾馆中常见的一种带指示灯的五孔插座，闭合开关，插座上的指示灯发光，再将台灯和手机充电线插入插孔，台灯发光，手机同时充电，那么台灯、手机充电线插孔、插座指示灯是并联关系还是串联关系？
新知学习(一)|家庭电路和用电故障
如图所示是家庭电路的组成图，请你看图说出家庭电路的组成及各元件的连接方式。
[重点释解]
1．家庭电路组成
(1)一般组成框图
(2)进户线
①火线：火线跟零线间的电压是220 V。
②零线：零线是与大地相连的，正常情况下零线跟大地之间的电压是0 V。
③地线：在家庭里直接与大地相通的导线，这是为了安全另外加接的。火线与地线之间的电压是220 V，零线与地线之间的电压是0 V。
2．故障处理
(1)短路故障的处理：查明短路原因并排除故障后换上同样的熔丝，绝对不能换用比原来粗的熔丝或者其他材料的金属丝。
(2)断路故障的处理：一般情况是接线螺丝松脱、电线接头处接触不良、导线断裂等。在确认电源没有停电的情况下，可以使用测电笔逐段排查断路点。使用测电笔时要注意安全，手绝对不能接触笔尖的金属部分。
(3)漏电故障的处理：仔细检查灯座、吊线盒、开关、插座等容易漏电处，再检查电线连接处、电线穿墙处、电线转弯处等电线绝缘层容易受损的部位。
[针对训练]
1．关于家庭电路，下列说法中正确的是( )
A．我国家庭电路采用的是电压为220 V的交流电
B．洗衣机、电冰箱等家用电器使用三孔插座，是为了节约用电
C．在家庭电路中，所有电器一般是串联连接
D．保险丝能防止电路发生断路
2．家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是( )
A．使用的用电器总功率过大
B．拉线开关中两根导线的线头相碰了
C．保险丝的规格不符合规定的要求
D．插座中的两根导线的线头相碰了
3．某新建建筑内120 m2单元房家庭要安装家庭供电系统。家庭内安装空调2台：“1 100 W/220 V”，电热水器的技术参数：“800 W/220 V”；微波炉一个，技术参数“800 W/220 V”；电视机“100 W/200 V”，洗衣机“200 W/220 V”，LED节能灯12个：技术参数“10 W/220 V”。若需要为家庭电路安装一个熔断器，参考下列数据并通过计算说明，应该选择多大直径的熔丝？
常用铅锡合金熔丝的技术数据(铅95%，锡5%)
额定电流I/A 2 2.6 3.3 4.8 7 11 15 18 22
直径d/mm 0.508 0.61 0.71 0.915 1.22 1.63 2.03 2.34 2.65
新知学习(二)|
[任务驱动]
日常生活中常有人说：这只电灯真亮，是多少“度”的？这种说法对吗？如不对，应怎样说？
[重点释解]
1．家庭安全用电必须注意以下几点
(1)高度重视，谨防触电：接触、搬运电器时，头脑中要时刻想着避免触电，不能大意；要定期检查用电器的插头，大功率用电器的插头极易因过热而损坏，更要注意。
(2)避免短路：短路时电路中的电流非常大，轻则电源、电线烧毁，重则发生火灾，酿成大祸；从插座拔出插头时要手握插头，切勿用力拉扯电线，以免电线绝缘皮破损或插座接头脱落，形成短路。
(3)电器金属外壳应该接地线：容易潮湿的电器如洗衣机等更要接地。
(4)避免大功率电器同时使用：不要在同一插座上同时使用几个大功率的用电器，以免流过插座的电流太大，引起火灾。
(5)避免火灾：不要让纸张等易燃物过分靠近电灯、电饭锅、电炉等。
2．节约用电
(1)养成良好的用电习惯，记住随手关闭不使用的用电器。
(2)节约用电，坚持可持续发展。
[针对训练]
1．在家庭安全用电中，下列做法正确的是( )
2．发现电线起火，应采用下面哪种方法( )
A．用水扑灭火
B．迅速拉下开关，切断电源，再救火
C．用小刀或剪刀切断电源
D．找电工处理
3．现代家庭电器化程度越来越高，安全用电是一个十分突出的问题。下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据：
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
电阻 电流(加220 V) 电阻 电流(加220 V)
手与手之间 200 kΩ 1.1×10－3 A 5 kΩ
手与脚之间 300 kΩ 7.3×10－4 A 8 kΩ
手与塑料鞋底之间 800 kΩ 2.8×10－4 A 10 kΩ
(1)从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的________倍。
(2)在空格中填入对人体加220 V电压后的电流值。
(3)若对人的安全电流是20 mA以下，上述哪几项是十分危险的
___________________________________________________________________。
(4)电路上有规格为10 A的熔丝(俗称保险丝)，如图所示，用电器R的功率是1 500 W，这时通过熔丝的实际电流是多少？人体出汗或潮湿时，手脚触电，为什么熔丝不会断？
一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养
?科学思维——用电高峰灯泡变暗原因分析
1．(选自沪科版教材“案例分析”)在用电高峰，我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时暗一些。某物理兴趣小组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是220 V，当用户的总功率是8.6 kW时，该小组测得用户端实际得到的电压是215 V。请对上述调查结果进行分析。
?科学态度与责任——用电安全问题
2．(选自粤教版教材课后练习)电击对人的危害，取决于通过人体的电流大小。为了保护用电者的安全，通常在家庭电路中安装一个漏电保护开关。如图所示为电流对人体的影响情况图，根据图中提供的参数，讨论漏电电流多大时漏电保护开关应该开始工作。
二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值
1.当某老师最后离开计算机机房要去关闭总电闸时，发现电能表(如图所示)的转盘仍在缓慢地转动。他用手表粗略地估测了一下。1 min转盘转动了5 r。经检查发现，原来机房内还有20台电脑显示器处于待机状态。请你算算1台电脑显示器的待机功率约为多大？并就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节约用电？
2.相距11 km的A、B两地用两根导线输电，由于受暴风雨影响，在两地之间某处一棵树倒在两根导线上造成故障，工人师傅为查明事故地点，先在A地两端加12 V电压，在B地两端测得电压10 V，在B地两端加12 V电压后，在A地两端测得电压4 V。
探究：故障处距A地多远？
第9节 家庭电路
落实必备知识
[预读教材]
一、
1．焦耳热 2.越小
二、
1．36 3.(2)电流
[情境创设]
1．(1)× (2)× (3)√ (4)×
2．(1)提示：保险丝熔断，说明干路中电流过大。短路和过载都可以导致电路中电流过大。比如家用电器的总功率过大，导线绝缘皮损坏，火线、零线直接接触造成短路，灯座里的电线发生短路等都有可能。
(2)提示：并联。
强化关键能力
新知学习(一)
[任务驱动]
提示：家庭电路的主要组成部分：进户线(一根火线、一根零线，正常情况下零线、火线间电压为220 V)，进户线先接电能表、总开关、保护装置，然后接开关、插座、电灯。电灯和插座并联，控制灯的开关与灯串联。
[针对训练]
1．选A 我国家庭电路采用的是电压为220 V的交流电，220 V 指有效值，故A正确；大功率用电器使用三孔插座，目的是将金属外壳的感应电荷引入大地，避免外壳带电引发安全事故，故B错误；在家庭电路中，所有电器额定电压一般为220 V，应是并联连接，故C错误；保险丝是为了防止电路电流过大引发火灾，出于安全考虑，故D错误。
2．选B 选项A过载可以引起保险丝熔断；选项D插座中的两根导线的线头相碰，发生短路，也会使保险丝熔断；选项C也可；选项B中拉线开关线头相碰火线接通，不会使保险丝熔断。
3．解析：家庭电路中用电器同时工作时的总功率为P＝4 220 W，U＝220 V，I＝＝A≈19.18 A，查表可得，应选用直径为2.65 mm、额定电流为22 A的熔丝。
答案：2.65 mm
新知学习(二)
[任务驱动]
提示：不对。度是能量单位，应该说是多少瓦。
[针对训练]
1．选B 负载过大可能烧坏接线插板，引起短路，甚至引起火灾，该做法错误，故A错误。发生火灾后，若不先切断电源就用水浇灭电火，火会灭，但此时人若接触到水，就会触电，发生更大的危险，即使是使用泡沫灭火器，也要先断电，因为泡沫也导电，所以遇到火灾时，先切断电源是正确的做法，故B正确。如果用钢丝代替熔丝，当电路短路或者用电量增大时，不容易熔断，会造成火灾隐患，这种做法错误，故C错误。用手抓电线拔出插头，容易把插头里面的线扯坏，有时会把绝缘层弄坏致使触电，所以这种做法不正确，故D错误。
2．选B 电线着火通常是电线中电流过大造成的。含杂质的水是导体，用水抢救不但不能将火扑灭，而且因水到处流动，使抢救的人员可能触电。找电工处理会贻误灭火的时机。小刀或剪刀是金属，用这些金属切断电源时会造成触电事故。最好的办法是拉下开关，切断电源再救火。
3．(1)n1＝＝40，n2＝≈38，n3＝＝80。所以干燥时电阻大约是潮湿时电阻的38～80倍。
(2)潮湿时电流分别为I1＝＝44 mA，I2＝＝27.5 mA，I3＝＝22 mA。
(3)由上述计算知，潮湿时电流都大于20 mA，所以上述各种情况均有危险。
(4)通过用电器R的电流IR＝＝≈6.8 A，手脚触电时通过人体的电流I2＝27.5 mA＝0.027 5 A，通过熔丝的总电流为I＝IR＋I2＝6.827 5 A<10 A，故熔丝不会熔断。
答案：(1)38～80 (2)44 mA 27.5 mA 22 mA
(3)潮湿时各种情况均有危险 (4)见解析
浸润学科素养和核心价值
一、
1．提示：在实际的家庭电路中，当用电器接入家庭电路后，用电器(全部是并联)、输电线(火线和零线)以及供电电源构成一个闭合电路。我们可以将它转换为一个等效的直流电路。如图中r是输电线的等效电阻，设电源内阻为0。
根据前面学过的知识，当电流流过输电线时，输电线电阻r上也会产生电压降。用电高峰时，随着接入电路中用电器数量的增加，干路中的总电流会明显增加，输电线的电阻虽然较小，但是它上面的电压降还是较明显的，因此，灯泡和其他用电器两端的电压都会比正常发光或正常工作时的电压(220 V)小一些。根据电功率公式可知，灯泡消耗的实际电功率要比额定功率小，所以它会比正常发光时要暗一些。
2．提示：为保护用电者的安全，家庭电路中安装的漏电保护开关，漏电电流达到0.01 A就应该开始工作。
二、
1．解析：20台电脑显示器消耗的电能
W＝×3.6×106 J＝6×103 J
1台电脑显示器消耗的电能W′＝＝＝300 J
1台电脑显示器的待机功率P＝＝ W＝5 W
节约用电要从小事做起，如平时不使用用电器时，最好要关闭电源，不要使其处于待机状态。
答案：5 W 见解析
2．解析：设A到大树处两段导线的总电阻是RA，B到大树处两段导线的总电阻是RB，大树电阻是R0，
A地加电压12 V，串联电路中电压和电阻成正比，
故＝①
B地加电压12 V，故＝②
由①②得：＝
A到大树处的距离是sA，B到大树处的距离是sB＝11 km－sA，根据电阻定律，电阻与长度成正比，故：
＝＝，解得：sA＝1 km。
答案：故障处距A地1 km
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家庭电路
第 9节
核心素养导学
物理观念 (1)了解输电线横截面积与允许通过电流的关系。
(2)了解家庭电路中安全用电的几种防护设施。
(3)了解日常生活中的节约用电措施。
科学态度与责任 (1)了解安全用电知识,提高安全用电的意识。
(2)知道家庭用电量的计算方法。
(3)认识科学、技术、社会、环境的关系,具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。
1
四层学习内容1落实必备知识
2
四层学习内容2强化关键能力
3
四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值
CONTENTS
目录
4
课时跟踪检测
四层学习内容1落实必备知识
一、输电线横截面积与允许通过电流的关系
1.输电线上通电过程中要产生一定的________。
2.对于长度一定的导线,横截面积越小,电阻越大,允许通过的电流_______。
二、有关安全用电的几个问题
1.安全电压:不同场合,安全电压标准不同,其中_____V是一般情况下使用的标准。
2.零线的安全性:零线与大地连接时,对人体是安全的,零线与大地断开后,零线就不再安全了。
焦耳热
越小
36
3.家庭电路安全防护设施
(1)安装可靠的接地线。
(2)安装低压断路器,又名自动空气开关,可控制电路的通断,还兼有防止_______过大以及漏电保护等多种功能。
三、节约用电
1.尽量使用节能的电器。
2.合理使用空调。
3.较长时间不使用的电器,请关闭电源。
电流
1.小红家中的4盏电灯突然全部熄灭了,检查保险丝发现并未烧断,用电笔测试室内各处电路发现氖管均发光,请对小红家中电路故障作出判断:
(1)灯泡全部烧坏了。( )
(2)室内线路某处短路。( )
(3)进户零线发生断路。( )
(4)进户火线发生断路。( )
×
×
√
×
2.(1)某同学家里的保险丝突然熔断,可能是什么原因导致的
提示:保险丝熔断,说明干路中电流过大。短路和过载都可以导致电路中电流过大。比如家用电器的总功率过大,导线绝缘皮损坏,火线、零线直接接触造成短路,灯座里的电线发生短路等都有可能。
(2)如图所示是宾馆中常见的一种带指示灯的五孔插座,闭合开关,插座上的指示灯发光,再将台灯和手机充电线
插入插孔,台灯发光,手机同时充电,那么台灯、
手机充电线插孔、插座指示灯是并联关系还
是串联关系
提示:并联。
四层学习内容2强化关键能力
如图所示是家庭电路的组成图,请你看图说出家庭电路的组成及各元件的连接方式。
新知学习(一) 家庭电路和用电故障
任务驱动
提示:家庭电路的主要组成部分:进户线(一根火线、一根零线,正常情况下零线、火线间电压为220 V),进户线先接电能表、总开关、保护装置,然后接开关、插座、电灯。电灯和插座并联,控制灯的开关与灯串联。
1.家庭电路组成
(1)一般组成框图
重点释解
(2)进户线
①火线:火线跟零线间的电压是220 V。
②零线:零线是与大地相连的,正常情况下零线跟大地之间的电压是0 V。
③地线:在家庭里直接与大地相通的导线,这是为了安全另外加接的。火线与地线之间的电压是220 V,零线与地线之间的电压是0 V。
2.故障处理
(1)短路故障的处理:查明短路原因并排除故障后换上同样的熔丝,绝对不能换用比原来粗的熔丝或者其他材料的金属丝。
(2)断路故障的处理:一般情况是接线螺丝松脱、电线接头处接触不良、导线断裂等。在确认电源没有停电的情况下,可以使用测电笔逐段排查断路点。使用测电笔时要注意安全,手绝对不能接触笔尖的金属部分。
(3)漏电故障的处理:仔细检查灯座、吊线盒、开关、插座等容易漏电处,再检查电线连接处、电线穿墙处、电线转弯处等电线绝缘层容易受损的部位。
1.关于家庭电路,下列说法中正确的是 ( )
A.我国家庭电路采用的是电压为220 V的交流电
B.洗衣机、电冰箱等家用电器使用三孔插座,是为了节约用电
C.在家庭电路中,所有电器一般是串联连接
D.保险丝能防止电路发生断路
√
针对训练
解析:我国家庭电路采用的是电压为220 V的交流电,220 V指有效值,故A正确;大功率用电器使用三孔插座,目的是将金属外壳的感应电荷引入大地,避免外壳带电引发安全事故,故B错误;在家庭电路中,所有电器额定电压一般为220 V,应是并联连接,故C错误;保险丝是为了防止电路电流过大引发火灾,出于安全考虑,故D错误。
2.家庭电路中的保险丝熔断了,以下原因中不可能的是 ( )
A.使用的用电器总功率过大
B.拉线开关中两根导线的线头相碰了
C.保险丝的规格不符合规定的要求
D.插座中的两根导线的线头相碰了
√
解析:选项A过载可以引起保险丝熔断;选项D插座中的两根导线的线头相碰,发生短路,也会使保险丝熔断;选项C也可;选项B中拉线开关线头相碰火线接通,不会使保险丝熔断。
3.某新建建筑内120 m2单元房家庭要安装家庭供电系统。家庭内安装空调2台:“1 100 W/220 V”,电热水器的技术参数:“800 W/220 V”;微波炉一个,技术参数“800 W/220 V”;电视机“100 W/200 V”,洗衣机“200 W/220 V”,LED节能灯12个:技术参数“10 W/220 V”。若需要为家庭电路安装一个熔断器,参考下列数据并通过计算说明,应该选择多大直径的熔丝
常用铅锡合金熔丝的技术数据(铅95%,锡5%) 额定电 流I/A 2 2.6 3.3 4.8 7 11 15 18 22
直径 d/mm 0.508 0.61 0.71 0.915 1.22 1.63 2.03 2.34 2.65
答案:2.65 mm
解析:家庭电路中用电器同时工作时的总功率为P=4 220 W,
U=220 V,I==A≈19.18 A,查表可得,应选用直径为2.65 mm、
额定电流为22 A的熔丝。
日常生活中常有人说:这只电灯真亮,是多少“度”的 这种说法对吗 如不对,应怎样说
提示:不对。度是能量单位,应该说是多少瓦。
任务驱动
新知学习(二) 家庭安全用电及节约用电
1.家庭安全用电必须注意以下几点
(1)高度重视,谨防触电:接触、搬运电器时,头脑中要时刻想着避免触电,不能大意;要定期检查用电器的插头,大功率用电器的插头极易因过热而损坏,更要注意。
重点释解
(2)避免短路:短路时电路中的电流非常大,轻则电源、电线烧毁,重则发生火灾,酿成大祸;从插座拔出插头时要手握插头,切勿用力拉扯电线,以免电线绝缘皮破损或插座接头脱落,形成短路。
(3)电器金属外壳应该接地线:容易潮湿的电器如洗衣机等更要接地。
(4)避免大功率电器同时使用:不要在同一插座上同时使用几个大功率的用电器,以免流过插座的电流太大,引起火灾。
(5)避免火灾:不要让纸张等易燃物过分靠近电灯、电饭锅、电炉等。
2.节约用电
(1)养成良好的用电习惯,记住随手关闭不使用的用电器。
(2)节约用电,坚持可持续发展。
1.在家庭安全用电中,下列做法正确的是 ( )
针对训练
√
解析:负载过大可能烧坏接线插板,引起短路,甚至引起火灾,该做法错误,故A错误。发生火灾后,若不先切断电源就用水浇灭电火,火会灭,但此时人若接触到水,就会触电,发生更大的危险,即使是使用泡沫灭火器,也要先断电,因为泡沫也导电,所以遇到火灾时,先切断电源是正确的做法,故B正确。如果用钢丝代替熔丝,当电路短路或者用电量增大时,不容易熔断,会造成火灾隐患,这种做法错误,故C错误。用手抓电线拔出插头,容易把插头里面的线扯坏,有时会把绝缘层弄坏致使触电,所以这种做法不正确,故D错误。
2.发现电线起火,应采用下面哪种方法 ( )
A.用水扑灭火
B.迅速拉下开关,切断电源,再救火
C.用小刀或剪刀切断电源
D.找电工处理
√
解析:电线着火通常是电线中电流过大造成的。含杂质的水是导体,用水抢救不但不能将火扑灭,而且因水到处流动,使抢救的人员可能触电。找电工处理会贻误灭火的时机。小刀或剪刀是金属,用这些金属切断电源时会造成触电事故。最好的办法是拉下开关,切断电源再救火。
3.现代家庭电器化程度越来越高,安全用电是一个十分突出的问题。下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据:
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时 电阻 电流(加220 V) 电阻 电流(加220 V)
手与手之间 200 kΩ 1.1×10-3 A 5 kΩ
手与脚之间 300 kΩ 7.3×10-4 A 8 kΩ
手与塑料 鞋底之间 800 kΩ 2.8×10-4 A 10 kΩ
(1)从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的 倍。
解析:n1==40,n2=≈38,n3==80。所以干燥时电阻大约是潮湿时电阻的38~80倍。
38~80
(2)在空格中填入对人体加220 V电压后的电流值。
答案:44 mA 27.5 mA 22 mA
解析:潮湿时电流分别为I1==44 mA,
I2==27.5 mA,I3==22 mA。
(3)若对人的安全电流是20 mA以下,上述哪几项是十分危险的 。
答案:潮湿时各种情况均有危险
解析:由上述计算知,潮湿时电流都大于20 mA,所以上述各种情况均有危险。
(4)电路上有规格为10 A的熔丝(俗称保险丝),如图所示,用电器R的功率是1 500 W,这时通过熔丝的实际电流是多少 人体出汗或潮湿时,手脚触电,为什么熔丝不会断
答案:见解析
解析:通过用电器R的电流IR==≈6.8 A,手脚触电时通过人体的电流I2=27.5 mA=0.027 5 A,通过熔丝的总电流为I=IR+I2=6.827 5 A<
10 A,故熔丝不会熔断。
四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值
一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养
科学思维——用电高峰灯泡变暗原因分析
1.(选自沪科版教材“案例分析”)在用电高峰,我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时暗一些。某物理兴趣小组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是220 V,当用户的总功率是8.6 kW时,该小组测得用户端实际得到的电压是215 V。请对上述调查结果进行分析。
提示:在实际的家庭电路中,当用电器接入家庭电路后,用电器(全部是并联)、输电线(火线和零线)以及供电电源构成一个闭合电路。我们可以将它转换为一个等效的直流电路。如图中r是输电线的等效电阻,设电源内阻为0。
根据前面学过的知识,当电流流过输电线时,输电线电阻r上也会产生电压降。用电高峰时,随着接入电路中用电器数量的增加,干路中的总电流会明显增加,输电线的电阻虽然较小,但是它上面的电压降还是较明显的,因此,灯泡和其他用电器两端的电压都会比正常发光或正常工作时的电压(220 V)小一些。根据电功率公式可知,灯泡消耗的实际电功率要比额定功率小,所以它会比正常发光时要暗一些。
科学态度与责任——用电安全问题
2.(选自粤教版教材课后练习)电击对人的
危害,取决于通过人体的电流大小。为了保护用
电者的安全,通常在家庭电路中安装一个漏电保
护开关。如图所示为电流对人体的影响情况图,
根据图中提供的参数,讨论漏电电流多大时漏电
保护开关应该开始工作。
提示:为保护用电者的安全,家庭电路中安装的漏电保护开关,漏电电流达到0.01 A就应该开始工作。
二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值
1.当某老师最后离开计算机机房要去关闭总电闸时,发现电能表(如图所示)的转盘仍在缓慢地转动。他用手表粗略地估测了一下。1 min转盘转动了5 r。经检查发现,原来机房
内还有20台电脑显示器处于待机状态。请你
算算1台电脑显示器的待机功率约为多大 并
就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节
约用电
答案:5 W 见解析
解析:20台电脑显示器消耗的电能W=×3.6×106 J=6×103 J
1台电脑显示器消耗的电能W'===300 J
1台电脑显示器的待机功率P== W=5 W
节约用电要从小事做起,如平时不使用用电器时,最好要关闭电源,不要使其处于待机状态。
2.相距11 km的A、B两地用两根导线输电,由于受暴风雨影响,在两地之间某处一棵树倒在两根导线上造成故障,工人师傅为查明事故地点,先在A地两端加12 V电压,在B地两端测得电压10 V,在B地两端加12 V电压后,在A地两端测得电压4 V。
探究:故障处距A地多远
答案:故障处距A地1 km
解析:设A到大树处两段导线的总电阻是RA,B到大树处两段导线的总电阻是RB,大树电阻是R0,
A地加电压12 V,串联电路中电压和电阻成正比,故=①
B地加电压12 V,
故=②
由①②得:=
A到大树处的距离是sA,B到大树处的距离是sB=11 km-sA,根据电阻定律,电阻与长度成正比,故:==,解得:sA=1 km。
课时跟踪检测
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(选择题:1~8小题,每小题4分;10~12小题,每小题6分。本检测卷满分70分)
A级——学考达标
1.(多选)关于安全用电,下列说法正确的是( )
A.不用手或导电物去接触、探试电源插座内部
B.可以用湿布擦拭电器
C.电器使用完毕后应拔掉电源插头
D.发现有人触电要设法及时切断电源
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解析:若用手或导电物去接触、探试电源插座内部,容易引起短路,故A正确;用湿布擦拭电器容易发生触电事故,故B错误;电器使用完毕后应拔掉电源插头,可以消除安全隐患,故C正确;发现有人触电要设法及时切断电源,保证人身安全,D正确。
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2.某同学为测量家里一盏灯的实际功率,他只开这一盏灯,观察电度表转盘在3 min内转了9转,若每千瓦时该表转3 000转,则这只灯泡的实际功率为 ( )
A.30 W B.60 W
C.600 W D.120 W
解析:消耗的电能W=×3.6×106 J=1.08×104 J,灯泡的实际功率P== W=60 W。
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3.下列关于家庭电路与安全用电的说法正确的是 ( )
A.家庭电路中控制用电器的开关应接在火线和用电器之间
B.电冰箱使用三脚插头,是为了防止电流过大引起火灾
C.在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越大
D.使用测电笔时,手不能接触笔尾的金属体,防止电流通过人体,造成触电事故
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解析:控制用电器的开关应接在火线和用电器之间,这样在开关断开时,用电器上没有电,便于维修,A正确;冰箱使用三脚插头,是为了将冰箱的金属外壳接地,防止因外壳漏电而发生触电事故,B错误;家庭电路中各用电器是并联的,由并联电路特点知,并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,同时工作的用电器越多(即并联电路的支路越多),并联电路的总电阻越小,C错误;如果手不接触笔尾金属体,无论笔尖金属体接触火线还是零线,氖管都不发光,D错误。
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4.关于家庭线路的安装,下列说法不正确的是 ( )
A.照明线不要与插座线合用
B.所有插座线均要通过漏电保护器
C.开关应控制火线
D.火线、零线都安装保险丝
解析:照明线若与插座线合用有安全隐患,故A正确;插座线通过漏电保护器,能保护家用电器,故B正确;开关控制火线,以免发生漏电事故,故C正确;保险丝应安装在火线上,故D错误。
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5.如图为螺丝刀式试电笔构造示意图,下列说法正确的是 ( )
A.用试电笔时手可以接触图中螺丝刀的导体笔尖
B.用试电笔时不要用手接触试电笔顶端的金属螺帽
C.试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电
D.试电笔可用来检查电气设备是否漏电
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解析:用试电笔时,手不要接触试电笔前端的导体笔尖,必须接触试电笔末端的金属螺帽,使测试物体和大地之间形成通路,故A、B错误;试电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线,不能测试物体是带正电或负电,故C错误;试电笔可用来检查电气设备的外壳是否带电,D正确。
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6.下列行为符合安全用电常识的是 ( )
A.在高压线旁放风筝
B.家里保险丝熔断时用铜导线代替
C.遇到因漏电而发生的火灾时,不能泼水救火
D.发现有人触电,立即用手将触电人拉开
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解析:高压线输送的电压很高,在其旁边放风筝,风筝容易挂到高压线上,很有可能会发生导电,使放风筝的人触电,故A错误;组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金,在电流过大时熔断,自动切断电路,起到保护作用,铜导线的熔点很高,当电流过大时,不容易熔断,起不到保护作用,容易引起火灾,故B错误;因漏电引起的火灾不要用水泼,因为水是导体,用水泼容易发生触电事故,遇到这种情况首先要切断电源,再救火,故C正确;发现有人触电,千万不能用手将触电人拉开,而应立即切断电源或用绝缘棒将导线挑开,使触电人尽快脱离电源,故D错误。
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7.普通家庭在家用电器的选购上,基本上要考虑以下的原则 ( )
①选购产品的功能越丰富越好,无需考虑是否适合自身需求 ②与家居适应的技术参数、外形结构、产品质量、售后服务以及品牌 ③选购产品越先进越好,价格越昂贵越好,设计越时尚越好 ④为了环保,冰箱应选无氟电冰箱,照明用具尽量选用发光效率高的节能光源
A.①② B.②④
C.②③④ D.①②④
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解析:在家用电器的选购上,基本上要考虑以下原则:一是考虑电器的功能;二是考虑经久耐用,且安全可靠,即产品的质量;三是考虑节能环保,故B正确,A、C、D错误。
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8.利用超导材料零电阻的性质,可以实现无损耗输电。现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4 Ω,它提供给用电器的电功率为40 kW,电压为800 V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为 ( )
A.1 kW B.1.6×103 kW
C.1.6×10-3 kW D.10 kW
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解析:节约的电功率为原来输电线消耗的功率,P=I2R。根据输电线提供给用电器的功率和电压可知输电线中的电流I满足P0=UI,由以上两式有P=R=×0.4 W=1 kW,A正确。
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9.(8分)判断插座中是否通电时可用测电笔来测试。测试时手指按住测电笔末端的金属部分,当测试笔头部碰到火线(相对大地220 V电压)时,测电笔中的氖管会发光,这时电流实际上是由电线经测试笔、人体流到大地的,但人体却是安全的,这是为什么呢 请根据下列数据估算说明原因。
已知测电笔(含氖管)的电阻为2 MΩ~5 MΩ,人体电阻为几千欧到几十千欧,对人来说安全电压为24 V。(1 MΩ=1×106 Ω )
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答案:见解析
解析:测电笔与人体串联,其总电压为220 V,考虑在各种情况下都要确保人体上的电压不超过24 V。根据串联分压原理,当人体电阻取最大值100 kΩ,测电笔电阻取最小值2 MΩ时,加在人体上的电压U最大,Umax=×220 V≈10.5 V<24 V,所以人体是安全的。
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B级 选考进阶
10.根据最新统计,某市的常住人口约750万人,参考下表数据,估算每年该市家庭用电器待机耗电量约为(假设每户有3人)( )
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家庭常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑
户均数量/台 2 1 2 1
电器待机 功耗(W/台) 10 20 40 40
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A.3.5×105度 B.3.5×107度
C.3.5×109度 D.3.5×1011度
解析:该市的常住人口约750万人,平均每户的人口按3人计算,该市有250万户家庭,一户家庭用电器待机的总功率为P=2×10 W+20 W+2×40 W+40 W=160 W,250万户家庭用电器待机一年的耗电量为W=160×24×365×250×104 W·h≈3.5×109度,故C正确,A、B、D错误。
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11.某家庭电路简化后如图所示,下列说法正确的是 ( )
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A.a线是零线,b线是火线
B.电能表是测量用电器总功率的
C.电路中的用电器都是并联在电路中的
D.三孔插座中上边的那个孔可以不接地
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解析:用电器的开关应该接在火线上,所以和开关相连的那根线是火线,即a线是火线,b线是零线,故A错误;电能表是测量电路中消耗的电能的仪器,不是测量电功率的,故B错误;家庭电路中各个用电器是并联的关系,故C正确;三孔插座的上边的那个孔必须接地,防止带有金属外壳的用电器漏电时发生触电事故,故D错误。
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12.若要使楼梯的照明灯L可用楼上、楼下两个开关S1、S2控制,拨动S1、S2中的任何一个,都可以点亮或者熄灭灯L,以下选项中能满足上述要求的是 ( )
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解析:A选项中若其中一个开关断开,另一个开关无论是开还是关,灯泡都不能亮,不符合题意;B选项中若其中一个开关闭合,另一个开关无论是关还是开,灯泡总是亮的,不符合题意;C选项中若两个开关都接上端,电路会出现短路,不符合题意;D选项中无论其中一个开关拨至哪边,都可以通过另一个开关控制灯泡点亮或熄灭,故选D。
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13.(12分)下表为某分体单冷型壁挂式空调机铭牌上的部分技术参数,请仔细阅读后回答下列问题:
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额定电压 220 V
额定频率 50 Hz
制冷额定电流 5.8 A
制冷额定功率 1 180 W
最大输入功率 1 400 W
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噪声(屋内/屋外) 39/55Db(A)
循环风量 480 m3/h
防触电保护类型 Ⅰ
质量 4.1 kg
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续表
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(1)正常情况下,该空调机能否在我国家庭电路中使用
答案:能
解析:我国家庭电路的电压为220 V,频率为50 Hz,所以正常情况下,该空调机能在我国家庭电路中使用。
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(2)若某同学家中电能表允许的最大电流为3 A,则购买该空调机后,在进行安装和使用前是否需要更换电能表
答案:需要
解析:由表格知,空调的最大输入功率为Pm=1 400 W;
由P=UI得最大的电流Im== A≈6.4 A;
若某同学家中电能表允许的最大电流为3 A,则购买该空调机后,在进行安装和使用前需要更换电能表。
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(3)请估算该空调机一个月内(按30天计)消耗的电能为多少 (设每天制冷2 h)
答案:76.7 kW·h
解析:空调机一个月内(按30天计)消耗的电能为
W=nUIt=30×220×5.8×2×3 600 J
≈2.76×108 J
≈76.7 kW·h。
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4课时跟踪检测(十四) 家庭电路
(选择题：1～8小题，每小题4分；10～12小题，每小题6分。本检测卷满分70分)
A级——学考达标
1．(多选)关于安全用电，下列说法正确的是( )
A．不用手或导电物去接触、探试电源插座内部
B．可以用湿布擦拭电器
C．电器使用完毕后应拔掉电源插头
D．发现有人触电要设法及时切断电源
2．某同学为测量家里一盏灯的实际功率，他只开这一盏灯，观察电度表转盘在3 min内转了9转，若每千瓦时该表转3 000转，则这只灯泡的实际功率为( )
A．30 W B．60 W
C．600 W D．120 W
3．下列关于家庭电路与安全用电的说法正确的是( )
A．家庭电路中控制用电器的开关应接在火线和用电器之间
B．电冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大引起火灾
C．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大
D．使用测电笔时，手不能接触笔尾的金属体，防止电流通过人体，造成触电事故
4．关于家庭线路的安装，下列说法不正确的是( )
A．照明线不要与插座线合用
B．所有插座线均要通过漏电保护器
C．开关应控制火线
D．火线、零线都安装保险丝
5．如图为螺丝刀式试电笔构造示意图，下列说法正确的是( )
A．用试电笔时手可以接触图中螺丝刀的导体笔尖
B．用试电笔时不要用手接触试电笔顶端的金属螺帽
C．试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电
D．试电笔可用来检查电气设备是否漏电
6．下列行为符合安全用电常识的是( )
A．在高压线旁放风筝
B．家里保险丝熔断时用铜导线代替
C．遇到因漏电而发生的火灾时，不能泼水救火
D．发现有人触电，立即用手将触电人拉开
7．普通家庭在家用电器的选购上，基本上要考虑以下的原则( )
①选购产品的功能越丰富越好，无需考虑是否适合自身需求 ②与家居适应的技术参数、外形结构、产品质量、售后服务以及品牌 ③选购产品越先进越好，价格越昂贵越好，设计越时尚越好 ④为了环保，冰箱应选无氟电冰箱，照明用具尽量选用发光效率高的节能光源
A．①② B．②④
C．②③④ D．①②④
8．利用超导材料零电阻的性质，可以实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )
A．1 kW B．1.6×103 kW
C．1.6×10－3 kW D．10 kW
9． (8分)判断插座中是否通电时可用测电笔来测试。测试时手指按住测电笔末端的金属部分，当测试笔头部碰到火线(相对大地220 V电压)时，测电笔中的氖管会发光，这时电流实际上是由电线经测试笔、人体流到大地的，但人体却是安全的，这是为什么呢？请根据下列数据估算说明原因。
已知测电笔(含氖管)的电阻为2 MΩ～5 MΩ，人体电阻为几千欧到几十千欧，对人来说安全电压为24 V。(1 MΩ＝1×106 Ω )
B级——选考进阶
10．根据最新统计，某市的常住人口约750万人，参考下表数据，估算每年该市家庭用电器待机耗电量约为(假设每户有3人)( )
家庭常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑
户均数量/台 2 1 2 1
电器待机功耗(W/台) 10 20 40 40
A．3.5×105度 B．3.5×107度
C．3.5×109度 D．3.5×1011度
11．某家庭电路简化后如图所示，下列说法正确的是( )
A．a线是零线，b线是火线
B．电能表是测量用电器总功率的
C．电路中的用电器都是并联在电路中的
D．三孔插座中上边的那个孔可以不接地
12．若要使楼梯的照明灯L可用楼上、楼下两个开关S1、S2控制，拨动S1、S2中的任何一个，都可以点亮或者熄灭灯L，以下选项中能满足上述要求的是( )
13． (12分)下表为某分体单冷型壁挂式空调机铭牌上的部分技术参数，请仔细阅读后回答下列问题：
额定电压 220 V
额定频率 50 Hz
制冷额定电流 5.8 A
制冷额定功率 1 180 W
最大输入功率 1 400 W
噪声(屋内/屋外) 39/55Db(A)
循环风量 480 m3/h
防触电保护类型 Ⅰ
质量 4.1 kg
(1)正常情况下，该空调机能否在我国家庭电路中使用？
(2)若某同学家中电能表允许的最大电流为3 A，则购买该空调机后，在进行安装和使用前是否需要更换电能表？
(3)请估算该空调机一个月内(按30天计)消耗的电能为多少？(设每天制冷2 h)
课时跟踪检测(十四)
1．选ACD 若用手或导电物去接触、探试电源插座内部，容易引起短路，故A正确；用湿布擦拭电器容易发生触电事故，故B错误；电器使用完毕后应拔掉电源插头，可以消除安全隐患，故C正确；发现有人触电要设法及时切断电源，保证人身安全，D正确。
2．选B 消耗的电能W＝×3.6×106 J＝1.08×104 J，灯泡的实际功率P＝＝ W＝60 W。
3．选A 控制用电器的开关应接在火线和用电器之间，这样在开关断开时，用电器上没有电，便于维修，A正确；冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱的金属外壳接地，防止因外壳漏电而发生触电事故，B错误；家庭电路中各用电器是并联的，由并联电路特点知，并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，同时工作的用电器越多(即并联电路的支路越多)，并联电路的总电阻越小，C错误；如果手不接触笔尾金属体，无论笔尖金属体接触火线还是零线，氖管都不发光，D错误。
4．选D 照明线若与插座线合用有安全隐患，故A正确；插座线通过漏电保护器，能保护家用电器，故B正确；开关控制火线，以免发生漏电事故，故C正确；保险丝应安装在火线上，故D错误。
5．选D 用试电笔时，手不要接触试电笔前端的导体笔尖，必须接触试电笔末端的金属螺帽，使测试物体和大地之间形成通路，故A、B错误；试电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线，不能测试物体是带正电或负电，故C错误；试电笔可用来检查电气设备的外壳是否带电，D正确。
6．选C 高压线输送的电压很高，在其旁边放风筝，风筝容易挂到高压线上，很有可能会发生导电，使放风筝的人触电，故A错误；组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金，在电流过大时熔断，自动切断电路，起到保护作用，铜导线的熔点很高，当电流过大时，不容易熔断，起不到保护作用，容易引起火灾，故B错误；因漏电引起的火灾不要用水泼，因为水是导体，用水泼容易发生触电事故，遇到这种情况首先要切断电源，再救火，故C正确；发现有人触电，千万不能用手将触电人拉开，而应立即切断电源或用绝缘棒将导线挑开，使触电人尽快脱离电源，故D错误。
7．选B 在家用电器的选购上，基本上要考虑以下原则：一是考虑电器的功能；二是考虑经久耐用，且安全可靠，即产品的质量；三是考虑节能环保，故B正确，A、C、D错误。
8．选A 节约的电功率为原来输电线消耗的功率，P＝I2R。根据输电线提供给用电器的功率和电压可知输电线中的电流I满足P0＝UI，由以上两式有P＝2R＝2×0.4 W＝1 kW，A正确。
9．解析：测电笔与人体串联，其总电压为220 V，考虑在各种情况下都要确保人体上的电压不超过24 V。根据串联分压原理，当人体电阻取最大值100 kΩ，测电笔电阻取最小值2 MΩ时，加在人体上的电压U最大，Umax＝×220 V≈10.5 V＜24 V，所以人体是安全的。
答案：见解析
10．选C 该市的常住人口约750万人，平均每户的人口按3人计算，该市有250万户家庭，一户家庭用电器待机的总功率为P＝2×10 W＋20 W＋2×40 W＋40 W＝160 W,250万户家庭用电器待机一年的耗电量为W＝160×24×365×250×104 W·h≈3.5×109度，故C正确，A、B、D错误。
11．选C 用电器的开关应该接在火线上，所以和开关相连的那根线是火线，即a线是火线，b线是零线，故A错误；电能表是测量电路中消耗的电能的仪器，不是测量电功率的，故B错误；家庭电路中各个用电器是并联的关系，故C正确；三孔插座的上边的那个孔必须接地，防止带有金属外壳的用电器漏电时发生触电事故，故D错误。
12．选D A选项中若其中一个开关断开，另一个开关无论是开还是关，灯泡都不能亮，不符合题意；B选项中若其中一个开关闭合，另一个开关无论是关还是开，灯泡总是亮的，不符合题意；C选项中若两个开关都接上端，电路会出现短路，不符合题意；D选项中无论其中一个开关拨至哪边，都可以通过另一个开关控制灯泡点亮或熄灭，故选D。
13．解析：(1)我国家庭电路的电压为220 V，频率为50 Hz，所以正常情况下，该空调机能在我国家庭电路中使用。
(2)由表格知，空调的最大输入功率为Pm＝1 400 W；
由P＝UI得最大的电流Im＝＝ A≈6.4 A；
若某同学家中电能表允许的最大电流为3 A，则购买该空调机后，在进行安装和使用前需要更换电能表。
(3)空调机一个月内(按30天计)消耗的电能为
W＝nUIt＝30×220×5.8×2×3 600 J≈2.76×108 J
≈76.7 kW·h。
答案：(1)能 (2)需要 (3)76.7 kW·h
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