家庭用电知识讲解沪科版初中物理初三上册

家庭用电责编：武霞【学习目标】1.掌握家庭电路的组成及连接方法，尤其是三孔插座和螺丝口灯泡的接线方法；2.知道保险丝的作用及更换原则；3.了解测电笔的作用及使用方法；4.知道家庭电路中电流过大的原因；5.掌握安全用电原则。【要点梳理】要点一、家庭电路1.家庭电路的组成：进户线（低压供电线）、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线、插座、开关等（要按顺序填写）。2.家庭电路的各部分的作用：⑴火线和零线（进户线）：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，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。⑵电能表：①用途：测量用户消耗的电能（电功）的仪表。②安装：安装在家庭电路的干路上，原因：这样才能测出全部家用电器消耗的电能。⑶总开关（空气开关）：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，空气开关的静触点接电源线。⑷保险装置（保险丝）：①材料：保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成。②保险原理：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。位置在总开关之后。⑤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。⑥规格：越粗额定电流越大。⑸插座：①作用：连接家用电器，给可移动家用电器供电。②种类：固定插座、可移动插座、二孔插座、三孔插座。③安装：并联在家庭电路中，具体接线情况：三孔插座，左零（线）、右火（线）、上接地（线），两孔插座通常左零线右火线。⑹用电器（电灯）、开关：①安装：螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片，再通过开关接火线：②原因：防止维修触电。③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。④根据安全用电原则连接电路，每个开关都可以单独控制灯。⑤在新建的楼房里，控制插座的总开关上大多还装有漏电保护器。当发生漏电现象时，总开关上的漏电保护器会迅速切断电流，对人身起到保护作用。3.家庭电路的连接：各种用电器是并联接入电路的，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。要点诠释：（1）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。（2）三角插头最上端那个角接用电器的金属外壳，下面的两个角接用电部分的线路。把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。（3）测电笔：①用途：用来辨别火线和零线。②种类：钢笔式，螺丝刀式。③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，若发光则为火线。要点二、家庭电路电流过大的原因1.家用电器的总功率对家庭电路的影响：在家庭电路中,电路的总功率等于各用电器的功率之和。在同一个家庭电路中,所有的用电器都是并联的,每个用电器的两端电压都等于线路提供的电压,总功率等于各用电器功率之和,使用的用电器越多,电路的总功率越大,但不是说使用的用电器多时才会使功率过大,有时只用少数几个功率较大的用电器,电路的功率也会达到很大；因此电路中同时使用的用电器不能太多，否则容易引起线路故障，甚至发生火灾。2.短路对家庭电路的影响：由欧姆定律我们也可以知道,当电路出现短路时,电流将不通过用电器,使整个电路中的电阻非常小,这时电路中的电流就会很大,会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。3.保险丝的作用：保险丝的作用，在电路中的电流增大而超过线路设计的允许值前，能立即自动切断电路，串联在电路中的保险丝就可以起到这种自动切断电路的作用。以保证电路的安全，避免发生事故。（1）保险丝的材料必须具备两个条件：①电阻率大。这样电流通过保险丝时发热多，温度能迅速上升；②熔点低。电流过大，温度上升到熔点时能及时熔断，使电路切断。（2）保险丝越粗，熔断的电流就越大；实际中应根据电路设计的安全电流，选择合适的保险丝。要点诠释：（1）家庭电路中电流过大的原因有两个:①短路。②电路的总功率过大。从P=UI可以看出,家庭电路中的电压一定,当电路中的功率越大,通过电路的电流越大,所以家庭电路中的总功率过大。（2）家庭电路保险丝烧断的原因：①发生短路。②用电器功率过大。③选择了额定电流过小的保险丝。要点三、安全用电：1.触电事故：（1）定义：一定强度的电流通过人体所引起的伤害。（2）危险性：与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。（3）安全电压：不高于36V，动力电路电压380V，家庭电路电压220V,都超出了安全电压。2.触电形式：（1）低压触电：单线触电：火线、人体和大地构成回路。双线触电：火线、人体和零线构成回路。家庭电路触电的事故：都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。要分清零线和地线，虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。（2）高压触电：高压电弧触电：高压电弧触电就是当人体靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人体之间会发生放电现象。这时有电流通过人体。造成高压电弧触电。跨步电压触电：跨步电压触电是高压输电线落在地面上，地面上与电线断头距离不同的各点存在着电压（跨步电压），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.安全用电常识：(1)不靠近高压带电体(室外、高压线、变压器旁)(2)不用湿手扳开关，插入或拔出插头。(3)(4)(5)(6)下雷雨时，不使用收音机、录像机、电视机、且拔出电源插头，拔出电视机天线插头。暂时不使用电话，如一定要用，可用免提功能健。(7)(8)不在架着电揽、电线的建筑物下面放风筝和进行球类活动。【典型例题】类型一：家庭电路的组成及连接1.将经常开关的电灯，带保险盒的插座和接冰箱的三孔插座正确的接入图的电路中。【答案】如图所示【解析】根据开关只准接在火线上，螺丝口灯头的螺旋套只准接零线的规定，和保险丝接在火线上，三孔插座的1孔接地线，3孔接火线，2孔接零线的要求进行连线。【总结升华】本题考查家庭电路的连接。一定注意火线要先过开关才能进入用电器。举一反三：【变式】如图所示，电路中打“×”处表示断路之处，若开关S闭合后，用试电笔测试电路中A、B、C点，则不能使试电笔氖灯发亮的点是________。【答案】C【解析】试电笔氖管若能发光，则它必须直接或间接地与火线接触，从题图所示看，A、B均与火线接触，只有C点不发光。类型二：家庭电路中电流过大的原因2.某同学家室内的电灯均正常工作，当他把“220V8W”的台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内电灯全部熄灭，发生这一现象的原因可能是()A．插座处短路B．台灯插头处短路C．台灯开关处短路D．台灯灯头处短路【思路点拨】知道家庭电路保险丝烧断的原因：①发生短路。②用电器功率过大。③选择了额定电流过小的保险丝，来直接判断；也可用带入验证的方法来检验个选项。【答案】D【解析】从题意可判断，电路是发生了短路故障，由于插入台灯后，闭合台灯开关时，室内电灯才全部熄灭，所以排除插座和台灯插头处的短路；台灯的开关短路，它相当于开关闭合，不会导致电源短路，所以答案为D。【总结升华】灯座中的两个线头相碰即零、火线相连,可造成短路,而开关中的两个线头相碰,即把电路接通,不会造成短路。举一反三：【变式1】（2015•巴彦淖尔中考）如图所示的电路中，正常发光的三盏灯突然全部熄灭，经检查保险丝完好，用试电笔插进插座的两孔，氖管均发光。造成这一现象的原因是（）A．插座发生短路了B．进户的零线断了C．进户的火线断了D．某盏电灯的灯丝断了【答案】B【解析】试电笔能亮，说明火线上有电，而零线上本该不亮，但也亮了，说明是进户线的零线开路了，故B正确；插座处发生短路，会使保险丝熔断，故A错；进户线的火线断了，试电笔的氖管不会发光，故C错；因各灯并联，互不影响，某个电灯的灯丝烧断了，其它灯仍还亮，故D错。【变式2】(多选)保险丝熔断后换上新的，又被熔断，这可能是（）A．电路中有短路现象B.电路断路C.电路中总功率过大D.保险丝额定电流太小【答案】ACD3.小芳家中有40W的节能灯两个,25W的白炽灯两盏,150W的彩电一台,650W的洗衣机一台,她家用的电能表允许通过的最大电流为5A,下列说法中正确的是()A.小芳家的用电器同时使用时,总电流大于5AB.小芳家的用电器不能同时使用C.小芳家再购置一个700W的电饭锅,所有的用电器可以同时使用D.为安全、方便地用电,小芳家应该用电流值稍大于5A就跳闸的空气开关【思路点拨】在家庭电路中,电路的总功率等于各用电器的功率之和，会用公式计算家庭电路中电流的大小；了解安全用电的原则。【答案】D【解析】本题考查了电能表的规格和性能,电路中实际工作电流的计算、保险装置的选择等知识，首先求出小芳家所有用电器工作时的功率:P=40W×2+25W×2+150W+650W=930W。则电路中电流为:9304.2220PWIAUV,由于4.2A5A,所以A、B均错。当再加一个700W的电饭锅时,电路中的电流为：9307007.4220PWWIAUV，7.4A5A,所以所有用电器不能同时工作,故C错。空气开关是取代保险丝的新型装置,选择时应与电能表相匹配,不然会烧坏电能表,所以D正确。【总结升华】新型的保险装置——空气开关是为了保护电路而安装的,因而重点保护电能表不被烧坏,选择时电流值不能大于电能表的允许最大电流。举一反三：【变式】如果人体潮湿时的电阻按200Ω计算，在安全电压下通过人体的最大电流是__________mA，即使潮湿的双手接触到的是36V的低压，通过的电流仍超过了人体安全电流，会造成触电事故。【答案】180类型三：安全用电原则4.下列关于安全用电的说法中，正确的是()A．所有家用电器的外壳一定要接地B．低压带电体和高压带电体都可以接近，但不能接触C．电灯的开关，应该接在火线和电灯之间D．接大功率用电器的插座，只在连接插座的零线上装一根保险丝【答案】C【解析】通常情况下，有金属外壳的家用电器，为了避免电器漏电，需要使用三孔插座，把用电器金属外壳跟大地连接起来，并不是所有用电器的外壳都需要接地，因此选项A是错误的；低压带电体不能接触，靠近一些没有什么危险，但高压带电体不能靠近，如果接近高压带电体，就会产生高压电弧触电，因此选项B是错误的；电灯的开关应该接在火线与电灯之间，这样断开开关后，电灯就不带电了，人接触电灯就不会触电，所以选项C正确；不论什么用电器，都不能在连接零线的一段接保险丝，因为如果保险丝熔断，电路中没有电流，用电器不工作，而用电器仍然跟火线连通，反而更容易触电，所以选项D是错误的。【总结升华】本题考查安全用电的常识。电，可以为我们服务，但如果不注意安全，它会对人造成危害。举一反三：【变式1】家庭电路和家用电器在设计安装上都考虑用电安全问题，下列措施中与安全用电无关的是（）A.控制家用电器的开关应该安在火线上B.连接各户的总开关上安装漏电保护器C.洗衣机电冰箱等用电器应使用三线插头D.为使用方便安装插座【答案】D【变式2】（2015•娄底中考）下列做法符合安全用电的是（）A．使用测电笔时，手要接触笔尾的金属体B．家庭电路中保险丝可用铜丝代替C．家用电器着火时应迅速用水来灭火D．家用电器金属外壳不要接地【答案】A