15.4家庭电路与安全用电-2023-2024学年九年级物理下册同步精品讲义及练习

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2023-2024学年九年级物理下册同步讲义及练习

15.4 家庭电路与安全用电

姓名：_________ 班级：_________ 学号：_________

【知识梳理】

一、家庭电路

1．家庭电路的组成部分：低压供电线（火线、零线）、地线、电能表、闸刀开关、熔断器（保险丝）、用电器、插座、灯座、开关。

2．家庭电路的连接：电能表、总开关、熔断器串联在火线和零线上。为了保证每个用电器都能独立工作，各个用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是并联的.，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与用电器是串联的。

3．家庭电路的各部分的作用

（1）低压供电线、地线、进户线

①给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。火线和零线之间有220V的电压。

a.火线（L）：电流流入家庭电路的干路导线，相当于连接电源的正极。

b.零线（N）：电流流出家庭电路的干路导线，相当于连接电源的正极。

②地线（E）：与大地相连，火线和地线之间也有220V的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为0V。

③进户线：电流进入屋内和从屋内出去的那一部分火线和零线。

（2）电能表

①作用：测量家庭电路中所有用电器消耗电能的总和。

②安装：安装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。

（3）总开关（闸刀开关）

①作用：控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。

②安装：家庭电路的干路上。

（4）熔断器

①材料：熔断器内的保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成。

②熔断原理：当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用。

③电路符号：

④连接：与所保护的电路串联，且一般只接在火线上

⑤保险丝烧断的原因：a.电路电流超过保险丝额定电流b.选择了额定电流过小的保险丝。

⑥选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。

⑦规格：越粗额定电流越大。

注意：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。熔丝熔断后，首先应查清发生故障的原因，在排除故障后才能更换熔丝，恢复供电。

⑧空气开关

新型的电路保险装置是附在总开关上的，通常叫做空气开关，又叫做自动空气断路器。下图所示的是家庭常用的一种空气开关。当电路发生短路、过载等异常情况时，空气开关就能自动切断电路。检查电路后，只要排除故障就可以再合闸，不需要更换零部件。目前，它已替代闸刀开关和熔断器而得到广泛应用。

⑨漏电保护器

有的空气开关上还装有漏电保护器。正常情况下，火线上的电流与零线上的电流相等。但当电路中有人触电导致部分电流流入大地，造成火线上的电流与零线上的电流不相等时，漏电保护器会迅速切断电路，保护人身安全。

（5）插座

①作用：连接家用电器，给可移动家用电器供电。

②种类：二孔插座、三孔插座

③安装：并联在家庭电路中，

④具体接线情况：

简记为：左零右火中接地

（6）开关

①开关必须接在火线和用电器之间，这样做的好处是断开开关可以切断用电器与火线的连接，防止触电。

②开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制，但不会烧干路上的保险丝。

（7）白炽灯（电灯）

①白炽灯是利用电流的热效应进行工作的，小功率的灯泡灯丝细而长，里面抽成真空。大功率的灯泡灯丝粗而短，里面抽成真空后，还要充入氮气等惰性气体，且气压为0.1Pa，目的是平衡大气压对玻璃壳的压力。

②灯泡的种类：螺丝口卡口

③灯泡的接线

螺口灯泡：灯泡尾部的锡块接火线，螺旋接零线。

卡口灯泡：灯泡尾部的两个锡块分别接火线和零线。

这样设计的好处是，人在维修时，不能接触到火线，避免发生触电事故。

（8）家庭电路按照下图所示作图。

4．测电笔：

（1）用途：用来判断物体是否带电（辨别火线和零线）

（2）种类：钢笔式，螺丝刀式。

（3）螺丝刀式及笔式结构：笔首金属体、高电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体

（4）使用方法：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线，观察氖管是否发光，发光则说明与火线相接触了。

注意：在检测时，不可将手与笔尖金属体接触，否则会造成触电事故。

（5）原理：人体、测电笔、火线与大地构成一个回路，由于高电阻的存在，这时有微弱电流通过测电笔，因此氖管会发光。

（6）用测电笔判断电路故障举例：

①测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，可能的原因是：测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾金属体；火线断路。

②某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线零线都能使测电笔发光，可能的原因是：火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路。

5．家庭电路电流过大的原因：

（1）发生短路：连接电路时，误将火线和零线直接连通；电线和用电器的绝缘皮破损或老化，导致火线和零线直接连通等

（2）用电器总功率过大：由P=UI可知，家庭电路电压保持不变，功率越大，说明电流越大。当功率过大时，意味着电流过大。

二、安全用电

1．触电事故

一定强度的电流通过人体所会引起伤害。与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。

2．触电形式

（1）低压触电

①单线触电：人体接触火线或漏电的用电器等，使人体、大地和电网中的供电设备构成闭合回路。

②双线触电：人体的两个部位（如两只手）分别接触火线和零线，使人体与电网中的供电设备通过导线构成闭合回路。

（2）高压触电

①高压电弧触电：当人体靠近带电体到一定距离时，高压带电体和人体间发生放电现象，电流通过人体，造成高压电弧触电。

②跨步电压触电：高压输电线落在地上，地面上与电线断头距离不同的各点间存在电压，当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而两脚之间有了电压，这时电流通过人体，造成跨步电压触电。

3．安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。

4．生活中安全用电常识

①对于人体的安全电压是不高于36伏。

②不接触火线，不靠近高压线路。

③金属外壳的用电器要将金属外壳接地。

④高大建筑要安装避雷针，防止雷击。

⑤有人一旦触电或家庭电路发生火灾都要立即切断电源，绝对不能用水来扑灭电器火灾。

⑥更换灯泡时要先切断电源。

【易错点】

1．插头

三脚插头中，上插脚接用电器金属外壳，左右插脚接用电器，上插脚做的比其他插脚长，当把三脚插头插在三孔插座里，先把用电器的金属外壳与大地连接起来，再在把用电部分连入电路，可以防止外壳带电引起触电事故。这里请注意，面朝插头插脚时，左边插脚插入火线插孔，右边插脚插入零线插孔，与插座相反。

2．安全电压是不高于36V，也就是≤36V都是安全电压，不能认为安全电压只是36V。

【典例分析】

1．某家庭电路的部分电路如图所示，其中甲，乙两处应装开关和用电器。对该电路，下列说法正确的是（　　）

A．甲处应装用电器，乙处应装开关

B．保险丝能在有人触电时自动切断电路

C．当用电器功率增大时，通过保险丝的电流就增大

D．电路正常工作时，用试电笔接触a点氖管会发光

2．关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　）

A．可以用铜丝代替保险丝接入电路

B．空气开关跳闸一定是电路短路造成的

C．控制电灯的开关接在火线和电灯之间

D．使用测电笔时手不接触笔尾的金属体

3．如图所示是家庭电路中常见的元件和用电器，下列说法不正确的是（　　）

A．图甲中字母E的导线与洗衣机金属外壳相连

B．图乙中的空气开关能防止家庭电路电流过大导致的危险

C．图丙中的测电笔可以用来辨别火线和零线

D．图丁中断开开关，手接触点M时不会触电

4．用试电笔笔尖接触某导线，氖管发光。则（　　）

A．该导线是火线，有电流流过人体

B．该导线是火线，没有电流流过人体

C．该导线是零线，有电流流过人体

D．该导线是零线，没有电流流过人体

5．（2020·吉林长春·九年级期末）关于安全用电，下列说法正确的是（　　）

A．安装电路时，开关必须接零线

B．人不能靠近高压带电体

C．用湿手拔用电器的插头

D．金属外壳和大功率的用电器不要接地

【夺冠训练】

一、单选题

1．如图是欢欢家的电路简化后电路图，由该电路可知（　　）

A．a线是零线，b线是火线

B．电能表是测量用电器的总功率

C．用一支试电笔将零线与火线同时连通便能区分二者

D．接地线作用是能将用电器外壳带的电导入大地

2．小刚安装了如图所示的家庭电路，其中安装错误的是（　　）

A．保险丝                  B．开关                      C．三孔插座               D．双孔插座

3．小威学习了“家庭电路”知识后，设计了如图所示的电路，关于该电路的说法正确的是（　　）

A．电路中甲和乙是串联的

B．电路中丙和乙是并联的

C．同时闭合开关S₁和S₂，甲灯亮但是乙灯不亮

D．用验电笔检测丙插座的两孔时，验电笔氖管都能发光

4．用电器在使用时，为安全起见，常把一些用电器的金属外壳保护接地。而小明爸爸硬要把三孔插座的接地孔接在零线上（如图所示），认为这也是安全的。实际生活中一只电茶壶接在图中三孔插座上，一个人的手刚好碰到电茶壶的金属外壳，如果突然遇到下列情况，可能会造成该人触电的是（　　）

A．当开关闭合灯亮时

B．当开关断开灯灭时

C．当开关闭合灯亮时，突然零线的保险丝断了

D．当电茶壶中的电源线（火线）与金属外壳相碰时，火线上的保险丝立刻熔断

5．如图所示的家庭电路中，白炽灯甲和乙上面分别标有“220V 40W”、“220V 25W”字样，下列叙述中不正确的是（　　）

A．电路中两灯是并联的

B．用测电笔分别正确接触M和N点时，测电笔的氖管均发光

C．电路中两灯同时发光时甲灯更亮一些

D．乙灯的安装和插座的连接都是正确的

6．下列图形是家庭电路的连接，其中完全正确的是（　　）

7．在以下情况中：①火线的绝缘皮出现部分破损；②地上的人不小心接触到火线；③插座里的两个线头相碰了；④室内同时使用的用电器过多。能使家庭电路的漏电保护器切断电路的是（　　）

A．①②                      B．②③                      C．①②③                  D．②③④

8．为了防止发生触电事故，我们必须遵守安全用电原则。为了更换一个灯泡，下列操作流程符合安全用电原则的是（　　）

A．更换灯泡→切断电源→通电测试

B．切断电源→通电测试→更换灯泡

C．通电测试→更换灯泡→切断电源

D．切断电源→更换灯泡→通电测试

9．关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（   ）

A．金属外壳的用电器要用三孔插座

B．家庭电路中，开关可以直接接在零线和火线之间

C．可以用铜导线替代熔丝更安全

D．一个普通插线板上可以同时使用多个大功率电器

10．夏天，我们会看到很多的燕子站在裸露的高压线上休息，而并没有被电死的原因是（　　）

A．加在燕子两端的电压小

B．燕子本身的电阻很大

C．燕子不怕电击

D．燕子是绝缘体

11．如图中的哪些图所示的情况不会发生触电事故（重要提示：千万不要尝试或模仿！）（　　）

A．②④                      B．③④                      C．①②                      D．①③

12．生活中掌握一些安全用电常识很有必要，下列做法中正确的是（　　）

A．触摸破损电线

B．爬到树上取电线上的风筝                                       

C．用干木棒拨开触电者身上的电线

D．同时在一个插板上用很多电器

二、填空题

13．如图是练习使用测电笔的两种情形，______图所示方法是正确的，若电路中插座完好且接线正确，按正确方式使用测电笔，将笔尖插入插座的左孔时氖管不发光、插入右孔时，氖管发光，则说明火线在______孔。

14．如图所示电路中，开关闭合后，是由于_____使电路中电流过大，而导致金属导线发热引燃了外面的绝缘皮，所以要在_____（选填“火线”或“零线”）上安装保险丝，以保证电路安全。相同条件下，细保险丝比粗保险丝更容易熔断，是因为细保险丝的_____比粗保险丝大，产生热量更多。

15．漏电保护器

漏电保护器的作用：一般在标准住宅内，连接各户的总开关均装有漏电保护器。如果站在地上的人不小心接触到火线时，总开关上的“漏电保护器”就会迅速_______电路，对人身起到_______作用。

漏电保护器的原理：如图所示，正常情况下，通过火线和零线的电流_______等，当有人站在地上接触图中C处时会触电，此时通过A处的电流等于通向大地的电流和通过零线的电流之和，即通过火线和零线的电流________等，漏电保护器在这种情况下就会迅速切断电路，起到保护作用。

三、作图题

16．请将如图所示元件，连接成符合安全用电要求的家庭电路。

17．根据安全用电原则，将图中开关、两只“220V 40W”电灯连在家庭电路中，要求开关同时控制两灯，且能正常发光。

18．请你设计一个电路，实现进门口和床头的开关都可以单独控制卧室里的照明灯。

19．小明房间里的吊灯由两个灯泡L₁和L₂组成，吊灯由开关S控制；墙上还有一个固定插座如图，请把电路连接完整。

20．房间内要安装三孔插座、两孔插座各一个，还要安装两盏“220V 40W”的照明电灯，它们由一个墙壁上的开关控制。请在图中画出符合家庭电路安装要求及安全用电原则的电路连接示意图。

21．将图中的灯泡、开关、插座联入电路。要求：符合安全用电原则，熔断器控制插座。

…………

参考答案

【典例分析】

1．C

【详解】A．开关要接在火线与用电器之间，甲处为开关、乙处为用电器，故A错误；

B．保险丝能在电路中电流过大时自动切断电路；人触电时，漏电保护器跳闸，故B错误；

C．电源电压一定，由P＝UI可知，当用电器功率增大时，通过保险丝的电流就增大，故C正确；

D．电路正常工作时，用试电笔接触a点，由于a点连接零线，氖管不会发光，故D错误。

故选C。

2．C

【详解】A．家庭电路中保险丝（熔丝）熔断后如果用粗铜丝代替保险丝，这样起不到保护电路的作用，不符合安全用电的原则，故A错误；

B．家庭电路中空气开关跳闸，可能是用电器的总功率过大，也可能是电路中发生了短路，故B错误；

C．家庭电路的开关应该装在火线上，这样可防止断开开关后用电器仍带电，故C正确；

D．用测电笔时，手必须要接触笔尾金属体，这样才能使测电笔发挥作用，故D错误。

…………