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第十九章 生活用电
第3节 安全用电
一.选择题
1.家庭电路中,当电流过大时会自动切断电路的是( )
A.熔断器 B.电流表 C.进户线 D.测电笔
【答案】A
【解析】熔断器是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成,在电路中电流过大时由于电流的热效
应,熔断器的温度升高并达到熔点而熔断,由此实现自动切断电路保护电气设备与人身安全的
目的。故A正确、BCD错误。
选A。
2.家庭电路中出现空气开关“跳闸”现象时,可能的原因是( )
A.电路中某个用电器出现开路
B.因绝缘皮破损使火线与零线相碰
C.电路中某个用电器接触不良
D.电路中某个灯泡的开关接触不良
【答案】B
【解析】
A、电路中某个用电器出现开路,则通过该电路无电流,不会造成电流过大,不会出现空气开关
“跳闸”现象,故A错误;
B、因绝缘皮破损使火线与零线相碰,形成短路,会造成电流过大,会出现空气开关“跳闸”现
象,故B正确;
C、电路中某个用电器接触不良,则通过该电路无电流,不会造成电流过大,不会出现空气开关
“跳闸”现象,故C错误;
D、电路中某个灯泡的开关接触不良,则通过该电路无电流,不会造成电流过大,不会出现空气
开关“跳闸”现象,故D错误。
选B。
3.下列说法中正确的是( )
A.在电路中,开关的位置改变可能会影响它对用电器的控制作用B.家庭电路中的保险丝熔断时可用同等粗细的铜丝替换
C.电路中电流的方向与自由电子定向移动的方向相同
D.电路两端有电压,电路中就有电流
【答案】A
【解析】A、在串联电路中,开关的位置不影响其控制作用,但在并联电路中,开关的位置往往
影响其控制作用,故A正确;
B、保险丝用电阻率大、熔点低的材料制成,用铜丝等代替无法达到保护电路的作用,此做法不
符合安全用电原则,故B错误;
C、金属导线里面作定向移动的为带负电的自由电子,电子的移动方向与电流方向相反,故 C错
误;
D、电路两端有电压,电路中不一定有电流,电路必须是通路才行,故D错误。
选A。
4.在家庭电路中,能在电流过大时自动切断电路从而起到保护电路作用的是( )
A. 断电器 B. 插座
C. 开关 D. 电能表
【答案】A
【解析】在家庭电路中,当电路中的电流过大时,断电器会断开电路的开关,从而起到保护作
用;插座是用来连接用电器的,开关是控制用电器的,电能表时测量电能的,故A正确。
选A。
5.家庭电路中,空气开关发生跳闸的原因一定是( )
A.用电器过多 B.发生了短路 C.总电流过大 D.总功率过大
【答案】C
【解析】在家庭电路中,当电路发生短路或电路中用电器总功率过大时,干路中的电流会过大,
会导致空气开关“跳闸”,即空气开关发生跳闸的原因一定是总电流过大,故BD错误,C正确;
用电器过多,但总功率不一定大,故A错误。选C。
6.随着生活水平的提高,家用电器越来越多,使用时若出现如图所示情形,会导致连接插座的导
线发热甚至燃烧起来,究其原因是( )
A.电路中支路太多
B.电路中用电器的总功率过大
C.电路中用电器过多
D.电路中用电器的总电阻过大
【答案】B
【解析】
A、电路中支路太多,如果用电器的总功率不大,或用电器没有全部工作,不会造成干路中的电
流过大,故A错误;
B、图中在同一插座上同时使用几个大功率的用电器,会使用电器的总功率过大,会导致干路中
的电流过大,会使得连接插座的导线发热甚至燃烧起来,故B正确;
C、电路中用电器过多,只有用电器的功率较大且同时工作时,才会造成干路中的电流过大,故
C错误;
D、若电路中用电器的总电阻过大,由欧姆定律可知干路中的电流较小,不会造成图中的情形,
故D错误。
选B。
7.下列有关家庭用电知识的说法正确的是( )
A.制作保险丝应选择熔点较高、电阻较小的材料
B.使用螺丝刀形状的试电笔时手不能接触上端的金属帽,笔尖接触导线
C.控制电灯的开关应连接在火线和该电灯之间,而且螺纹灯泡螺纹只能接零线
D.小明家正使用着一台110W的电冰箱,当他将60W的台灯的插头插进插座时,灯不亮且空气
开关跳闸,则故障可能是台灯断路
【答案】C
【解析】A、制作保险丝应选择熔点较低、电阻较大的铅锑合金的材料制成的,故A错误;
B、使用测电笔时,手不能接触笔尖金属体,手一定要接触笔尾金属体,故B错误;C、在家庭电路中,控制电灯的开关应该接在火线和灯泡之间。只有开关接在火线与电灯之间,
当开关断开时,电路中不但没有电流通过,而且电灯与火线断开连接,防止人触及灯泡与火线
构成通路,且从安全的角度分析,螺纹灯泡螺纹要接零线,故C正确;
D、小明家正使用着一台110W的电冰箱,当他将60W的台灯的插头插进插座时,总功率不大,
此时灯不亮且空气开关跳闸,则故障可能是台灯短路,故D错误。
选C。
8.如图所示为一款充电式LED台灯,当台灯没电时,可以连接充电器插入墙上的插座进行充电;
充满电后,可以脱离电源线进行照明,给生活提供了方便。当某次把充电器插头插入插座时
(此时台灯的开关未闭合),家里的空气开关立刻跳闸了。下列有关说法正确的是( )
A.台灯里面的LED灯主要是用超导材料制成的
B.当给该台灯充电时,其能量转化形式为化学能转化成电能
C.用手扳动支架就可以调节灯的高度,这说明力的作用是相互的
D.空气开关跳闸的原因可能是插头处有短接现象
【答案】D
【解析】
A、LED灯主要是用半导体材料制成的;故A错误;
B、台灯充电时相当于用电器,会消耗电能,是电能转化为化学能,故B错误;
C、用手扳动支架就可以调节灯的高度,这说明力可以改变物体的形状,故C错误;
D、某次把充电器插头插入插座时(此时台灯的开关未闭合),家里的空气开关立刻跳闸了,说
明出现了短路现象,即可能是插头处短路(即有短接现象),故D正确。
选D。
9.爱米对家庭电路的认识正确的是( )
A.空气开关跳闸一定是发生了短路
B.空气开关、金属丝都可以替代保险丝
C.三脚插头坏了不可以用两脚的更换
D.照明灯的开关一端接零线一端接灯
【答案】C【解析】
A、空气开关跳闸,是因为电路中的电流过大,可能是电路发生了短路或用电器总功率过大引起
的,故A错误;
B、有的金属丝的电阻很小并且熔点很高,其他条件相同时产生的电热很少,即使电流很大,这
些金属丝也不会熔断,不能起到保险作用,故B错误;
C、若用两脚插头代替三脚插头,接在两孔插座上使用(即用电器的金属外壳没有接地),这样
当金属外壳漏电时,电流不能导向大地,会发生触电事故,所以三脚插头坏了不可以用两脚的
更换,故C正确;
D、为了保证用电的安全,照明灯的开关应一端接火线一端接灯,故D错误。
选C。
10.某家庭电路中的总保险是按规定安装的,但保险丝有时烧断,有时又烧不断,产生这种情况的
原因可能是( )
A.电路有断路情况
B.有一只灯泡内灯丝断了
C.开关接触不良
D.有一个灯头两根导线有时发生短路
【答案】D
【解析】ABC、都是指电路出现断路现象,而发生断路时,电路中没有电流,保险丝不会熔断,
因此ABC都不符合题意;
D、有一个灯头两根导线有时发生短路,电路会产生很大的电流,则会将保险丝烧断,故D符合
题意。
选D。
二.填空题
11.家庭电路中,导线绝缘皮容易破损或老化,裸露的导线相接触会发生________,这时电路中的
________(选填“漏电保护器”或“空气开关”)会跳闸保护电路。除此之外,电路中用电器
________过大,也会导致电路中电流过大。
【答案】短路;空气开关;总功率。
【解析】裸露的导线相接触,会使零线和火线相连,发生短路现象,使得电路中的电流过大,
空气开关会跳闸保护电路;
电路中用电器的总功率过大,根据P=UI可知,会导致电路中电流过大。12.为了保证家庭电路的安全现在人们都在家庭电路的干路上安装空气开关,空气开关不但起到开
关作用而且可以起到保险装置的作用,保险装置的作用是在家庭电路________时,自动切断电
路,保护电路安全,某同学家中所装的空气开关的额定电流为10.00A,他家中有150W的电视
机一台,100W的计算机一台,150W的电冰箱一台,40W的日光灯4盏,1600W的电磁炉一个,
这些用电器________(填“能”或“不能”)同时使用。
【答案】电流过大;能。
【解析】(1)保险装置的作用是在电路中电流过大时能自动切断电路,起到保护作用;
(2)保险丝允许的最大功率P=UI=220V×10.00A=2200W,
用电器的总功率P =150W+100W+150W+40W×4+1600W=2160W<P,这些用电器能同时工作。
总
13.如图是小聪家的部分电路和电热水壶的内部原理图,若小聪将电热水壶的插头插入插座,然后
闭合开关时,空气开关跳闸,则原因可能是________(选填序号即可:①三孔插座中接火线和
零线的导线相碰:②电热水壶插头内两个线头相碰③电热水壶开关内两个线头相碰;④电路中
增加了大功率用电器)。
【答案】④。
【解析】
①若三孔插座中接火线和零线的导线相碰属于短路,在插入电热水壶的插头之前就会造成空气
开关跳闸,不符合题意,故①错误;
②若电热水壶插头内两个线头相碰,将插头插入插座时立即造成电源短路,在没有闭合开关前,
空气开关就会跳闸,不符合题意,故②错误;
③若电热水壶开关内两个线头相碰,插入电热水壶时就会马上工作,而不是闭合开后才会造成
电流过大,故③错误;
④电热水壶属于大功率用电器,将电热水壶的插头插入插座,然后闭合开关,此时电路中增加
了大功率用电器,会使得电路中的电流增大,造成空气开关跳闸,故④正确。
14.如图,闭合甲、乙两个电路中的开关后,都有一部分电线燃烧起来,产生这种现象的原因,甲
是因为________,乙是因为________。【答案】用电器总功率过大;短路。
【解析】由图中可知:甲图中同时工作的用电器太多,故电路中的总功率过大(过载),根据 P
=UI可知,U一定时,P越大,I越大,
当电流过大时,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,产生
的热量越多,故导致导线燃烧;
而乙图中是导线和用电器并联,使电路形成短路,导致电流过大,使导线燃烧。
三.实验探究题
15.
认识短路的危害
【设计实验】
目的:认识短路的危害
器材:低压电源(直流6V)、开关、额定电流为1A的保险丝、额定电压为6V的灯泡、
导线、电流表(演示电流表,0~5A档)
【进行实验】
(1)在图中,CD间接上一段保险丝,AB间接入电流表,其它部分按图所示连接好电路。
(2)当开关闭合时,灯泡________(填“发光”或“不发光”),电流表________(填“有”
或“无”)示数。
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到________
A.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
B.电流表的指针无示数,保险丝不会熔断
C.电流表读数稳定不变,灯泡正常发光
D.电流表读数稳定不变,灯泡不亮
【分析论证】
B、D间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律知道,闭合开关的瞬间,线路中的电流
________,通过保险丝和导线的电流________,但是保险丝的电阻比导线大很多,在电流相同
时,导体的电功率跟电阻成________比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险
丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的________效应。【答案】【进行实验】(2)发光; 有;(3)A;
【分析论证】很大;相同;正;热。
【解析】【进行实验】
(2)当开关闭合时,由图可知,这是一个正常连接的电路,灯泡与保险丝串联,所以灯泡发光,
电流表有示数。
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,此时灯泡被短路,电流通过保险丝后,直接经电流
表回到电源负极,所以当闭合开关的瞬间,将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保
险丝也随即熔断,灯泡不发光。故只有A符合题意;
【分析论证】
当B、D间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律I= 可知,闭合开关的瞬间,线路中的电
流很大,通过保险丝和导线的电流相同,但是保险丝的电阻比导线大很多,由公式 P=I2R可知,
在电流相同时,导体的电功率跟电阻成正比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使
保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的热效应。
16.阅读短文,回答问题:
漏电保护断路器
电给我们带来便利的同时也带来安全隐患,根据安全用电要求,现在,许多用户特别是新建楼
房的电路中除了要安装防止电流过大的空气断路器(俗称“空气开关”)外,还必须安装如图
甲所示的漏电保护断路器(俗称“漏电保护器”),它们通常安装在供电箱中。
家用漏电保护断路器是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备,正常
情况下,住户家中没有电流流向地面,即图乙中I 为零,进户线中流入的电流I 和流出的电流I
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相等。如果电路中某处发生漏电(漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面),
即图中的I 不为零,I 和I 就会造成不相等,当I 和I 的差异达到一定值,漏电保护断路器便会
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迅速自动切断电路。排除漏电故障后,重新合闸即可恢复供电。为确保使用安全,漏电保护断
路器上设置了试验按钮,需要每月试按一次,如果试验按钮按下漏电保护器无动作,说明漏电
保护器需要更换。(1)漏电保护断路器实质上就是一个________(电源/用电器/开关)。
(2)家庭电路电流过大的原因有________(只需答一个原因),当家庭电路电流过大时,漏电
保护断路器________(能/不能)自动切断电路。
(3)如果电路中发生漏电,漏电电流为I,则I、I、I 大小关系的表达式为________。
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(4)站在地面上的人体不小心接触了火线,如图丙所示,该人体的电阻为3000Ω,人与地面、
电线等的接触电阻为2500Ω,电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器,该漏电保护
断路器________(能/不能)及时断开电路。
(5)漏电保护器的试验电路,由一只试验开关S与电阻R组成,闭合试验开关S就能模拟漏电
情形,试验电路的连接符合要求的是________。
【答案】(1)开关;(2)短路;不能;(3)I=I+I ;(4)能;(5)C。
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【解析】(1)漏电保护断路器实质上就是一个开关;
(2)家庭电路电流过大的原因是:短路或总功率过大;
据题目中漏电保护器的作用是:如果电路中某处发生漏电(漏电是指电流从墙体、人体、接地
线或其他路径流向地面),即图中的I 不为零,就会造成I 和I 不相等,当I 和I 的差异达到一
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定值,漏电保护断路器便会迅速自动切断电路,故家庭电路电流过大时,熔断丝会熔断,但漏
电保护器不会切断;
(3)由图乙可知,火线中的电流一部分通过零线,一部分流向大地,即三电流之间的关系:I
1
=I+I ;
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(4)站在地面上的人体不小心接触了火线时,
此时漏电电流I= = =0.04A=40mA,
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由图丁可知,额定动作电流I≤30mA,因I>I,所以,该漏电保护器能及时断开电路;
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(5)A.闭合开关时,电阻R被短路,虚线框内火线电流仍然等于零线电流,无法模拟漏电情
形,故A不符合要求;
BD.闭合开关S时,通过虚线框内火线和零线的电流相等,此时无法模拟漏电情形,故BD不
符合要求;
C.闭合开关时,通过虚线框内火线的电流小于通过该装置零线的电流,可以模拟漏电情形,故
C符合要求。
故选C。