二、新課標(biāo)要求
3.4.7 了解家庭電路的組成。有安全用電和節(jié)約用電的意識(shí)。
三、知識(shí)梳理與典例
一、家庭電路
1. 家庭電路的組成
(1)家庭電路的組成:進(jìn)戶(hù)線(xiàn)、電能表、總開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)裝置、用電器、插座等。前面四項(xiàng)要按順序排列。
(2)家庭電路中各部分的安裝特點(diǎn)及作用
①電能表:用來(lái)計(jì)量電路所消耗的電能。串聯(lián)接在干路上。輸電線(xiàn)進(jìn)入到用戶(hù),首先要接到電能表上,這樣電能表才能計(jì)量所有用電器消耗的電能。
家庭電路 總開(kāi)關(guān)
②總開(kāi)關(guān):控制電路通斷。接通和切斷電路,便于更換電器或維修設(shè)備??傞_(kāi)關(guān)串聯(lián)在在干路上,接在電能表后,保險(xiǎn)裝置前。
③保險(xiǎn)裝置——熔絲(也叫保險(xiǎn)絲)
總開(kāi)關(guān)的后面是保險(xiǎn)裝置。熔絲(俗稱(chēng)保險(xiǎn)絲)是簡(jiǎn)易保險(xiǎn)裝置,裝在保險(xiǎn)盒內(nèi)。電流過(guò)大時(shí)熔絲會(huì)熔化,切斷電路,對(duì)用電器起到保護(hù)作用。
④空氣開(kāi)關(guān)
現(xiàn)在新建居民樓電路中的保險(xiǎn)裝置一般采用空氣開(kāi)關(guān),當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí),空氣開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi),切斷電路,俗稱(chēng)跳閘。
⑤插座與用電器
插座是給用電器供電的,各插座之間是并聯(lián)的;各用電器之間都是并聯(lián);用電器與插座之間也是并聯(lián)。(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。
2. 火線(xiàn)和零線(xiàn)
進(jìn)戶(hù)的兩條輸電線(xiàn)中,一條叫做端線(xiàn),俗稱(chēng)火線(xiàn),另一條叫做零線(xiàn)。通常情況下,火線(xiàn)與零線(xiàn)間電壓為220 V(與大地間電壓也為220 V)。零線(xiàn)在入戶(hù)之前已經(jīng)和大地相連,因此,零線(xiàn)與大地間電壓為零。
3. 試電筆
(1)結(jié)構(gòu):由金屬體筆尖、電阻(阻值大)、氖管、金屬筆卡(或金屬筆尾)組成。
(2)作用:辨別火線(xiàn)和零線(xiàn);檢測(cè)用電器的外殼是否與火線(xiàn)相通(或者說(shuō)檢測(cè)用電器的金屬外殼是否帶電)。
(3)使用方法
正確的使用方法 錯(cuò)誤的使用方法
①手拿試電筆,手指按住金屬筆卡(或金屬筆尾),使筆尖接觸被測(cè)導(dǎo)線(xiàn)(手指千萬(wàn)不能碰到筆尖金屬體)。
②試電筆辨別火線(xiàn)與零線(xiàn)
手拿試電筆,手指按住筆卡(或金屬筆尾),使筆尖接觸被測(cè)導(dǎo)線(xiàn)。如果氖管發(fā)光,則接觸的是火線(xiàn);如果氖管不發(fā)光,則接觸的是零線(xiàn)。
(4)原理:當(dāng)試電筆接觸火線(xiàn)時(shí),由火線(xiàn)經(jīng)試電筆、人體,到大地間形成通路,有電流流過(guò)試電筆和人體,所以試電筆氖管發(fā)光;由于流過(guò)該通路的電流很小,對(duì)人體不會(huì)造成傷害。如果接觸的是零線(xiàn),由于零線(xiàn)與大地之間的電壓為0,試電筆中無(wú)電流通過(guò),氖管不發(fā)光。
4. 三線(xiàn)插頭和漏電保護(hù)器
(1)兩孔插座與三孔插座
①兩孔插座的連接:左孔接零線(xiàn),右孔接火線(xiàn)。
②三孔插座的連接:上孔接地線(xiàn)、左孔接零線(xiàn)、右孔接火線(xiàn)(左零右火上接地)。
③兩孔插座與三孔插座的使用場(chǎng)景
兩孔插座:適用于外殼絕緣的用電器和設(shè)備,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,連接方便。
三孔插座:用電器適用于外殼為金屬的用電器,能在用電器外殼帶電時(shí)起保護(hù)作用。
(2)三線(xiàn)插頭
洗衣機(jī)、電冰箱等電器的電源插頭有三根線(xiàn),其中一條接火線(xiàn)(L),一條接零線(xiàn)(N),插頭上標(biāo)著E的導(dǎo)線(xiàn)和用電器的金屬外殼相連,插座上相應(yīng)的導(dǎo)線(xiàn)和室外的大地相連。
(3)接地
用電器的金屬外殼接地可以防觸電,從以下兩個(gè)角度理解:
①將三線(xiàn)插頭插入三孔插座,把用電器接入火線(xiàn)與零線(xiàn)之間的同時(shí),也將用電器的金屬外殼與地線(xiàn)連接起來(lái)了。這時(shí)人接觸用電器的金屬外殼,相當(dāng)于接觸地線(xiàn),不會(huì)發(fā)生觸電危險(xiǎn)。
②若用電器金屬外殼與火線(xiàn)相通,由于人體電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線(xiàn)電阻,這就相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn)將人體短路了,故電流由導(dǎo)線(xiàn)流入大地,而不會(huì)流過(guò)人體。
(3)漏電保護(hù)器
①作用:當(dāng)電路中發(fā)生漏電或站在地上的人不小心接觸了火線(xiàn),電流經(jīng)過(guò)人體流入大地,這時(shí),總開(kāi)關(guān)上的“漏電保護(hù)器”會(huì)迅速切斷電源,對(duì)人身起到保護(hù)作用。
②原理:如圖所示是安裝了漏電保護(hù)器的家庭電路。當(dāng)電路處于正常工作狀態(tài)時(shí),圖線(xiàn)路中A點(diǎn)和B點(diǎn)的電流相等,漏電保護(hù)器開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)。若有人在C點(diǎn)不慎觸電,則火線(xiàn)、人體、大地將構(gòu)成回路,所產(chǎn)生的電流將不通過(guò)零線(xiàn),此時(shí)通過(guò)線(xiàn)路中A、B兩點(diǎn)的電流不相等,漏電保護(hù)器會(huì)迅速切斷電路,從而起到保護(hù)作用(選填“相等”或“不相等”)。
(3)空氣開(kāi)關(guān)與漏電保護(hù)器的區(qū)別
①空氣開(kāi)關(guān)的作用:當(dāng)電路中的電流超過(guò)規(guī)定大小時(shí),空氣開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi),切斷電源,從而保護(hù)電路。
②漏電保護(hù)器的作用:當(dāng)電路中發(fā)生漏電或站在地上的人不小心接觸了火線(xiàn),電流經(jīng)過(guò)人體流入大地,這時(shí),總開(kāi)關(guān)上的“漏電保護(hù)器”會(huì)迅速切斷電源,對(duì)人身起到保護(hù)作用。
【例題1】如圖是揭陽(yáng)某同學(xué)家的家庭電路的部分電路圖,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.零線(xiàn)和地線(xiàn)之間電壓是220V
B.丁燈的安裝及開(kāi)關(guān)的連接是正確的
C.兩孔插座和三孔插座的連接都是正確的
D.用試電筆正確接觸M和N點(diǎn)時(shí),試電筆的氖管均不發(fā)光
【答案】B。
【詳解】A.零線(xiàn)和地線(xiàn)之間電壓是0V,故A錯(cuò)誤;
B.開(kāi)關(guān)控制燈泡時(shí),開(kāi)關(guān)要接在燈泡和火線(xiàn)之間,故丁燈的接法是正確的,故B正確;
C.對(duì)于兩孔插座應(yīng)按照左零右火來(lái)連接,故C錯(cuò)誤;
D.據(jù)圖可知,M處于火線(xiàn)上,所以用試電筆正確接觸M點(diǎn)時(shí),氖管會(huì)發(fā)光;N處于零線(xiàn)上,用試電筆接觸N點(diǎn)時(shí),氖管不發(fā)光,故D錯(cuò)誤。
故選B。
【例題2】圖為小明家里住宅內(nèi)配電系統(tǒng)方框圖。下列說(shuō)法正確的是( )
A.空氣開(kāi)關(guān)A的額定電流比B的額定電流大
B.家庭電路中電能表屬于大功率用電器
C.空調(diào)和電燈串聯(lián)接在家庭電路中
D.有金屬外殼的用電器應(yīng)使用兩孔插座
【答案】A。
【詳解】A.空氣開(kāi)關(guān)A在干路中,B在支路中,則空氣開(kāi)關(guān)A的額定電流比B的額定電流大,故A正確;B.電能表是測(cè)量用電器消耗電能多少的儀器,不是用電器,故B錯(cuò)誤;C.空調(diào)和電燈并聯(lián)接在家庭電路中,工作時(shí)互不影響,故C錯(cuò)誤;D.有金屬外殼的用電器應(yīng)使用三孔插座,地線(xiàn)會(huì)把外殼的電導(dǎo)走,故D錯(cuò)誤。
故選A。
【例題3】小林同學(xué)在家庭電路中安裝一只螺絲口燈泡和一個(gè)三孔插座,要求開(kāi)關(guān)只控制燈泡,部分導(dǎo)線(xiàn)已連接,如圖所示,請(qǐng)你只添加三根導(dǎo)線(xiàn)幫小林完成安裝。

【答案】見(jiàn)右圖。
【詳解】火線(xiàn)進(jìn)開(kāi)關(guān),再接入燈泡的頂端金屬點(diǎn),零線(xiàn)直接進(jìn)入燈泡的螺旋套;三孔插座上孔接地線(xiàn),左孔接零線(xiàn),右孔接火線(xiàn),如圖所示。
【例題4】(多選題)如圖是家庭電路中常見(jiàn)的元件和用電器,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.圖甲中洗衣機(jī)金屬外殼與圖中字母E的導(dǎo)線(xiàn)相連,目的是洗衣機(jī)漏電時(shí)保護(hù)人的安全
B.圖乙中的空氣開(kāi)關(guān)能在家庭電路中電流過(guò)大時(shí)切斷電路,對(duì)電路起到保護(hù)作用
C.圖丙中的測(cè)電筆可以用來(lái)檢驗(yàn)物體表面是否帶有電荷,以免因誤觸發(fā)生觸電事故
D.圖丁中斷開(kāi)開(kāi)關(guān),手接觸點(diǎn)M時(shí)不會(huì)觸電
【答案】見(jiàn)右圖。
【詳解】A.三腳插頭的插頭E與用電器的外殼相連,當(dāng)插入三孔插座時(shí),與地線(xiàn)連接,避免觸電,故A正確,不符合題意;
B.家庭電路中空氣開(kāi)關(guān)的作用是保護(hù)電路,當(dāng)電路中發(fā)生短路或用電器總功率過(guò)大時(shí)會(huì)引起家庭電路電流過(guò)大,空氣開(kāi)關(guān)跳閘,故B正確,不符合題意;
C.測(cè)電筆是辨別家庭電路中火線(xiàn)和零線(xiàn)的,不是檢驗(yàn)物體表面是否帶電的,故C錯(cuò)誤,符合題意;
D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān),手接觸點(diǎn)M時(shí),M點(diǎn)與火線(xiàn)相通,接觸時(shí)會(huì)觸電,故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選CD。
二、家庭電路中電流過(guò)大的原因
1. 家用電器的總功率對(duì)家庭電路的影響
(1)家用電器的總功率
家庭電路中,家用電器的總功率和各用電器的功率之間的關(guān)系
P = P1+ P2 + …+ Pn
可見(jiàn),同時(shí)工作的用電器越多,尤其是同時(shí)工作的大功率用電器越多,電路的總功率就越大。
(2)電路中的電流與家用電器總功率的關(guān)系
根據(jù)P =UI,得I=P/U,因?yàn)榧彝ル娐分械碾妷?20V是一定的,所以用電器總電功率越大,電路中的電流就越大。
結(jié)論:用電器的總功率過(guò)大是家庭電路中電流過(guò)大的原因之一。
(3)家用電器的總功率對(duì)家庭電路的影響
即使每個(gè)用電器的功率不算很大,如果很多用電器同時(shí)使用,它們的總功率也會(huì)相當(dāng)可觀,電路中的總電流也可能超過(guò)安全值。根據(jù)焦耳定律可知,產(chǎn)生的熱量就越多,會(huì)引起線(xiàn)路故障,甚至發(fā)生火災(zāi)。因此,電路中同時(shí)使用的用電器不能太多。
為防止家庭電路出現(xiàn)總功率過(guò)大現(xiàn)象,家庭用電時(shí),要注意:
①大功率用電器不要同時(shí)使用;
②對(duì)于空調(diào)、電暖器、電熱水器等功率較大的用電器,應(yīng)采用獨(dú)立供電的方式,即一條線(xiàn)路專(zhuān)供一大功率的用電器使用。
2. 短路對(duì)家庭電路的影響
(1)短路是家庭電路中電流過(guò)大的另一原因
【演示實(shí)驗(yàn)】如圖所示,斷開(kāi)開(kāi)關(guān),用導(dǎo)線(xiàn)將A、B兩點(diǎn)起來(lái),閉合開(kāi)關(guān)觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】保險(xiǎn)絲快速熔斷。
【現(xiàn)象分析】當(dāng)用導(dǎo)線(xiàn)將A、B兩點(diǎn)連接起來(lái)時(shí),火線(xiàn)與零線(xiàn)直接相連,發(fā)生短路,由于導(dǎo)線(xiàn)的電阻很小,電源電壓為220V不變,根據(jù)I=U/R可知,短路時(shí)電路中的電流非常大。由
Q = I2Rt 可知,保險(xiǎn)絲會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,溫度急劇升高,快速熔斷。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】短路是家庭電路中電流過(guò)大的另一個(gè)原因。
(2)造成家庭電路中短路的原因
家庭電路中的短路就是直接或間接將火線(xiàn)與零線(xiàn)連通,通常有下列情況:
①人為原因。如在電路安裝中不細(xì)心造成火線(xiàn)和零線(xiàn)連通。
②使用問(wèn)題。如電線(xiàn)絕緣層破損,或者是使用時(shí)間長(zhǎng),或者是使用環(huán)境惡劣,使得導(dǎo)線(xiàn)絕緣層老化,用電器和插座進(jìn)水造成火線(xiàn)和零線(xiàn)連通。
③元件損壞。例如設(shè)備絕緣材料老化,設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)不良等造成的設(shè)備缺陷發(fā)展為短路。
(3)短路對(duì)家庭電路的影響
根據(jù)前面學(xué)過(guò)的知識(shí)可知,由于導(dǎo)線(xiàn)的電阻很小,短路時(shí)電路中的電流非常大,會(huì)產(chǎn)生大量的熱,使導(dǎo)線(xiàn)的溫度急劇升高,很容易造成火災(zāi)。
3. 保險(xiǎn)絲
(1)演示實(shí)驗(yàn):保險(xiǎn)絲的作用
【演示實(shí)驗(yàn)】如圖所示,把銅絲、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電源上。在A、B之間接入一段細(xì)保險(xiǎn)絲,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電流逐漸增大,觀察現(xiàn)象。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】電流增大到一定程度時(shí),保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷,而導(dǎo)線(xiàn)和銅絲等不會(huì)熔斷(會(huì)/不會(huì))。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在電流較大時(shí),保險(xiǎn)絲會(huì)先行熔斷,自動(dòng)切斷電路,對(duì)整個(gè)電路起到保護(hù)作用。(這是利用了電流的熱效應(yīng) )
(2)保險(xiǎn)絲的材料:保險(xiǎn)絲由電阻率較大、熔點(diǎn)較低的鉛銻合金制成。
(3)保險(xiǎn)絲在電路中的符號(hào):
(4)保險(xiǎn)絲的規(guī)格
保險(xiǎn)絲的規(guī)格用額定電流來(lái)表示。保險(xiǎn)絲越粗,額定電流和熔斷電流就越大;一般情況下,熔斷電流是額定電流的2倍。
(5)保險(xiǎn)絲的選擇
選擇保險(xiǎn)絲時(shí)應(yīng)使保險(xiǎn)絲的額定電流等于或略大于電路中的最大正常工作電流。
(6)家庭電路中常見(jiàn)保險(xiǎn)絲的安裝
保險(xiǎn)絲通常串聯(lián)安裝在閘刀開(kāi)關(guān)之后的進(jìn)戶(hù)線(xiàn)上。也可以只接在一根火線(xiàn)上。
(7)空氣開(kāi)關(guān)
現(xiàn)在新建居民樓電路中的保險(xiǎn)裝置已經(jīng)不再使用保險(xiǎn)絲,而是用起保險(xiǎn)作用的空氣開(kāi)關(guān)代替??諝忾_(kāi)關(guān)安裝在電能表后,當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí),空氣開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi),切斷電路。
【例題1】學(xué)校開(kāi)展了一系列豐富多彩的安全教育活動(dòng),本期活動(dòng)的主題是“安全用電,珍惜生命”,下列是活動(dòng)的部分內(nèi)容。如圖a所示,接地導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)該與三孔插座的______(填“E”、“N”或“L”)孔相連接;如圖b、c所示,兩種使用測(cè)電筆的方法中,正確的是圖____;如圖d、e所示為家庭電路中造成電線(xiàn)燃燒的原因,其中圖d所示情況的原因是_______(填“用電器的總功率過(guò)大”或“短路”)。
【答案】E,b,用電器的總功率過(guò)大。
【詳解】根據(jù)“左零右火、中間接地”的原則可知,插孔“E”是接地的。
使用測(cè)電筆時(shí),手使用測(cè)電筆時(shí),筆尖接觸要檢測(cè)的導(dǎo)線(xiàn),手接觸筆尾金屬體,才能辨別出火線(xiàn)或零線(xiàn),故b圖是正確的,a圖是錯(cuò)誤的。
從圖d中可以看出,用電器較多,并且還有大功率的電爐,因此是用電器的總功率過(guò)大而造成的;從圖e中可以看出導(dǎo)線(xiàn)直接將火線(xiàn)和零線(xiàn)相連,因此是短路造成的。
【例題2】如圖所示的家庭電路,閉合開(kāi)關(guān)S后,燈泡正常發(fā)光,但插座不能供電。用試電筆檢測(cè)插座的左、右兩孔,氖管均不亮。則電路中的故障可能是( )
A.熔絲熔斷 B.三孔插座與地線(xiàn)接觸不良
C.燈泡被短路 D.A、B兩點(diǎn)間斷路
【答案】D.
【詳解】AC.由題意可知,燈泡正常發(fā)光,若熔絲熔斷或者燈泡被短路,則燈泡不能正常發(fā)光,故AC不符合題意;
B.若三孔插座與地線(xiàn)接觸不良,則與火線(xiàn)相接的右孔在與試電筆接觸時(shí),氖管應(yīng)該發(fā)光,故B不符合題意;
D.A、B兩點(diǎn)間斷路,則與三孔插座相連接的零線(xiàn)和火線(xiàn)不能形成閉合的回路,所以插座不能供電,又因?yàn)榕c火線(xiàn)不能相連通,所以插座的右孔也不能讓氖管發(fā)光,故D符合題意。
故選D。
【例題3】嚴(yán)寒的冬天即將來(lái)臨,明明家新購(gòu)置了一臺(tái)1kW的空調(diào)。已知他家原有電器的總功率是5600W,電能表上標(biāo)有“220V 10(40)A”的字樣。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明:
(1)使用這臺(tái)空調(diào)時(shí),通過(guò)它的電流是多少?
(2)從電能表使用的角度考慮,明明家的電路是否允許安裝這樣一臺(tái)空調(diào)?
【答案】(1)4.5A;(2)允許.
【詳解】(1)通過(guò)這臺(tái)空調(diào)的電流:I1= P1/U=1000W/220V=4.5A
(2)增加這臺(tái)空調(diào)后,明明家的用電器總功率為P =6600W,總電流為
I=P/U=6600W/220V=30A
所以,從電能表使用的角度考慮,可以安裝這樣一臺(tái)空調(diào)。
三、安全用電
1. 電壓越高越危險(xiǎn)
(1)影響電對(duì)人體造成的傷害程度的因素:通過(guò)人體電流的大小及其持續(xù)時(shí)間。
(2)電壓越高越危險(xiǎn)
①由歐姆定律I=U/R可知,加在人體兩端的電壓越大,通過(guò)人體的電流就越大,對(duì)人體的傷害就越大。
②經(jīng)驗(yàn)證明:只有不高于 36 V的電壓才是安全的。
③我國(guó)家庭電路的電壓是220 V,工廠用的動(dòng)力電路的電壓是380V,高壓輸電線(xiàn)路的電壓高達(dá) 10~500 kV。
④人體的電阻是可變的:通常情況下,人體的電阻約為104~105Ω;在皮膚潮濕時(shí),人體的電阻變小,約為103Ω。
2. 常見(jiàn)的觸電事故
(1)觸電事故:當(dāng)人體成為閉合電路的一部分時(shí),就會(huì)有電流通過(guò)。如果電流達(dá)到一定大小,就會(huì)發(fā)生觸電事故。
(2)低壓觸電的兩種形式:?jiǎn)尉€(xiàn)觸電、雙線(xiàn)觸電。
單線(xiàn)觸電

(3)高壓觸電的兩種形式
①高壓電弧觸電:如圖甲所示,人體靠近高壓帶電體時(shí),容易產(chǎn)生電弧觸電。
②跨步電壓觸電:如圖乙所示,如果高壓輸電線(xiàn)掉落在地上,當(dāng)人經(jīng)過(guò)這個(gè)區(qū)域時(shí),兩腳之間存在相當(dāng)高的電壓,稱(chēng)做“跨步電壓”。這時(shí)電流從一條腿流入,另一條腿流出,同樣會(huì)發(fā)生觸電事故。

(5)觸電急救的原則
首先切斷電源,或用一根絕緣棒將電線(xiàn)挑開(kāi),盡快使觸電者脫離電源。
(6)漏電保護(hù)器的作用
若發(fā)生的是單線(xiàn)觸電,兩根線(xiàn)電流有較大偏差,漏電保護(hù)器自動(dòng)跳閘,能對(duì)觸電者起到保護(hù)作用;若發(fā)生的是雙線(xiàn)觸電,兩線(xiàn)電流幾乎沒(méi)有偏差,這時(shí)漏電保護(hù)器不能起到保護(hù)作用(選填“能”“不能”)。
3. 安全用電原則
(1)安全用電原則
①不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體;
②更換燈泡、搬動(dòng)電器前應(yīng)斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。
③不弄濕用電器,不損壞絕緣層;
④保險(xiǎn)裝置、插座、導(dǎo)線(xiàn)、家用電器等達(dá)到使用壽命應(yīng)及時(shí)更換。
(2)電路元件的安裝原則
①保險(xiǎn)絲必須安裝在火線(xiàn)上;
②開(kāi)關(guān)接在用電器與火線(xiàn)之間;
③螺口燈泡的螺旋套一定要接在零線(xiàn)上,其頂部的金屬片接火線(xiàn)。
④有金屬外殼的用電器要使用三角插頭和三孔插座,使金屬外殼接地。
4. 注意防雷
(1)雷電的實(shí)質(zhì):雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象。
(2)避雷針
高大建筑的頂端都有針狀的金屬物,通過(guò)很粗的金屬線(xiàn)與大地相連,可以防雷,叫做避雷針。避雷針的原理是:利用針狀金屬物的尖端放電,將云層所帶的電導(dǎo)入大地,避免因雷電引發(fā)事故。古代建筑物上的鐵制裝飾物也起到了避雷針的作用,高壓輸電鐵塔上最上面的兩根導(dǎo)線(xiàn)也是用來(lái)防雷的。
(3)雷電災(zāi)害及預(yù)防
自古以來(lái),雷電災(zāi)害就時(shí)有發(fā)生。發(fā)生在2007年5月大興安嶺的森林大火的“元兇”也是雷擊。雷擊傷人的事時(shí)有發(fā)生,日常生活中注意防雷非常重要。雷雨時(shí),人在開(kāi)闊地行走,不要舉著雨傘或肩扛長(zhǎng)的金屬物,最好找一個(gè)低洼處,雙腳并攏蹲下,盡可能降低高度。在山區(qū)遇到雷雨時(shí),最好進(jìn)入山洞避雨,但不要觸及洞壁,同時(shí)雙腳并攏,避免接觸電壓和跨步電壓之害。在山區(qū)旅游時(shí),遇雷雨躲入旅游車(chē)廂內(nèi)最安全,但進(jìn)入車(chē)廂時(shí)不要接觸金屬部分。
【例題1】如圖所示是現(xiàn)在一般標(biāo)準(zhǔn)住宅內(nèi)配電系統(tǒng)方框圖。下列說(shuō)法正確的是( )
A.空調(diào)正常工作時(shí),燈泡一定發(fā)光
B.如果插座被短路,空氣開(kāi)關(guān)會(huì)跳閘
C.甲、乙兩圖中的人都觸電了,且“漏電保護(hù)器”都會(huì)切斷電路
D.若空氣開(kāi)關(guān)“跳閘”,可能是電路中發(fā)生了圖甲的觸電事故
【答案】B.
【解析】A.家庭電路中各用電器之間是并聯(lián)的,各用電器獨(dú)立工作互不影響,所以空調(diào)工作時(shí),燈泡不一定發(fā)光,故A錯(cuò)誤;
B.如果插座短路,導(dǎo)致火線(xiàn)和零線(xiàn)直接相連,電路中電流過(guò)大,就會(huì)造成電能表旁的總空氣開(kāi)關(guān)“跳閘”,故B正確;
C.甲、乙兩圖中的人都觸電了;甲圖中人站在絕緣的板凳上,人體同時(shí)接觸一根火線(xiàn)和一根零線(xiàn),這時(shí)人體相當(dāng)于用電器,沒(méi)有漏電(電流沒(méi)有泄露到回路之外),漏電保護(hù)器不會(huì)跳閘;乙圖中人站在地上接觸到火線(xiàn),火線(xiàn)、人和大地形成回路,屬于漏電,漏電保護(hù)器就可能會(huì)跳閘,故C錯(cuò)誤;
D.人體的電阻約為2000kΩ左右,圖甲和圖乙中的觸電事故都不會(huì)造成電路中的電流過(guò)大,因此不可能是因?yàn)閳D中的觸電事故而導(dǎo)致空氣開(kāi)關(guān)“跳閘”的,故D錯(cuò)誤。
所以選B.
【例題2】如圖所示,用電器接在電壓為220V的電源上,消耗電功率是1100W,電路中還有額定電流為10A的保險(xiǎn)絲及漏電保護(hù)器(在圖中虛線(xiàn)框內(nèi),未畫(huà)出)。則:
(1)只有該用電器接入電路中,通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流為_(kāi)___A。
(2)一個(gè)電阻為8.8kΩ的人,赤腳站在地上,不小心手接觸了火線(xiàn),此時(shí)通過(guò)人體的電流是_______A,保險(xiǎn)絲_____ 熔斷(選填“會(huì)”或“不會(huì)”),漏電保護(hù)器檢測(cè)到通過(guò)A、B兩處的電流IA_____IB(選填“>”、“<”或“=”),從而切斷電路,保護(hù)人身安全。
【答案】(1)5;(2)0.025,不會(huì);(3)>;(4)小燈泡的亮度;(5)越大;(6)0.5,0.75.。
【詳解】(1)只有該用電器接入電路中,流過(guò)該用電器的電流是
I=P/U=1100W/220V=5A 這也是通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流大??;
(2)人體的電阻是R=8800Ω ,
此時(shí)通過(guò)人體的電流是 I人=U/R人=220V/ 8800Ω=0.025A
通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流 I總=I++I=5A+0.025A=5.025A
這個(gè)電流小于保險(xiǎn)絲的額定電流,那么保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷;
從圖中可以看到,人體和用電器是并聯(lián)的,流過(guò)A處的電流等于流過(guò)用電器的電流和人體的電流之和,所以通過(guò)A、B兩處的電流IA>IB。
【例題3】漏電保護(hù)器可以自動(dòng)比對(duì)火線(xiàn)、零線(xiàn)上的電流大小,若檢測(cè)到兩者電流不等則會(huì)立刻切斷電路,保護(hù)可能觸電的人員。如果在接有漏電保護(hù)器的電路中,A、B、C、D四人分別單獨(dú)以圖所示方式用手接觸裸露的電線(xiàn),A、B直接站在地面,C、D站在木凳上。他們中最有可能觸電的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】D.
【解析】A.圖示中,A站在地面,兩手與零線(xiàn)接觸,零線(xiàn)與大地間沒(méi)有電壓,不會(huì)構(gòu)成回路,沒(méi)有電流通過(guò)身體,不會(huì)觸電,故A不符題意;
B.圖中,B站在地面,單手與火線(xiàn)接觸,人與大地構(gòu)成回路,有電流通過(guò)身體,此時(shí)通過(guò)火線(xiàn)和零線(xiàn)的電流不同,漏電保護(hù)器切斷電源,可對(duì)人起保護(hù)作用,故B不符合題意;
C.圖中,C站在木凳上,單手接觸火線(xiàn),電流不能通過(guò)人體形成通過(guò),不會(huì)觸電,故C不符合題意;
D.D站在木凳上,一手接觸火線(xiàn),一手接觸零線(xiàn),電流通過(guò)身體形成通路,且火線(xiàn)和零線(xiàn)上的電流相同,漏電保護(hù)器不會(huì)切斷電路,此時(shí)人最有可能觸電,故D符合題意。
故選D。
四、綜合練習(xí)
1. . 如圖所示為家庭電路的簡(jiǎn)化電路圖,若該電路中各處的連接都是正確的,則關(guān)于該家庭電路下列說(shuō)法中正確的是( )
A.電能表是測(cè)量家庭電路中用電器總功率的儀表
B.a(chǎn)線(xiàn)是零線(xiàn),b線(xiàn)是火線(xiàn)
C.開(kāi)關(guān)是串聯(lián)在火線(xiàn)與燈泡L之間的
D.電視機(jī)與電風(fēng)扇是串聯(lián)在電路的
【答案】C
【詳解】A.電能表是測(cè)量家庭電路中用電器消耗的總電能的儀表,故A錯(cuò)誤;
B.開(kāi)關(guān)接在火線(xiàn)與用電器之間,且兩孔插座的接法是左零右火,故a為火線(xiàn),b為零線(xiàn),故B錯(cuò)誤;
C.開(kāi)關(guān)是串聯(lián)在火線(xiàn)與燈泡L之間的,保證了開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)燈泡,避免斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后,人接觸到燈泡而觸電,故C正確;
D.電視機(jī)與電風(fēng)扇獨(dú)立工作,互不影響,故是并聯(lián)關(guān)系,故D錯(cuò)誤。
故選C。
2.如圖所示是現(xiàn)在一般標(biāo)準(zhǔn)住宅戶(hù)內(nèi)配電系統(tǒng)方框圖。關(guān)于空氣開(kāi)關(guān)和漏電保護(hù)器的作用,下列分析正確的是( )
A.當(dāng)電燈電流過(guò)大時(shí),空氣開(kāi)關(guān)③將跳閘
B.當(dāng)插座漏電時(shí),空氣開(kāi)關(guān)①將跳閘
C.當(dāng)空調(diào)電流過(guò)大時(shí),漏電保護(hù)器會(huì)迅速切斷電流
D.空氣開(kāi)關(guān)跳閘,問(wèn)題解決后需更換新的空氣開(kāi)關(guān)
【答案】A。
【詳解】A.當(dāng)電燈電流過(guò)大時(shí),空氣開(kāi)關(guān)③將跳閘,故A正確;
B.當(dāng)插座漏電時(shí),漏電保護(hù)器將會(huì)跳閘,故B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)空調(diào)電流過(guò)大時(shí),空氣開(kāi)關(guān)②將跳閘,故C錯(cuò)誤;
D.空氣開(kāi)關(guān)跳閘,問(wèn)題解決后不需更換新的空氣開(kāi)關(guān),故D錯(cuò)誤。
故選A。
3. 如圖所示是小明同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路圖,對(duì)此分析下列錯(cuò)誤的是( )
A.保險(xiǎn)盒接法錯(cuò)誤,保險(xiǎn)盒應(yīng)該安裝在火線(xiàn)上
B.兩孔插座接法錯(cuò)誤,其左端導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)該接在零線(xiàn)上
C.開(kāi)關(guān)和燈泡接法正確,開(kāi)關(guān)接在零線(xiàn)上符合安全用電原則
D.將一盞臺(tái)燈剛接入該三孔插座時(shí),保險(xiǎn)絲燒斷,可能由于臺(tái)燈插頭短路
【答案】C
【詳解】A.圖中保險(xiǎn)盒安裝在零線(xiàn)上,這是錯(cuò)誤的;保險(xiǎn)盒應(yīng)該接在火線(xiàn)上,一旦電流過(guò)大時(shí),保險(xiǎn)絲熔斷后能斷開(kāi)火線(xiàn),故A正確,不符合題意;
B.圖中兩孔插座的左端導(dǎo)線(xiàn)接在地線(xiàn)上,這是錯(cuò)誤的,應(yīng)該接在零線(xiàn)上,故B正確,不符合題意;
C.電燈開(kāi)關(guān)安裝在零線(xiàn)上,當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),燈泡與火線(xiàn)是連通的,人接觸燈泡時(shí)容易發(fā)生觸電,不符合安全常識(shí),故C錯(cuò)誤,符合題意;
D.將一盞臺(tái)燈剛接入該三孔插座時(shí),保險(xiǎn)絲燒斷,說(shuō)明電路中的電流過(guò)大,可能由于臺(tái)燈插頭短路,故D正確,不符合題意。
故選C。
4.如圖所示的做法中,符合安全用電原則的是( )
A.雷雨天站在大樹(shù)下避雨 B.用手指碰觸插座的插孔
C.用濕抹布擦發(fā)光的燈泡 D.將冰箱的金屬外殼接地
【答案】D.
【詳解】A.物體的尖端易發(fā)生放電現(xiàn)象,樹(shù)上端尖且是導(dǎo)體故雷雨天站在大樹(shù)下避雨易發(fā)生雷電事故,不符合題意;
B.安全用電要求不接觸低壓帶電體,故用手指碰觸插座的插孔不符合題意;
C.因?yàn)闈衲ú际菍?dǎo)體,而發(fā)光的燈泡是高溫的玻璃,此時(shí)玻璃容易導(dǎo)電,所以用濕抹布擦發(fā)光的燈泡易發(fā)生觸電事故,不符合題意;
D.具有金屬外殼的用電器使用時(shí)必須使金屬外殼接地,防止因金屬外殼漏電發(fā)生觸電事故,符合題意.
故選D.
5. 圖中,將家庭電路補(bǔ)充完整(虛框內(nèi)一處接保險(xiǎn)絲“ ”,另一處用導(dǎo)線(xiàn)連接)。

【答案】見(jiàn)右圖。
【詳解】用戶(hù)線(xiàn)進(jìn)入用戶(hù),火線(xiàn)首先進(jìn)入保險(xiǎn)絲,由圖可知中間的線(xiàn)是零線(xiàn),最上面的是火線(xiàn),最下面的線(xiàn)是地線(xiàn)。三孔插座的接法:上孔接地線(xiàn),左孔接零線(xiàn),右孔接火線(xiàn),如圖所示。
6. 如圖所示的家庭電路,閉合開(kāi)關(guān)S后,燈泡正常發(fā)光,但插座不能供電。用試電筆檢測(cè)插座的左、右兩孔,氖管均不亮。則電路中的故障可能是( )
A.熔絲熔斷 B.三孔插座與地線(xiàn)接觸不良
C.燈泡被短路 D.A、B兩點(diǎn)間斷路
【答案】D.
【詳解】AC.由題意可知,燈泡正常發(fā)光,若熔絲熔斷或者燈泡被短路,則燈泡不能正常發(fā)光,故AC不符合題意;
B.若三孔插座與地線(xiàn)接觸不良,則與火線(xiàn)相接的右孔在與試電筆接觸時(shí),氖管應(yīng)該發(fā)光,故B不符合題意;
D. A、B兩點(diǎn)間斷路,則與三孔插座相連接的零線(xiàn)和火線(xiàn)不能形成閉合的回路,所以插座不能供電,又因?yàn)榕c火線(xiàn)不能相連通,所以插座的右孔也不能讓氖管發(fā)光,故D符合題意。
所以選D.
7. 小明家有100 W的電視機(jī)一臺(tái),150 W的冰箱一臺(tái),1 000 W的電熱水器一臺(tái),照明燈總功率180 W?,F(xiàn)他家又買(mǎi)了一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī),其銘牌如下表。他家安裝的電能表上允許通過(guò)的最大電流為10 A。則:
(1)現(xiàn)在,他家的這些用電器能不能同時(shí)使用?
(2)他家新買(mǎi)的洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣時(shí),通過(guò)洗衣機(jī)的電流是多少?
(3)他家若再購(gòu)一臺(tái)1.5 kW的空調(diào),為安全用電,需考慮哪些因素?
【答案】(1)能;(2)1.5A;(3)見(jiàn)解析.
【詳解】(1)從電能表上的銘牌讀出,電能表的額定電壓為220V,允許通過(guò)的電流為10A;因此電能表的最大功率為:P=UI=220V×10A=2200W;
小明家所有用電器的總功率為 100 W +150 W+1000W+180W+330W=1760W<2200W,因此他家的所有用電器可以同時(shí)使用;
(2)從表格數(shù)據(jù)可以看出,洗衣機(jī)的洗滌功率為330W,額定電壓為220V;因此洗衣時(shí)通過(guò)洗衣機(jī)的電流為:I'=P'/U=330W/220V=1.5A ;
(3)若再購(gòu)一臺(tái)1.5 kW的空調(diào),為了安全用電,需要考慮電能表的額定功率、保險(xiǎn)絲的規(guī)格和輸電導(dǎo)線(xiàn)的額定電流.
8. 現(xiàn)代家庭用電安全是一個(gè)十分突出的問(wèn)題。下表提供了一組人體電阻數(shù)據(jù)。如圖所示,用電器R接在家庭電路上,電阻為44歐,電路中還有額定電流為10A的熔斷絲(俗稱(chēng)保險(xiǎn)絲)。則:
(1)只有用電器R接入電路時(shí),通過(guò)熔斷絲的電流為多少?
(2)一個(gè)潮濕的人,赤腳站在地上,由于不小心,手接觸火線(xiàn),發(fā)生觸電事故,則通過(guò)人體的電流是多少(表中電阻數(shù)據(jù)適用此人)?并分析為什么熔斷絲不會(huì)斷(即熔斷絲不能救人命)。
【答案】(1)5A;(2)0.025;見(jiàn)解析.
【詳解】(1)用電器兩端電壓為220V,電阻為44Ω,根據(jù)歐姆定律,只有用電器R接入電路時(shí)通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流 I=U/R=220V/44Ω=5A
(2)由數(shù)據(jù)知,此時(shí)人體電阻大約為R=8.8×103Ω,
通過(guò)人體的電流 I人=U/R人=220V/ 8.8×103Ω=0.025A
并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流 I保= I+ I人= 5A+0.025A=5.025A

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