科学第6节 家庭用电习题

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家庭用电与安全用电考点目录：考点一、零线与火线辨别、家庭电路连接  考点二、断路器、保险丝等元器件使用相关考点三、家庭电路故障分析考点四、预防触电与触电发生 习题训练：考点一、零线与火线辨别、家庭电路连接1.（2019八下·杭州期中）居民楼的楼道里，夜间楼道灯一直亮着会造成浪费，科研人员用“光敏”材料制成“光控开关”，它能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”，它能在有人走动发出声音时闭合，无人走动时自动断开。请将图中的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，要求只有在夜间有声音时灯才亮的自动控制电路，同时安装一个不受开关控制的三孔插座。   【答案】【解析】（1）根据题目的描述，分析两个开关的串并联关系；
（2）在家庭电路中，开关应该接在用电器和火线之间；
（3）三孔插座的接线方法：左零右火中间地。 【解答】（1）根据题目描述可知，白天时，光控开关断开，即使有声音使声控开关闭合，灯泡也不发光，这说明两个开关相互影响，即声控开关和光控开关是串联关系；
（2）从火线上引线，依次经过声控、光控，接在灯泡尾部，然后将灯泡的螺旋套与零线相连；
（3）三孔插座的左孔与零线相连，右孔与火线相连，中间的与地线相连，如下图所示：
  2.（2019八下·天台月考）如图所示是小利设计的一种限流器原理图，当电流超过限制电流时，会自动切断电路。   （1）若要把限制器接入家庭电路中，从安全用电角度考虑，应该把它接在进户线的________线上。    （2）调试时，电流尚未达到设计的限制电流，限流器已经切断电路。为达到设计要求，应把滑动变阻器滑片P向________移动。    【答案】（1）火          （2）右   【解析】（1）限流器相当于空气开关（或保险丝），当它接在火线上时，一旦切断电路，用电器上就不带电，十分安全；
（2）这个限流装置由两部分构成，电磁铁和滑动变阻器并联，而限制电流等于它们的电流之和。电磁铁负责切断电路，它需要的电磁力大小不变，即它的支路电流不变；而变阻器所在的支路电流决定了限制电流的大小。如果限制电流过小，说明变阻器的电流太小，那么增大它的电流即可。
【解答】（1）若要把限制器接入家庭电路中，从安全用电角度考虑，应该把它接在进户线的火线上；
（2）调试时，电流尚未达到设计的限制电流，限流器已经切断电路。为达到设计要求，必须增大变阻器所在支路的电流，即将变阻器的滑片向右移动。 3.（2020八下·吴兴期末）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。    【答案】（1）
（2）I串＝ ＝ ≈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:  ,解得：R01≤250Ω； t=80℃时，Rt2=20Ω，
则控制电路的电流 ； 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 解得：R03≥10Ω；综上所述，滑动变阻器阻值R1的取值范围在10Ω~250Ω。【解析】（1）在家庭电路中，开关一定要接在火线上；
（2）变阻器和热敏电阻串联，首先根据R总=Rt+R1计算出总电阻，然后根据   计算通过电流，与设定电流进行比较即可；
（3）根据图乙确定温度为40℃热敏电阻的阻值，然后根据欧姆定律计算出此时变阻器的阻值；再确定温度为80℃时热敏电阻的阻值，用同样的方法计算出此时变阻器的阻值；再根据变阻器的最大电流计算出此时变阻器的阻值，最后根据三个计算结果确定变阻器阻值的变化范围。
【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：；
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:  ,解得：R01≤250Ω；
t=80℃时，Rt2=20Ω，
则控制电路的电流 ；
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 解得：R03≥10Ω；综上所述，滑动变阻器阻值R1的取值范围在10Ω~250Ω。 考点二、断路器、保险丝等元器件使用相关1．自动空气开关在家庭电路中的主要作用是（　A　）A．电路发生短路时自动切断电路  B．保证电路的电压不变 C．保证电路的电阻不变  D．保证电路的电流不变 2．安装家庭电路时，从进户线到用电器之间有闸刀开关、电能表、熔断器，它们正确排列顺序是（　B　）A．闸刀开关、熔断器、电能表 B．电能表、闸刀开关、熔断器C．熔断器、电能表、闸刀开关 D．电能表、熔断器、闸刀开关3．在家庭电路中若发生以下三种情况：①灯座里的两个线头相碰。②开关里的两线头相碰  ③两孔插座中的两线头相碰，其中会引起电路中熔丝熔断的是（　B　）A．①② B．①③ C．②③  D．①②③4．家里某用电器发生短路，熔丝立即熔断，用下列方法进行检测，如图所示，断开所有用电器的开关，用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”，与熔断的熔丝并联，然后只闭合S、S1，若L正常发光，说明L1__短路__；只闭合S、S2，若L发出暗红色的光(发光不正常)，说明L2__正常__。(填“正常”、“短路”或“断路”)。通常人体安全电压____不高于36V___，生活中要注意用电安全。    考点三、家庭电路故障分析1.（2020八下·吴兴期末）小明把台灯插头插在书桌边的插座上，闭合台灯开关后发现台灯不亮。为了找出故障原因，他把测电笔分别插入两个插孔进行检测，发现其中一孔能使测电笔氖管发光，另一孔不发光，而此时家里的其它电器都能正常工作，则故障原因可能是（  ）            A.书桌边的插座与零线断开       B.进户线零线断了
C.进户线火线上的保险丝烧断      D.书桌边的插座短路了【答案】A   【解析】根据各个选项中的故障，推测可能出现的现象，哪个与题目描述一致，那么它就是正确选项。
【解答】A. 书桌边的插座与零线断开，台灯只与火线连通，不能构成通路，因此不发光。由于插座和其它用电器都是并联，那么此时对其它电路没有影响，所以都能正常工作，故A符合题意；
B.进户线零线断了，那么整个电路都不会形成通路，所有的用电器都不能工作，故B不合题意；
C.进户线火线上的保险丝烧断，那么整个电路都与火线断开，那么测电笔不会发光，用电器都不能工作，故C不合题意；
D.书桌边的插座短路了，那么整个电路都会发生断路，所有的用电器都不能工作，且保险丝会很快熔断，故D不合题意。
2.（2020八下·温岭期中）如图是某同学家的部分电路，他将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热水壶突然停止工作，但电灯仍在正常发光。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍不能工作。用测电笔分别测试插座的左、右孔，发现氖管均不发光。若电路中只有一处故障，则（    ）  A.电热水壶所在电路的 b、c 间断路      B.插座的接地线断路
C.电路的 a、b 间导线断路          D.电路的 c、d 间导线断路【答案】C   【解析】根据每个选项中的故障，分析可能出现的现象，哪个与题干描述一致，哪个就是正确选项。 【解答】A.如果电热水壶所在电路的 b、c 间断路，那么电水壶肯定不能工作，但是对三角插座没有影响，测电笔接触它的插孔时氖管应该发光，故A不合题意；
B.插座的接地线断路，只是会影响用电器的使用安全，但是对电路本身没有影响，所有的用电器都能正常工作，故B不合题意；
C.a、b之间的火线部分，是三孔插座和电热水壶两个支路构成的小干路。如果电路的 a、b 间导线断路，那么三孔插座和电热水壶都会与火线断开，那么水壶不工作，测电笔测试插孔时不发光，故C符合题意；
D.c、d之间是三孔插座和电热水壶两个支路构成的零线小干路，如果电路的 c、d 间导线断路，那么电水壶不能工作，但是测电笔接触插孔时能够发光，故D不合题意。
3.（2020八下·青田期中）电工师傅常用一只标有“220V 40W”的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当只闭合S、S1时L0不亮；当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色；当只闭合S、S3时，L0正常发光。由此可以判断(    )   A.L1所在的支路短路    B.L2所在的支路断路    C.L3所在的支路短路    D.各支路均完好【答案】C   【解析】①串联电路的总电压等于各处电压之和，因此总电压肯定大于任何一处的电压；
②灯泡的亮度越大，它两端的电压越大；
③对选项中的各个故障进行推测，哪个现象与题目描述一致，哪个就是正确选项。 【解答】A.如果L1所在的支路短路，那闭合开关S1时， 灯泡L0两端的电压为220V，应该正常发光，但实际上L0不亮，故A错误；
B.如果L2所在的支路断路，那么闭合开关S和S2时，灯泡L0不会发光，但实际上它发光，故B错误；
C.如果L3所在的支路短路，那么电路中只有灯泡L0，此时它两端的电压等于220V，应该正常发光，故C正确；
D.如果各支路均完好，那么就不会出现灯泡L0不亮的情形，故D错误。
4.（2020八下·青田期末）为了安全用电，家庭电路中要安装熔断器或断路器，试分析回答：   （1）熔断器内有保险丝，保险丝是用熔点________（选填“高”或“低”）的金属材料制成的。    （2）现在家庭电路中常用断路器来替代熔断器，一样能对电路起保护作用，当排除电路故障后通过手动复位即可接通电路，十分方便。右图所示为断路器的工作原理图，当电路中________时，会出现如图中B的状况。    【答案】（1）低           （2）短路等电流过大   【解析】（1）当电路中发生故障导致电流过大时，保险丝要率先熔断，为了缩短熔断时间，就必须产生更多的热量，即电阻率大；还要熔点低；
（2）根据双金属片的形状判断此时电路中产生热量的多少，进而对电流的大小进行推断。 【解答】（1）熔断器内有保险丝，保险丝是用熔点低的金属材料制成的。
（2）将B图和A图对比发现，双金属片发生了弯曲，肯定是电流过大产生的热量导致它们发生了膨胀，因此答案为：短路等电流过大时，会出现如图B中的状况。 考点四、预防触电与触电发生1.（2020八下·青田期中）如图是小华家的部分家庭电路的电路图，小华在家用台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光，小华用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，c孔不能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中________(填“甲”或“乙”)是火线，若小华将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现________(填“a”、“b”或“都”)能使试电笔的氖管发光，这样连接的电路是________(填“安全”或“危险”)的。  【答案】乙；都；危险   【解析】（1）测电笔接触火线或与火线连通的部分时，氖管会发光；接触零线或与零线连通的部分时，氖管不会发光；
（2）当开关S1闭合时，a点与火线相连，测电笔氖管发光；b点与零线相连，测电笔不发光。当开关S1断开时，a点仍然发光，b点与零线断开，通过灯丝与火线连通，此时测电笔就会发光。如果人接触到灯泡L1，很容易发生触电事故。 【解答】（1）d孔与乙线相连，此时氖管发光，则说明乙是火线，甲是零线；
（2）若小华将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现都能使试电笔的氖管发光，这样连接的电路是危险的。 2.（2019八下·江干月考）下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据：  测量项目完全干燥时出汗或潮湿时编号电阻编号电阻手与手之间①200kΩ④5kΩ手与脚之间②300kΩ⑤8kΩ手与塑料鞋底之间③8000kΩ⑥10kΩ根据上表回答以下问题：（1）赤脚情况下，干燥时的电阻大约是潮湿时电阻的________倍；    （2）若人的安全电流在25mA以下，当人在家庭电路中触电，以上哪几项是十分危险的？________（填编号）；    （3）曾有自称是具有特异功能的“大师”，他让十多个人手拉着手，站在木地板上，两端的人分别裸手握住连接火线和零线的金属丝进行特异功能表演。表演开始时，“大师”对队伍“发功”，后接通电源，竟然发现队伍中的人全部安然无恙。于是“大师”宣布说是特异功能作用的结果。实际上，每人两手间的平均电压________（选填“大于”、“等于”或“小于”）一般情况下人体的安全电压值。由计算可知，上述表演________（选填“能”或“不能”）证明这位“大师”有特异功能。