第十八章知識(shí)加油站家庭電路與安全用電一、選擇題1.如圖所示為某家庭電路實(shí)物布線圖，該電路各處連接均正確。下列關(guān)于該電路的說(shuō)法正確的是(D)第1題圖A.熔斷器中的保險(xiǎn)絲為銅線B.按鈕開關(guān)串聯(lián)在電燈和零線之間C.a線是零線，b線是火線D.三孔插座中最上方插孔必須接地2.(2024·徐州中考)如圖所示，用測(cè)電筆檢測(cè)插座中是否有“電”，下列操作錯(cuò)誤的是(C)第2題圖A.筆尖插入插座 B.筆尖接觸火線C.手接觸金屬體筆尖 D.手接觸金屬體筆尾解析：用測(cè)電筆檢測(cè)插座中是否有“電”，要將測(cè)電筆的筆尖插入插座，接觸火線或零線，手接觸金屬體筆尾，若氖管發(fā)光，筆尖接觸的為火線，若氖管不發(fā)光，筆尖接觸的為零線。手一定不能接觸金屬體筆尖，否則易發(fā)生觸電事故。故A、B、D操作正確，C操作錯(cuò)誤。3.(2024·天津中考)如圖為部分家庭電路示意圖，其中連接正確的是(A)第3題圖A.① B.②C.①③ D.②③4.(2024·威海中考)家用吊扇燈的風(fēng)扇和燈既可獨(dú)立工作，又可同時(shí)工作，下列電路正確的是(C)ABCD5.掌握安全用電常識(shí)，是當(dāng)代每個(gè)公民必備的素養(yǎng)。下列圖中符合安全用電原則的是(C)第5題圖A.圖甲中，站在地上的人用手去接觸裸露的火線B.圖乙中，手握住測(cè)電筆金屬體筆尖去檢驗(yàn)插座中的火線C.圖丙中，電熱水壺的外殼與保護(hù)接地線相連接D.圖丁中，小孩靠近高壓設(shè)備嬉戲、玩耍解析：題圖甲中，站在地上的人用手去接觸裸露的火線，電流從火線經(jīng)人體流向大地，會(huì)造成人體觸電，故A不符合安全用電原則；題圖乙中，手握住測(cè)電筆金屬體筆尖去檢驗(yàn)插座中的火線，會(huì)造成觸電，此時(shí)手要接觸金屬體筆尾才是正確的操作，故B不符合安全用電原則；題圖丙中，電熱水壺的外殼與保護(hù)接地線PE相連接，熔斷器接在火線上，故C符合安全用電原則；題圖丁中，小孩靠近高壓設(shè)備嬉戲、玩耍，容易引發(fā)高壓電弧觸電，故D不符合安全用電原則。6.為了市民電動(dòng)車充電安全，很多地方都配備了安全充電區(qū)。關(guān)于電動(dòng)車的安全用電，下列說(shuō)法正確的是(D)A.用濕抹布擦拭充電插口B.當(dāng)充電電動(dòng)車失火時(shí)，用水澆滅C.濕衣服可晾曬在充電的電動(dòng)車上D.充電結(jié)束，斷開開關(guān)，拔下插頭解析：生活用水是導(dǎo)體，用濕抹布擦拭充電插口，容易使人觸電，故A錯(cuò)誤；電動(dòng)車失火時(shí)，用水滅火，生活用水容易導(dǎo)電，容易讓施救者發(fā)生觸電事故，故B錯(cuò)誤；生活用水是導(dǎo)體，濕衣服不可晾曬在充電的電動(dòng)車上，故C錯(cuò)誤；充電結(jié)束，要斷開開關(guān)，拔下插頭，故D正確。7.我國(guó)規(guī)劃建設(shè)了特高壓(交流電壓在1000千伏以上)輸電網(wǎng)，遠(yuǎn)距離輸電采用特高壓，這是為了(A)A.減少輸電線上的能量損失 B.節(jié)省輸電線材料C.滿足用電器對(duì)電壓的要求 D.增大輸電線上的電流解析：在輸電時(shí)，輸出的電功率是一定的，根據(jù)I＝eq\f(P,U)可知，采用特高壓輸電，可以減小輸電線中的電流，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知，輸電線中的電流越小，輸電線上損失的電能越少，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。二、填空題8.我國(guó)家用電冰箱，正常工作時(shí)的電壓為__220__V；電冰箱內(nèi)的壓縮機(jī)和燈都能夠獨(dú)立工作，互不影響，則壓縮機(jī)和燈之間的連接方式是__并聯(lián)__(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。9.測(cè)電筆可以用來(lái)判斷火線和零線。如圖所示，持筆方式正確的是圖__乙___(選填“甲”或“乙”)；為了防止觸電，控制用電器的開關(guān)應(yīng)連接在__火線__(選填“零線”或“火線”)和用電器之間。第9題圖10.如圖所示的家庭電路中，開關(guān)閉合后，保險(xiǎn)絲因電流過(guò)大而熔斷。甲、乙兩圖產(chǎn)生電流過(guò)大的原因是不同的，圖甲中的原因是__用電器的總功率過(guò)大__；圖乙中的原因是__短路__。第10題圖11.家庭電路的部分電路圖如圖所示(電路連接正確)。根據(jù)電路圖可以判斷甲、乙兩根進(jìn)戶線中__甲__是火線。只閉合開關(guān)S1，燈L1正常發(fā)光，此時(shí)用測(cè)電筆接觸a點(diǎn)，測(cè)電筆的氖管__不發(fā)光__(選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”)；再閉合開關(guān)S2，燈L1馬上熄滅，則故障原因可能是燈L2__短路__(選填“短路”或“開路”)。第11題圖解析：根據(jù)題圖可知，S1與L1串聯(lián)，根據(jù)家庭電路的要求，電流要先通過(guò)開關(guān)，故甲是火線；只閉合開關(guān)S1，燈L1正常發(fā)光(燈泡兩端的電壓等于家庭電路的電壓)，此時(shí)用測(cè)電筆接觸a點(diǎn)，因a點(diǎn)與零線相連，a點(diǎn)與大地間的電壓為0，所以此時(shí)測(cè)電筆的氖管不發(fā)光；根據(jù)題圖可知，燈L1正常發(fā)光，再閉合開關(guān)S2，燈L1馬上熄滅，則故障原因可能是燈L2短路，而燈L2開路對(duì)燈L1不影響。12.如圖所示，①③兩人站在地面上，②④兩人均站在干燥的木凳上，不會(huì)發(fā)生觸電的是__②__(填序號(hào))。第12題圖第13題圖13.廣東新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，新能源汽車充電樁也大量出現(xiàn)，如圖所示。充電樁的外殼應(yīng)該接在__地__(選填“火”“零”或“地”)線上，工作人員在安裝充電樁時(shí)__必須__(選填“不必”或“必須”)斷開電源。解析：為了安全，充電樁的外殼要接地線，在安裝充電樁時(shí)必須斷開電源。14.為了防止使用電熱水器時(shí)觸電，用戶一般都會(huì)配置如圖甲所示的防電墻。如圖乙所示，在防電墻的內(nèi)部做成螺旋絕緣通道，水不直接流出，而是經(jīng)過(guò)一段螺旋線結(jié)構(gòu)后再流出，改變了水流的__長(zhǎng)度__和__橫截面積__，從而增大防電墻的電阻，達(dá)到“防電”效果。如圖丙所示，加裝防電墻后，人體與防電墻的電阻形成__串__聯(lián)電路。第14題圖三、作圖題15.(1)小明在使用插線板時(shí)發(fā)現(xiàn)：插線板上的開關(guān)斷開時(shí)，指示燈不發(fā)光，插孔斷電；開關(guān)閉合時(shí)，指示燈發(fā)光，插孔通電；如果指示燈損壞，開關(guān)閉合時(shí)插孔照樣可以通電。如圖中，虛線框內(nèi)為插線板內(nèi)部電路簡(jiǎn)化示意圖，請(qǐng)按上述要求用筆畫線代替導(dǎo)線，將插線板內(nèi)部電路中的缺失部分補(bǔ)畫完整。第15題圖答：如圖所示。(2)某風(fēng)暖浴霸由兩個(gè)開關(guān)控制，當(dāng)閉合S1時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作，起送風(fēng)作用，再閉合S2時(shí)，發(fā)熱絲R開始工作，吹暖風(fēng)，如果只閉合S2時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)熱絲都不工作。請(qǐng)?jiān)趫D中虛線框內(nèi)將風(fēng)暖浴霸的內(nèi)部電路連接完整并將其正確接入家庭電路中。第15題圖答：如圖所示。四、實(shí)驗(yàn)題16.小明想通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)短路的危害和保險(xiǎn)絲的作用，實(shí)驗(yàn)器材有低壓電源(直流6V)、開關(guān)、額定電流為1A的保險(xiǎn)絲、額定電壓為6V的燈泡、導(dǎo)線、電流表(演示電流表，0～5A)。第16題圖(1)在圖中，CD間接上一段保險(xiǎn)絲，AB間接入電流表，其他部分如圖所示連接好電路。(2)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，燈泡__發(fā)光__(選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”)，電流表__有__(選填“有”或“無(wú)”)示數(shù)。(3)斷開開關(guān)，在B、D間接一根粗銅絲，當(dāng)閉合開關(guān)的瞬間，你將會(huì)觀察到__D__。A.電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮B.電流表的指針迅速擺動(dòng)較大的幅度，燈泡變得非常亮C.電流表沒有示數(shù)，保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷D.電流表的指針迅速擺動(dòng)較大的幅度，保險(xiǎn)絲也隨即熔斷(4)B、D間接入銅絲時(shí)，燈泡被短路。根據(jù)歐姆定律可知，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的電流很__大__(選填“大”或“小”)。這時(shí)，通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流__等于__(選填“等于”“小于”或“大于”)導(dǎo)線的電流，但保險(xiǎn)絲的電阻比導(dǎo)線大很多。根據(jù)焦耳定律，在電流、時(shí)間相同時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電阻成__正__比，所以保險(xiǎn)絲產(chǎn)生的熱量更多，溫度更高，又由于保險(xiǎn)絲的__熔點(diǎn)__較低，所以發(fā)生了保險(xiǎn)絲熔斷現(xiàn)象。17.如圖所示是小雷設(shè)計(jì)的部分家庭電路示意圖，他與爸爸共同按圖進(jìn)行布線安裝。完成連接后，兩人同時(shí)閉合總開關(guān)S及開關(guān)S1時(shí)，燈泡L1閃一下便熄滅，家中所有用電器停止工作。為確定發(fā)生故障的元件進(jìn)行了如下探究。第17題圖(1)若要通過(guò)插座判斷家中電路是否有電，則測(cè)電筆應(yīng)插入插座的__右__(選填“左”或“右”)孔。(2)檢測(cè)結(jié)果是測(cè)電筆氖管不發(fā)光，可判斷是進(jìn)戶線__火線__發(fā)生開路，則應(yīng)檢查__熔斷器__(選填“燈泡L1”或“熔斷器”)所在的位置。(3)確定上述開路故障后，經(jīng)排查，小雷猜想發(fā)生斷電的原因可能是燈泡L1內(nèi)部短路或插座內(nèi)部短路。于是將熔斷器更換為“220V”的檢測(cè)燈泡L2。①閉合開關(guān)S、S1，檢測(cè)燈泡L2正常發(fā)光，L1不發(fā)光，上述現(xiàn)象能否判斷一定是燈泡L1內(nèi)部短路？__不能__(選填“能”或“不能”)，理由是__任意一條支路短路，燈泡L2兩端的電壓都為220_V__；②斷開開關(guān)S1，檢測(cè)燈泡L2正常發(fā)光，這一現(xiàn)象能否判斷一定是插座內(nèi)部短路？__能__(選填“能”或“不能”)，理由是__L2兩端的電壓為220_V__。解析：(1)若要通過(guò)插座判斷家中電路是否有電，則測(cè)電筆應(yīng)插入插座的右孔，因?yàn)橛铱着c火線相連；(2)檢測(cè)結(jié)果是測(cè)電筆氖管不發(fā)光，說(shuō)明測(cè)電筆與火線之間是斷開的，即火線發(fā)生開路；接下來(lái)應(yīng)該檢測(cè)熔斷器；(3)①閉合開關(guān)S、S1，檢測(cè)燈泡L2正常發(fā)光，L1不發(fā)光，這說(shuō)明L2兩端的電壓為220V，所以故障是燈泡L1內(nèi)部短路或另外的一條支路短路；②斷開開關(guān)S1，檢測(cè)燈泡L2正常發(fā)光，這說(shuō)明L2兩端的電壓為220V，則故障是插座內(nèi)部短路。五、計(jì)算題18.如圖所示，A、B、C均為保險(xiǎn)絲，其中B、C均為額定電流為3A的保險(xiǎn)絲。R1＝21Ω，R2＝18Ω。S斷開時(shí)，通過(guò)R1的電流為2.4A。(保險(xiǎn)絲電阻忽略不計(jì))第18題圖(1)當(dāng)S閉合時(shí)，通過(guò)保險(xiǎn)絲A的電流為多少？(2)若保險(xiǎn)絲A的額定電流為5A，當(dāng)S閉合時(shí)，A、B、C中哪根保險(xiǎn)絲有可能熔斷？該保險(xiǎn)絲應(yīng)該換用下表中直徑為多大的保險(xiǎn)絲？直徑/mm0.400.710.981.26額定電流/A1.534.56解：(1)由I＝eq\f(U,R)得，電源電壓U＝U1＝I1R1＝2.4A×21Ω＝50.4V，當(dāng)S閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，通過(guò)R2的電流I2＝eq\f(U,R2)＝eq\f(50.4V,18Ω)＝2.8A，因?yàn)椴⒙?lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以通過(guò)保險(xiǎn)絲A的電流I＝I1＋I(xiàn)2＝2.4A＋2.8A＝5.2A。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)和上述計(jì)算結(jié)果可知I＞5A，I1＜3A，I2＜3A，所以保險(xiǎn)絲A可能會(huì)熔斷，應(yīng)選擇直徑為1.26mm的保險(xiǎn)絲。19.如圖1為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為220V，水箱最多裝水0.3kg，加熱功率有高溫?fù)?、低溫?fù)鮾蓚€(gè)擋位。設(shè)計(jì)師最初設(shè)計(jì)的內(nèi)部電路有如圖2中甲、乙兩種接法，其中電熱絲R1＝88Ω、R2＝44Ω。圖1圖2第19題圖(1)使用掛燙機(jī)時(shí)，要插入三孔插座，是為了將金屬外殼與__大地__相連。(2)已知熔斷器里的保險(xiǎn)絲允許通過(guò)的最大電流為7.0A，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明設(shè)計(jì)師應(yīng)該選擇哪個(gè)電路。(3)按照正確選擇的電路計(jì)算掛燙機(jī)高溫?fù)跽９ぷ?0min，需要消耗多少電能？解：(2)如果選擇甲電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時(shí)，R1、R2并聯(lián)，此時(shí)電路中電流最大，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和，所以，電路中的最大電流I大＝I1＋I(xiàn)2＝eq\f(U,R1)＋eq\f(U,R2)＝eq\f(220V,88Ω)＋eq\f(220V,44Ω)＝7.5A，如果選擇乙電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)的電路中的電流最大，則電路中的最大電流I大′＝eq\f(U,R2)＝eq\f(220V,44Ω)＝5A，因熔斷器里的保險(xiǎn)絲允許通過(guò)的最大電流為7.0A，所以，設(shè)計(jì)師應(yīng)該選擇乙電路。(3)從乙電路可知，開關(guān)接1、2位置時(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，總電阻較小，電源電壓不變，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知總功率較大，掛燙機(jī)處于高溫?fù)?，正常工?0min，需要消耗的電能W＝eq\f(U2,R2)t＝eq\f((220V)2,44Ω)×10×60s＝6.6×105J。六、綜合能力題20.生活中處處有物理，請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)回答下列問(wèn)題。第20題圖(1)周末，蕾蕾和媽媽學(xué)習(xí)蒸饅頭，當(dāng)蕾蕾掀開鍋蓋后，伴隨著大量白氣涌出，站在遠(yuǎn)處的蓓蓓聞到了饅頭的香味，這是__擴(kuò)散__現(xiàn)象，蕾蕾往盤子里揀饅頭時(shí)發(fā)現(xiàn)饅頭和屜布粘在了一起，這是因?yàn)開_分子間存在引力__。(2)吃完飯后，媽媽讓蓓蓓把廚房里剛壞掉的節(jié)能燈換下來(lái)，于是蓓蓓將燈罩摘下來(lái)后，讓蕾蕾斷開節(jié)能燈開關(guān)，并換上新的節(jié)能燈，蕾蕾認(rèn)為蓓蓓的操作流程不符合安全用電要求，正確的操作流程應(yīng)該是__先切斷電源__。(3)下午，燃?xì)夤镜膸煾祦?lái)家里安裝了天然氣泄漏報(bào)警器，經(jīng)過(guò)詢問(wèn)安裝師傅，蓓蓓和蕾蕾了解到天然氣泄漏報(bào)警器主要由氣敏電阻R、定值電阻R0(保護(hù)電路)等組成，其中氣敏電阻R阻值隨天然氣濃度變化曲線如圖甲所示，于是蓓蓓和蕾蕾分別設(shè)計(jì)出了如圖乙、丙所示的天然氣泄漏檢測(cè)電路，電路設(shè)計(jì)要求：當(dāng)天然氣濃度增大時(shí)，電路中電表示數(shù)增大，則符合上述所有要求的合理電