人教版九年级物理第十九章同步练习：第2节　家庭电路中电流过大的原因(word版 带答案)

第2节　家庭电路中电流过大的原因
题组1　家用电器的总功率对家庭电路的影响
1．在多用插座(俗称接线板)上临时接入多个大功率的家用电器后，插座上的电线明显发热，这是因为(不考虑温度对电阻的影响)(　　)
A．通过电线的电流增大
B．电线的电阻增大
C．家庭电路的电源电压显著升高
D．电线的发热功率变小
2．图19－2－1是常用的带有多个插孔的插排。小明家插排的指示灯已经损坏，但闭合开关后插孔上连接的用电器仍可以正常工作。某天小明家装修时将切割机的插头插入插排，切割机工作时，家中的空气开关出现了“跳闸”现象。则下列说法中正确的是(　　)
图19－2－1
A．插排上的插孔与指示灯是串联关系
B．“跳闸”的原因一定是电路发生了断路
C．“跳闸”的原因一定是电路发生了短路
D．“跳闸”的原因可能是电路总功率过大
3．用电高峰时期，家里的白炽灯比正常发光时要暗一些。这是因为在用电高峰时(　　)
A．并联用电器增多，电路的总电阻增大
B．并联用电器增多，电路的总电流减小
C．并联用电器增多，家用电器的实际功率减小
D．并联用电器增多，家用电器的额定功率减小
4．暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生。调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。请回答：
(1)“超负荷”是指电路中的________(选填“电流”或“电阻”)过大。
(2)火灾发生的理论依据是__________________(填物理定律)。
(3)请你提出一条预防这种火灾发生可以采取的措施：________________________________________________________________________。
家用电器的总功率过大可能会损坏干路导线(考虑更换更粗的导线)或烧坏电能表(考虑更换允许接入更大功率的用电器的电能表)。
题组2　短路对家庭电路的影响
5．如图19－2－2所示是家庭电路中造成电线燃烧的两种常见情况，其中图________(选填“甲”或“乙”)所示的情况是过载，图________(选填“甲”或“乙”)所示的情况是短路。
图19－2－2
6．2019·昆明
如果家庭电路中发生短路，那么(　　)
A．用电器仍然正常工作
B．灯泡烧坏
C．电灯发暗
D．保险丝烧断
7．(多选)在家庭电路中，可能造成电源短路的是(　　)
A．几个用电器同时使用
B．家用电器的电源线绝缘皮老化或破损
C．用湿手触摸开关
D．不小心使插座两孔中的金属部分连通
8．家庭电路中有时会出现这样的现象：原来各用电器都在正常工作，当把手机充电器的插头插入插座时，家里所有的用电器都停止了工作，其原因可能是(　　)
A．这个插座的火线和零线原来就相接触形成了短路
B．插头与这个插座接触不良形成了断路
C．插头插入这个插座时，导致火线和零线相接触形成了短路
D．同时工作的用电器过多，导致干路电流过大，空气开关跳闸
家庭电路中电流过大的原因：(1)用电器的总功率过大。由I＝知，电压一定时，总功率越大，总电流越大。(2)发生短路。由I＝知，电压一定时，电阻越小，电路中电流越大。
题组3　保险丝的作用
9．(多选)如图19－2－3所示，在接线柱
A、B间接入导线(其材料为普通铜丝)，在接线柱C、D间接入熔丝，接通电源，灯泡正常发光，熔丝不熔断；断开电源，在B、D间连上一根导线，再次接通电源时，灯泡不亮，熔丝熔断。以下判断错误的是(　　)
图19－2－3
A．导致熔丝熔断的原因是电路中超负荷运行
B．熔丝熔断时，熔丝中的电流等于A、B间导线中的电流
C．熔丝熔断，但灯泡依然完好
D．保险丝熔断后，可以用铜丝代替
10．保险丝是由电阻率大、________低的铅锑合金制成的。家庭电路用的保险丝应________联在电路中。当通过保险丝的电流超过其额定电流达到熔断电流时，保险丝会自动________。选用保险丝时，应使它的额定电流等于或略大于电路中的______________________。
11．为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁，很多用电器都装有如图19－2－4甲所示的“保险管”，如图乙、丙所示是两个熔断电流为“10
A”和“20
A”的某种型号“保险管”的截面图(熔丝的材料相同)，那么图________所示保险管的熔断电流为“10
A”，你的理由是它的熔丝电阻________(选填“大”或“小”)。
图19－2－4
12．为了保证家庭电路的安全，现在人们都在家庭电路的干路上安装空气开关，空气开关不但起到开关的作用，而且可以起到保险装置的作用，保险装置的作用是在家庭电路____________时，自动切断电路，从而保护电路安全。某同学家中所装的空气开关的额定电流为10.00
A，他家中有150
W的电视机一台，100
W的计算机一台，150
W的电冰箱一台，40
W的日光灯4盏，1600
W的电磁炉一个，这些用电器________(选填“能”或“不能”)同时使用。
13．2019·恩施州改编
在家庭电路中，当空气开关跳闸时，可能的原因是________(填序号)。
①插头中的两个线头相碰
②开关中的两个线头相碰
③电路中增加了大功率的用电器
④户外输电线火线断了
14.目前研制的超导限流器，在电流小于某值时，其电阻为零；电流大于某值时，其电阻为一定值。将超导限流器接入电路中，当电流突然变大到大于某一值时，超导限流器瞬间具有一定阻值，保护整个电路。如图19－2－5甲所示是某种超导限流器的电阻阻值随电流变化的关系图象。如图乙所示，将该超导限流器和用电器M串联后接在电压为5×104
V的高压电源上。求：
图19－2－5
(1)当电路中的电流为30
A时，用电器M消耗的电功率。
(2)当用电器M短路后，该超导限流器能够保护这个电路，R不能大于某一值，这个值是多大。
详解详析
1．A　[解析]
由公式I＝可知，在电压一定时，当接入多个大功率的用电器时，会导致输电线路中电流增大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电线将显著发热，有时可能烧坏电线绝缘皮，甚至会引起火灾，故A正确；电线的材料、长度、横截面积不变，电阻不变，故B错误；家庭电路的电压是一定的，故C错误；电线明显发热，说明电线的发热功率变大，故D错误。
2．D　[解析]
由题意可知，指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明插孔与指示灯互不影响，因此它们之间是并联的，故A错误；如果电路断路，电路中不会有电流，家中的空气开关也不会出现“跳闸”现象，故B错误；
“跳闸”的原因是电路中电流过大，电流过大的原因可能是电路发生了短路，也可能是电路的总功率过大，故C错误，
D正确。
3．C　[解析]
家庭电路中并联的用电器越多，总电阻越小，总电流越大，故A、B两项错误；干路中的电流增大，根据U＝IR可知导线分担的电压就会增大，导致用电器两端的实际电压降低，用电器的实际功率减小，因此用电高峰时期，家里的白炽灯比正常发光时要暗一些，故C项正确；家用电器的额定功率是用电器的性能指标，它是不会改变的，故D项错误。
4．(1)电流　(2)焦耳定律　
(3)尽量不要同时使用多个大功率用电器
5．甲　乙
6．D　[解析]
家庭电路中发生短路时，保险丝自动熔断，从而切断电路，电路中没有电流，故用电器不能工作，A、B、C均不正确。
7．BD　[解析]
几个用电器同时使用是很正常的，与电源短路无关，故A错误；家用电器的电源线绝缘皮老化或破损时，容易使火线和零线直接相连，造成电源短路，故B正确；需要特别注意的是，用湿手触摸开关，手上的水进入开关后可能造成开关短路，对人有巨大威胁，这是因为水将人和电路连通，此时人有触电的危险，但这种情况并不会造成电源短路，故C错误；插座的两孔分别连接火线和零线，因此将两孔中的金属部分连通会造成电源短路，故D正确。
8．C　[解析]
因为原来各用电器都在正常工作，所以这个插座原来是正常的，故A错误；若插头与这个插座接触不良形成了断路，结果是充电器不工作，不会影响其他用电器，故B错误；若插头插入这个插座时，导致火线和零线相接触形成了短路，则空气开关跳闸，切断电路，造成家里所有用电器都停止工作，故C正确；充电器的电功率很小，不会导致干路电流过大，故D错误。
9．AD　[解析]
图中的熔丝、灯泡、导线组成串联电路，因此，熔丝中的电流等于A、B间导线中的电流。断开电源，在B、D间连上一根导线，再次接通电源时，由于短路导致电路中的电流过大，且熔丝的电阻大、熔点低，因此熔丝会熔断，此时灯泡不亮，没有电流通过，灯泡不会烧坏，依然完好。保险丝熔断后，不能用铜丝代替。
10．熔点　
串　
熔断　最大正常工作电流
[解析]
根据焦耳定律可知，在其他条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，且在吸收相同的热量时，熔点越低，导体越容易熔化，所以保险丝应选择电阻率大、熔点低的铅锑合金制成。保险丝串联在电路中，当通过的电流超过其额定电流达到熔断电流时，保险丝由于发热而自动熔断，起到保护电路的作用。安装保险丝时，应选择额定电流略大于电路中最大正常工作电流的保险丝。
11．丙　大　[解析]
从图中可以看出，图乙中保险丝的横截面积较大，电阻较小，在相同的时间内，通过较大的电流可以产生较多的热量而熔断，图丙中保险丝的横截面积较小，电阻较大，在相同的时间内，通过较小的电流就可以产生较多的热量而熔断。
12．电流过大　能　[解析]
保险装置的作用是在电路中电流过大时能自动切断电路，起到保护作用；保险丝允许接入用电器的最大功率：P＝UI＝220
V×10.00
A＝2200
W，他家中用电器的总功率：P总＝150
W＋100
W＋150
W＋40
W×4＋1600
W＝2160
W＜P，故这些用电器能同时工作。
13．①③　[解析]
在家庭电路中，空气开关跳闸，说明干路电流过大，其原因有：电路中用电器的总功率过大；电路中发生短路故障。①插头中的两个线头相碰，属于短路，会造成干路电流过大；②开关中的两个线头相碰，相当于一直闭合开关，用电器一直工作；③电路中增加了大功率的用电器，会造成干路电流过大；④户外输电线火线断了，则电路是断开的，电路中无电流。故①③能造成空气开关跳闸。
14．(1)由图甲可知，电路中电流I1＝30
A时，超导限流器的电阻为零，用电器M两端电压等于电源电压，用电器M消耗的电功率为P＝UI1＝5×104
V×30
A＝1.5×106
W。
(2)M短路时，限流器两端电压等于电源电压，为保护电路，限流电阻的阻值不能为零，电路中的电流最小为50
A，所以限流电阻的阻值最大为R0＝＝＝1000
Ω。