重点培优@第 19 章生活用电
跨学科实践：为家庭电路做设计
【项目提出】小明的家是一栋老式住宅，近期频繁出现以下问题：
1.同时使用空调和电热水器时总跳闸；
2.部分插座发热严重；
3.使用洗衣机时触碰到洗衣机外壳会有麻手现象。
作为“家庭用电安全工程师”，你需要帮助小明家诊断电路隐患，并设计改造方案。
【项目分析】
任务：电路隐患诊断
1.已知空调功率为 2 000W、电热水器功率为 1 500W，家庭电路电压为 220 V ，总开关的额
定电流为 20 A 。
（1）通过 = 计算同时使用一个空调和一个电热水器时的总电流，判断跳闸原因。
答案：15.9 A
解析：同时使用一个空调、一个电热水器时的总功率 总 = 1 + 2 = 2 000W + 1 500W =
3 500W 总 3 500 W；同时使用一个空调、一个电热水器时的总电流 总 = = ≈ 15.9 A。跳闸原 220 V
因：虽然总电流 15.9 A 小于总开关的额定电流 20 A ，但家庭电路中还可能有其他电器（如
照明灯、冰箱等）同时工作，导致电路总电流超过 20 A 而跳闸。
（2）若增加一台微波炉（功率为 1 000W ），电路需要如何调整？
解析：增加微波炉后，在其与空调、电热水器同时工作时，电路总功率 '总 = 1 + 2 + 3 =
'
2 000W + 1 500W + 1 000 W = 4 500 W ，电路总电流 '总 =
总 = 4 500 W ≈ 20.5 A； 此时电
220 V
路总电流 20.5 A已超过总开关的额定电流 20 A ，因此需要调整电路，方法 1：更换额定电流
更大的总开关，同时需确保家庭电路中的导线能承受更大电流。方法 2：避免同时使用大功率
用电器（如错开空调、电热水器和微波炉的使用时间）。方法 3：为大功率用电器单独铺设专
用线路，避免与其他用电器用同一线路。（合理即可）
任务： 安全标准对比
2.小明查阅相关文件，发现不同的插座允许通过的最大电流不同，基本分为 2.5 A 、6 A、10 A、
16 A 四种。请分析小明家插座发热的可能原因，并给出解决建议。
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解析：小明家插座发热的可能原因：（1） 插座连接的用电器工作时通过的电流超过插座允许
的最大电流。（2）插座达到了使用寿命。
解决建议：（1） 检查规格：确保插座所接用电器工作时的电流不超过插座允许的最大电流。
（2）更换插座：若插座达到使用寿命，应及时更换新插座，若需接大功率用电器，应更换允
许通过的最大电流足够大的插座。
任务：安全装置原理
3.在使用滚筒洗衣机时，小明接触其外壳会“麻手”，可解决的办法是给洗衣机电路_______
_____（填“加接中性线”“加接保护线”或“加接空气开关”）。
答案：加接保护线
解析：洗衣机在使用时，接触到其外壳会“麻手”，这说明出现了漏电现象。若接上保护线，
即便漏电，电流也能通过保护线流入大地，从而防止因洗衣机外壳带电导致的触电事故。所以
可解决的办法是给洗衣机电路加接保护线。
【项目实施】
4.电路改造设计：设计了如图所示的电路。请回答下列问题：
（1）L1、L2对应的控制开关S1、S2中，连接存在安全隐患的是___（填“S1 ”或“S2 ”）。
答案：S1
解析：由图知，L1、L2对应的控制开关S1、S2中，S1 接在了中性线与灯泡之间，在断开开关
时，灯泡仍与相线相连，存在安全隐患。
（2）现有一带金属外壳的用电器，其插头应插入___（填“ ”或“ ”）插座。
答案：P
解析：带金属外壳的用电器，其金属外壳要接保护线，所以应使用三孔插座，故其插头应插入
插座。
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（3）若正常工作的L2 突然短路，则下列说法正确的是___（填字母）。
A.因为家庭电路是并联电路，另一支路中的L1 仍能正常工作
B.短路时电流过大，相线上的保险丝会熔断
答案：B
解析：若正常工作的L2 突然短路，干路电流过大，则相线上的保险丝会熔断，整个电路均不
能工作，故 A错误，B正确。
关键点拨
（1）家庭电路中，控制电灯的开关应接在相线和灯泡之间；（2）有金属外壳的用电器，其金
属外壳要接保护线；（3）当出现短路时，电路中电流过大，保险丝会熔断。
【展示交流】
5.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。小科在家庭电路图中设置
了五处开关（如图所示）。小江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，
所以不需要设置，这几处开关是______（填数字）。
答案：2、4
解析：在家庭电路中，电路的总开关应该接在电能表之后，故 1合理；三孔插座中，中间的孔
接地，不需要开关控制，故 2是不合理的；三孔插座的右孔接的是相线，开关 3控制插座是否
通电，故 3合理；控制灯泡的开关应该接在相线和灯泡之间，不应接在中性线与灯泡之间，故
4不合理，5合理。综上所述，不需要设置的是开关 2、4。
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跨学科实践：为家庭电路做设计
【项目提出】小明的家是一栋老式住宅，近期频繁出现以下问题：
1.同时使用空调和电热水器时总跳闸；
2.部分插座发热严重；
3.使用洗衣机时触碰到洗衣机外壳会有麻手现象。
作为“家庭用电安全工程师”，你需要帮助小明家诊断电路隐患，并设计改造方案。
【项目分析】
任务：电路隐患诊断
1.已知空调功率为 2 000W、电热水器功率为 1 500W，家庭电路电压为 220 V ，总开关的额
定电流为 20 A 。
（1）通过 = 计算同时使用一个空调和一个电热水器时的总电流，判断跳闸原因。
（2）若增加一台微波炉（功率为 1 000W ），电路需要如何调整？
任务： 安全标准对比
2.小明查阅相关文件，发现不同的插座允许通过的最大电流不同，基本分为 2.5 A 、6 A、10 A、
16 A 四种。请分析小明家插座发热的可能原因，并给出解决建议。
任务：安全装置原理
3.在使用滚筒洗衣机时，小明接触其外壳会“麻手”，可解决的办法是给洗衣机电路_______
_____（填“加接中性线”“加接保护线”或“加接空气开关”）。
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【项目实施】
4.电路改造设计：设计了如图所示的电路。请回答下列问题：
（1）L1、L2对应的控制开关S1、S2中，连接存在安全隐患的是___（填“S1 ”或“S2 ”）。
（2）现有一带金属外壳的用电器，其插头应插入___（填“ ”或“ ”）插座。
（3）若正常工作的L2 突然短路，则下列说法正确的是___（填字母）。
A.因为家庭电路是并联电路，另一支路中的L1 仍能正常工作
B.短路时电流过大，相线上的保险丝会熔断
关键点拨
（1）家庭电路中，控制电灯的开关应接在相线和灯泡之间；（2）有金属外壳的用电器，其金
属外壳要接保护线；（3）当出现短路时，电路中电流过大，保险丝会熔断。
【展示交流】
5.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。小科在家庭电路图中设置
了五处开关（如图所示）。小江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，
所以不需要设置，这几处开关是______（填数字）。
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