第六讲 家庭用电 讲义—2020-2021学年浙教版八年级科学下册（含答案）

八年级科学下册 一讲一练
第六讲 家庭用电
基础知识讲解
1、家庭电路的组成
进户线（零线，火线）、电能表、闸刀开关（总开关）、熔断器（保险盒）、插座、开关、用电器。
【现在家庭电路中用断路器代替闸刀开关和熔断器】
（1）开关与电灯（用电器）串联，接在火线和电灯（用电器）之间。 ???????????????
（2）插座与电灯及各用电器之间是并联。
（3）电能表串联在干路，保险丝串联在火线上的。
2、家庭电路的进户线有两根，一根是火线，一根是零线。两根电线之间的电压220V。动力线路的电压是380V。
3、辨别火线和零线可用测电笔。使用方法是：手触笔尾金属体，笔尖金属体触火线时氖管发光。
4、电能表的作用：测量电路消耗电能的多少。
电能表铭牌上“220V　5A”意思：220V表示额定电压，5A表示允许通过的最大电流。
5、熔断器：分为封闭管式和敞开插入式（含保险丝）
6、保险丝
（1）材料特点：保险丝是用电阻率大、熔点低的铅锑合金做成。
（2）作用：当电路中电流增大而超过线路设计的允许电流值时，能自动熔断从而切断电路，起到保护电路作用。
（3）选用：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。
（4）注意：
①保险丝额定电流选择过大，不易熔断，起不到保护作用；过小，易熔断，使电路不能正常工作。
②保险丝不能用铜丝、铁丝代替。铜丝、铁丝熔点高，当电路中电流过大，一般不会熔断，不会起到保护电路作用。
6、断路器：用来代替闸刀开关和熔断器，起到电路过载或短路的保护作用。
（1）工作原理：当电路过载或短路时→电流过大，导体发热→断路器中双金属片受热弯曲→推动簧锁，弹簧拉动，触点断开→断开电路，没有电流→在过载短路时保护作用。
（2）断路器应该串联在火线上。
7、开关必须接在火线上。
8、插座分为两孔和三孔，接线：左零右火上接地。插头相对应的为两脚和三脚插头，其中三脚插头最上面那脚连接用电器金属外壳。
巩固提升训练
1、如图所示是“线圈不能持续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是(??? )

A.?三幅图中，导线ab、cd所受的磁力方向始终没有发生改变
B.?乙图中，线圈能够持续往下转动变成丙图所示，是由于惯性
C.?通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置
D.?只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止
2、如下图是《科学》教材中的几个实验，其中图文描述不一致的是(??? )
A.?磁极间相互作用 ???????????????B.?铁棒被磁化
C.?通电导体周围存在磁场 ?????D.?磁体周围磁场方向
3、下列做法中符合安全用电原则的是（ ???）
A.?用湿手拔插头????????????????????????????????????????????????? ????B.?选择保险丝时应尽量选择粗的
C.?不接触低压带电体，不靠近高压带电体???????????????D.?发现有人触电时，立即用手把人
4、如图是某同学设计的家庭电路图以及自动报警器的工作原理图，图甲的方框内需要填入开关和电灯的符号，开关应该填在________处(选填“X”或“Y”)；乙图温度自动报警器工作时，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好、电路连接无误，则可能是因为________(任写一种)导致工作电路没有接通。
5、如图所示家庭电路中的某一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1 ， 灯L1亮；②断开S1 ， 闭合S2 ， 灯 L2不亮；③再用测电笔测 a、b、c、d 四个接线点，发现只有在 c 点氖管不发光。
（1）根据电路图，可以判断火线是________面一根(选填“上”或“下”）。
（2）若电路中只有一处故障，则是________。
6、图甲是一个开关插座，利用开关控制插座的通断电。图乙是该插座背面的接线示意图。

（1）导线b是________?(选填“火线”、“零线”或“地线”)
（2）开关和插座的连接方式是________。
7、某兴趣小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路，由工作电路和控制电路组成。工作电路主要元件为一块发热板R，工作时接通，不工作时断开；控制电路中电源电压U恒为30V，热敏电阻Rt作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，滑动变阻器R1上标有“300Ω? 1A”的字样，可以调节水箱的最高控制温度。闭合开关S，当通过电磁铁线圈的电流不小于100mA时，衔铁会被吸下，停止加热。（不计继电器线圈的电阻）
（1）请用导线将工作电路连接完整。
（2）当水温为20℃、滑动变阻器的滑片P在最右端时，请通过计算分析说明此时发热板R是否工作？
（3）根据需要，最高水温在40℃到80℃之间调节，求滑动变阻器R1的阻值变化范围。
8、??（1）如图1甲所示，是小明常用的一个插线板。他在使用中发现：插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电。根据上述现象，在图1乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式。

（2）在如图2中，标出磁感线方向和电源的正、负极。

9、如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1=56Ω、R2=44Ω。

（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与________相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速________(填物态变化名称)成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
10、??????????????????????????
（1）如图，小东发现开关闭合后，灯L不亮。他利用所学的知识，将电路中的其他支路断开，然后断开断路器，将一盏正常的小灯泡接在断路器两端作为检验灯（如乙图），发现两盖灯均不亮，则该电路的故障是________。具体哪个位置出问题了呢？小东找来测电笔，用测电笔测试A、B、C、D四处时，发现只有B处氛管不发光，其他三处氛管发光，则故障具体情况为________。
（2）检修正常后，闭合开关，电灯发光，此时拿测电笔测试C点，测电笔使用方法正确，该人体电阻约为3600欧，测电笔的氖管________发光；此时通过该人体的电流是________安。
（3）图甲中，小东想加装一个插座，他将电灯的开关断开，从开关内两个触点引出两根电线接在一个插座上，然后将录音机的插头插入插座，此时录音机________电流通过，________正常工作。
11、如图1所示，灯泡标有“220V? 110W”．
（1）在图2中画出灯泡和开关的连线，并接入家庭电路．
（2）接入电路后，闭合开关，灯泡正常发光，求：①灯泡的电流；②灯丝的电阻；③通电1小时，灯泡消耗的电能．
（3）这种灯泡现正被发光效率更高的节能灯代替．节能灯的发光效率高，其中一个原因是节能灯表面温度比白炽灯低．请你结合效率的含义，从能量转化的角度，简述节能灯为什么节能？
能．
答案解析：
1、【解答】三幅图中，通过线圈的电流方向不变，磁场方向也不变，因此导线ab、cd受力的方向不变，故A正确不合题意；
乙图中，线圈能够持续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确不合题意；
在丙图中，导线ab和cd受力的方向与运动方向相反，会阻止线圈继续转动，从而使线圈在乙中平衡位置附近左右摆动。由于受到阻力，因此摆动的幅度逐渐减小，最终会静止下来，故D错误符合题意，C正确不合题意。
故选D。
2、【解答】A.当条形磁铁与小磁针为异极时，二者之间相互吸引，为同极时相互排斥，说明了磁极之间的相互作用，故A正确不合题意；
B.铁棒本身没有磁性，不能吸引铁屑。当磁铁靠近铁棒时，铁棒被磁化，将下面的铁屑吸引起来，故B正确不合题意；
C.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，故C正确不合题意；
D.在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出发，回到磁体的S极，故D错误符合题意。
故选D。
3、【解答】A.用湿手拔插头，很容易发生触电事故，故A错误；
B.选择保险丝时应根据家庭电路总功率大小选择合适的保险丝，如果太粗，那么出现意外时保险丝不容易熔断，起不到应有的安全作用，故B错误；
C.不接触低压带电体，不靠近高压带电体，故C正确；
D.发现有人触电时，应该首先切断电源，再尝试救人，故D错误。
故选C。
4、【答案】 X；电磁铁的线圈匝数太少，导致电磁铁的磁场强度太小
【解答】（1）根据甲图可知，因为保险丝必须接在火线上，所以b点连接的是火线。因为开关必须接在电灯和火线之间，所以X肯定是开关，而Y是灯泡。
（2）导致工作电路没有接通的原因；
①控制电压太小，导致通过电磁铁的电流太小，从而使电磁铁的磁场强度不够大，不能将衔铁吸过来；
②电磁铁的线圈匝数太少，导致电磁铁的磁场强度太小。
5、【答案】 （1）上
（2）cd之间断路
【解答】（1）根据家庭电路的安全要求，开关必须接在灯泡和火线之间，因此a点所在的上面一根是火线。
（2）①闭合S1 ， 灯L1亮，说明它与火线和零线连接正常，即a点与火线之间，c点与零线之间连接没有问题；
②断开S1 ， 闭合S2 ， 灯 L2不亮，说明要么它与火线之间断路，要么它与零线之间断路；
③a，b两点与火线相接，氖管发光正常，c点与零线相接不发光正常，只有d点与零线连接不应该发光，只能说明该点通过灯丝与火线相连，而它与零线连接的部分发生断路，即cd段之间断路。
6、【答案】 （1）火线
（2）串联
【解答】（1）根据乙图可知，开关接在b和插座之间，而插座相当于一个用电器，那么b为火线；
（2）开关闭合，插座正常工作；开关断开，插座没电，因此二者相互影响，那么连接方式为串联。
7、【答案】 （1）解：
（2）解：I串＝ UR串 ＝ 30V90Ω+300Ω ≈0.077A＝77mA＜100mA，
即此时衔铁不会被吸下，工作电路未被接通，发热板工作
（3）?当t=40℃时，Rt1=50Ω，
则控制电路电流: I=UR01+Rt1=30V50Ω+R01≥0.1A?,
解得：R01≤250Ω；
t=80℃时，Rt2=20Ω，
则控制电路的电流?I=UR02+Rt2=30V20Ω+R02≥0.1A；
解得;?R02≤280Ω；
又因为滑动变阻器最大电流为1A，
所以控制电路电流?I'=UR03+Rt2=30V20Ω+R03≤1A
解得：R03≥10Ω；
综上所述，滑动变阻器阻值R1的取值范围在10Ω~250Ω。
【解答】（1）在家庭电路中，开关一定要接在火线上；发热板R相当于用电器，而触点和衔铁相当于一个开关，因此触点应该和火线相连，而发热板与零线相连，如下图所示：

（2）当水温为20℃时，热敏电阻Rt=90Ω，滑动变阻器的滑片P在最右端时，最大阻值为300Ω；
变阻器和热敏电阻串联，
总电阻R总=Rt+R1=90Ω+300Ω=390Ω；
此时的电流为：I串＝UR串=30V390Ω≈0.077A=77mA<100mA；
那么此时衔铁不会被吸下，工作电路未被接通，发热板工作。
（3）?当t=40℃时，Rt1=50Ω，
则控制电路电流: I=UR01+Rt1=30V50Ω+R01≥0.1A?,
解得：R01≤250Ω；
t=80℃时，Rt2=20Ω，
则控制电路的电流?I=UR02+Rt2=30V20Ω+R02≥0.1A；
解得;?R02≤280Ω；
又因为滑动变阻器最大电流为1A，
所以控制电路电流?I'=UR03+Rt2=30V20Ω+R03≤1A
解得：R03≥10Ω；
综上所述，滑动变阻器阻值R1的取值范围在10Ω~250Ω。
8、【答案】 （1）
（2）
【解答】（1）如果指示灯损坏，插孔依然可以正常通电，那么说明二者不相互影响，因此它们并联。开关能够同时控制指示灯和插孔，说明它在干路上。从火线上引线，首先通过开关，然后灯泡与插座并联，再接在零线上即可，如下图所示：

（2）根据图片可知，螺线管的右端为N极，因此磁感线的方向都是向左的。右手握住螺线管，大拇指指向右端，此时弯曲的四指指尖向下，那么线圈上电流方向向下，即电流从左端流入，那么电源的左端为正极，右端为负极，如下图所示：

9、【答案】 （1）大地
（2）液化
（3）甲：Imax= UR2=220V44Ω =5A
乙：Imax=I1+I2= UR1+UR2=220V56Ω+220V44Ω ≈8.9A
乙电路中Imax>8.2A，选择甲电路。
【解答】（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速液化成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3） 甲：当开关接2和1时，电阻R1被短路，只有R2自己工作，此时电阻最小，电流最大，即?Imax=UR2=220V44Ω=5A；?
乙：当开关接1和2时，电阻R1与R2并联，
最低电流为：?Imax=I1+I2=UR1+UR2=220V56Ω+220V44Ω ≈8.9A
乙电路中Imax>8.2A，选择甲电路。
【答案】 （1）断路；BC间断路
（2）不会；0
（3）有；不能
10、 【解答】（1）小东发现开关闭合后，灯L不亮。将电路中的其他支路断开，然后断开断路器，将一盏正常的小灯泡接在断路器两端作为检验灯，发这时两盏灯串联，现两盖灯均不亮，说明电路里根本没有电流产生，则该电路的故障是：断路；如果BC两点连通，C点发光，B点也应该发光，所以故障的具体位置在：BC之间断路；
（2）修正常后，闭合开关，电灯发光，此时拿测电笔测试C点，测电笔使用方法正确，由于测电笔和人体电阻很大，而零线电阻很小，这时零线会把测电笔短路，导致测电笔的氖管不发光，那么通过人体的电流为0A；
（3）小东想加装一个插座，他将电灯的开关断开，从开关内两个触点引出两根电线接在一个插座上，然后将录音机的插头插入插座，这时录音机和灯泡串联在220V的电源上，它们的电压都小于220V，虽然都有电流经过，但都不能正常工作。
11、【答案】 （1）如图所示
（2）①灯泡的电流为0.5A．
②灯丝的电阻为440Ω
③通电1小时，灯泡消耗的电能为0.11kW?h．
（3）白炽灯消耗的电能有很大一部分转化为内能，只有一小部分转化为光能，发光效率较低；节能灯消耗的电能大部分转化为光能，发光效率较高；同等亮度下，节能灯的功率较低，因此使用节能灯可以节能．
【解答】（1）将开关与火线相连，灯泡左端与零线相连，右端与开关相连，如图所示：
2）①由P=UI可得，灯泡的电流I= = =0.5A；
②由I= 可得，灯丝的电阻R= = =440Ω；
③由P= 可得，灯丝消耗的电能W=Pt=0.1kW×2h=0.11kW?h；
3）白炽灯消耗的电能有很大一部分转化为内能，只有一小部分转化为光能，发光效率较低；节能灯消耗的电能大部分转化为光能，发光效率较高；同等亮度下，节能灯的功率较低，因此使用节能灯可以节能．
故答案为：
1）如图所示
2）①灯泡的电流为0.5A．
②灯丝的电阻为440Ω
③通电1小时，灯泡消耗的电能为0.11kW?h．（3）白炽灯消耗的电能有很大一部分转化为内能，只有一小部分转化为光能，发光效率较低；节能灯消耗的电能大部分转化为光能，发光效率较高；同等亮度下，节能灯的功率较低，因此使用节能灯可以节