第九讲第二节家庭电路

第九讲：电路第二节——家庭电路一、家庭电路的组成1、家庭电路的组成：主要组成部分有进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等。如图所示。2、家庭电路各部分的作用及连接方法（1）进户线：一根叫火线，另一根叫零线，火线和零线之间有220V电压，它们构成家庭电路的电源（火线和大地间有220V电压，零线和大地间没有电压）。（2）电能表：其作用是测量用户在一定时间内消耗的电能，装在干路上。电能表的铭牌标有电压值U和电流值I，电路中可使用的用电器的总功率P≤UI。（3）总开关：其作用是控制整个家庭电路的通断，装在干路上。安装闸刀开关时，上端为静触头，接输入导线，切不可倒装。（4）熔断器和断路器：A、熔断器工作原理：限制家庭电路中电流过大，当电流过大时保险发热自行熔断，从而切断电路。B、熔断器的种类：封闭管式熔断器，俗称保险管。敞开插入式熔断器，俗称保险盒。C、保险丝：保险是由电阻率大、熔点低的合金制成。保险丝的选择原则：保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作的电流。D、保险丝：a、保险丝是用铅锑合金制作的，电阻比较大，熔点比较低；b、当电路中的电流过大时能自动熔断而切断电路，起保险作用；c、保险丝应串联在电路中，绝对不允许用铁丝、铜丝代替保险丝；d、保险丝的选择原则是保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流。说明：在实际生活中有些地区已经用空气开关取代了保险丝，其作用是相似的。当电路中电流过大时，空气开关能自动断开（俗称“跳闸”），以保护电路。（5）插座：给可移动的家用电器供电，插座应并联在电路中，插座可分为两孔插座和三孔插座。三孔插座中一个孔应接地(见图1832)。（6）开关：可以控制所在电路的通断，开关应和被控制的用电器串联。（7）用电器：直接利用电能工作的器件，各个用电器应并联接入电路。二、试电笔1、试电笔是用来辨别火线和零线的工具。构造：由笔尖金属体、大电阻、氖管、弹簧和笔尾金属体等组成。如图所示。2、使用时，用手接触笔尾金属体，如图所示。将笔尖接触被测电路，若碰到的是火线，则氖管发光；若碰到的是零线，则氖管就不会发光。三、避雷针避雷针是针状金属物，装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板相连，以保持与大地的良好接触。当带电云层接近时，大地中的异种电荷被吸引至避雷针的尖端，并由于尖端放电而释放到空气中，与云层中的电荷中和，达到避雷的目的。高压输电线最上面的两条导线也是用来防雷的。四、家庭电路中电流过大的原因1、发生短路，即火线和零线直接连接。例如，电线绝缘皮刮破、老化，连接线路时不小心等情况造成火线、零线直接连接；连接用电器时发生短路等。2、用电器的总功率过大。例如，居民楼里电炉子、电暖气、微波炉等大功率的用电器插在一个插座上让它们同时工作，导致电流过大烧毁保险丝或造成跳闸等。五、家庭电路的安装为用电安全，家庭电路的安装要遵循以下几项原则：1、开关应先接在火线上再与用电器串联；大功率用电器的保险盒应接在火线上，不能接在零线上。2、火线不能直接接入灯座，必须先经过保险丝、开关后才能接入。3、螺口灯座的螺旋套只允许接在零线上，绝不允许接在火线上，因为正常情况下，零线是接地的，对地没有电压，所以在装卸灯泡时，人们不慎碰到灯泡的螺旋也不会发生触电事故。4、三孔插座的接线方法：左零右火上接地。(如图)口诀：火线零线并排走，零线直接进灯口。火线接上熔断器，通过开关进灯头。六、过载过载是指电路中同时工作的用电器过多，导致线路总电流超过额定值的现象。过载容易引起导线、开关、插座等过热，会加速绝缘材料老化或烧坏保险丝，甚至引发事故。七、触电1、低压触电(家庭电路触电)（1）触电原因：家庭电路中的触电事故，大多数是人体直接或间接接触火线，有过大电流通过人体造成的。（2）家庭电路触电的两种形式：①单线触电：站在地上的人触到火线，则电流由火线进人人体，流到大地形成回路，造成触电事故。如图甲所示。②双线触电：站在绝缘体上的人若同时触到火线和零线，则电流由火线进入人体，再到零线形成回路，造成触电事故。如图乙所示。2、高压触电高压触电有两种形式：（1）高压电弧触电：当人体靠近高压带电体一定距离时，高压带电体和人体间发生放电现象，电流通过人体，造成高压电弧触电。（2）跨步电压触电：高压输电线落在地上，地面上与电线断头距离不同的各点存在电压，当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而有了电压差(跨步电压)，这时电流通过人体，造成跨步电压触电，如图所示。3、触电的急救措施（1）首先要切断电源(拉总开关)，在无法切断电源的情况下，用绝缘的干木棍、竹竿等绝缘体将电线挑开，使人体与带电体分离。如果触电者未脱离电源前，救护人员贸然用手直接去拉触电者，则不但不能救人，自己反而也会触电。（2）将人体与带电体分开后，进行现场抢救或拨打求救。（3）如果用电时引起火灾，要先切断电源，绝不能向带电体泼水救火。八、安全用电常识安装和使用用电器时，必须注意防止发生触电或引起火灾。1、当人体中通过的电流超过30mA时，便会使人感到剧痛甚至神经麻痹、呼吸困难，有生命危险。达到100mA，在很短的时间内就会造成窒息、心跳停止。经验证明：一般隋况下，只有不高于36V的电压才是安全的。但在潮湿环境中，安全电压应在24V甚至12V以下。2、安全用电原则(1)将插头插人插座时，手不要接触金属插脚；(2)不要用湿的手触摸电器、插座和开关；(3)防止电线的绝缘层老化或破损；(4)不要在高压线旁钓鱼或放风筝；(5)不要使插座超负荷；(6)避免在浴室中使用电器；(7)导线旁不要放发热物体；(8)不要同时使用大量大功率用电器。九、怎样分清地线、火线和零线低压供电线路由两根电线（火线和零线）与家庭电路相连。火线和零线之间有220V电压，火线与大地之间也有220V电压。在三孔插座中有一根电线将家用电器外壳与大地相连，这根线称为地线，虽然在正常情况下地线和零线之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则容易造成触电事故。用试电笔接触火线时，试电笔的氖管发光，接触零线和地线时，正常情况下氖管不发光。如果发光了，前者说明零线断路，后者说明有的用电器的外壳带了电。知识巩固练一、选择题1、如图是一种住宅户内的配电系统，关于该系统，下列说法中正确的是()A.1处安装电能表，2.、3、4处安装空气开关，5处安装漏电保护器B.1处安装电能表，2处安装漏电保护器，3、4、5处安装空气开关C.1处安装漏电保护器，2处安装电能表，3、4、5处安装空气开关D.1处安装电能表，2、4、5处安装空气开关，3处安装漏电保护器【答案】A【解析】本题主要考查家庭线路的组装。根据电路的组成可知，家庭电路的连接要按照进户线→电能表→总空气开关及漏电保护开关→用电器的安装顺序；即在1位置安装电能表，在2、3、4位置应安装空气开关，可以在电流过大时自动断开开关以保护电路安全，此处的火线不容易接触到，故不安装漏电保护器；在5位置应安装漏电保护器，当该处的用电器发生漏电时会自动切断电源，保证了人体的安全，故A正确。2、如图为测电笔的结构及使用方法。下列说法正确的是（）A.测电笔可以判断物体是带正电还是带负电B.若氖管发光，说明人体成为了电流的通路C.笔尖、电阻和氖管是导体，外壳、弹簧和笔卡是绝缘体D.在两种使用测电笔的方法中，甲是正确的，乙是错误的【答案】B【解析】A.测电笔的用途是辨别火线和零线，不能判断物体是带正电还是带负电，故A错误；B.若氖管发光，说明测电笔接触的是火线，电流需要经过人体形成回路，即人体成为了电流的通路(但电流很小)，故B正确；C.笔尖、电阻、氖管、弹簧和笔卡是导体，外壳是绝缘体，故C错误；D.在两种使用测电笔的方法中，手指要接触测电笔尾部的金属体(或笔卡)，甲图手没有接触笔卡，使用方法错误，乙图手接触了笔卡，使用方法正确，故D错误。3、某学校文艺会演时，科学组的老师给大家表演了一个“不怕电”的节目(请勿模仿).首先王老师将一盏白炽电灯接到两导线头M、N之间，灯泡正常发光.随后将灯泡取下，王老师站到干燥的木凳上后，左、右手分别抓住M、N两导线头(如图).李老师用测电笔分别测试M、N及王老师的皮肤，发现测电笔的氖管都发光，而王老师却谈笑自如.对以上现象的解释，你认为正确的是（）A.王老师有特异功能，确实不怕电B.王老师的双手戴着绝缘手套C.在人、灯替换之时，有人将零线断开了D.在人、灯替换之时，有人将火线断开了【答案】C【解析】选项B中王老师的双手如果戴着绝缘手套相当于M、N两导线头之间断路，用测电笔测N导线头不可能使氛管发光，与题意不符；选项D中将火线断开，用测电笔测不可能使氛管发光，与题意不符；选项C中将零线断开，此时人体仍与火线相通，因此用测电笔测M、N两导线头都能使氛管发光。4、关于安全用电，下列做法中正确的是()A.更换灯泡时先断开电源开关B.在高压线下放风筝C.家用电器电线绝缘皮破损了仍继续使用D.用湿布擦拭正在工作的电视机【答案】A【解析】本题考查生活中的用电安全。为了防止触电事故的发生，我们必须懂得并遵守安全用电的原则。A.更换灯泡、搬动电器时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，符合安全用电原则；B.高压线的电压很高，在其旁边放风筝，风筝容易挂到高压线上，很有可能会发生导电，使得放风筝的人触电，不符合安全用电原则；G.使用电线绝缘皮破损的用电器，易引发触电事故，不符合安全用电原则；D.水是电的导体，用湿布擦带电的用电器时，可能会因湿布导电而发生触电事故，不符哈安全角申原则。5、如图是家庭电路示意图。下列说法中正确的是()。A.电能表示数的单位是千瓦B.与开关S直接相连的导线a是零线C.若在导线a和b之间接一个灯泡L1，则L1与L串联D.若c处断开，洗衣机插头插入插座，洗衣机虽能工作但有安全隐患【答案】D【解析】考查家庭电路的设计与评价。A项、电能表是用来测量消耗电能多少的仪表，示数单位是kW·h，俗称度，错误；B项、家庭电路中，为了安全，开关S要接在火线和用电器之间，因此与开关S直接相连的导线a是火线，错误；C项、家庭电路中，各电器之间是并联的，若在导线a和b之间接一个灯泡L1，则L1与L并联，错误；D项、若c处断开，洗衣机插头插入插座，洗衣机能工作，但外壳没有接地，若外壳漏电，较强的电流通过人体，会对人体造成伤害，正确。6、如图所示是正常家庭电路的一部分。下列说法正确的是()。A.导线B与大地之间的电压为220VB.测电笔先后插入插座的左右插孔，氖管都发光C.电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地D.断开开关S后，站在地上的人接触a点或b点一定不会触电【答案】C【解析】由图知，开关接在导线A上，所以A是火线，B是零线，A、火线和零线间的电压为220V，零线和大地之间的电压为0，导线B与大地之间的电压为0，故A错误；B、插座的左孔接零线，右孔接火线，所以测电笔插入插座的左氖管不发光，插入插座的右插孔氖管发光，故B错误；C、三孔插座已接地，当电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地，这样能，防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故，故C正确；D、由图可知，开关S断开时，虽然灯泡不发光，但火线没有被切断，所以人接触a点会触电，b在零线上，所以接触b点不会发生触电事故，故D错误。7、家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备，家庭电路漏电时，通过火线与零线的电流不相等，漏电保护器中有一特殊装置(在图中虚线框内，未画出)检测到这一差异后，便切断电源，起到保护作用，漏电保护器中还有试验电路，由一只开关S与电阻R组成，闭合开关S就能模拟漏电情形，试验电路的连接符合要求的是()。【答案】C【解析】AB、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AB不正确；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正确；D、闭合开关时，虚线框内火线电流仍然等于零线电流，因为导线将电阻R短路，所以闭合开关不影响电路，故D不正确。二、填空题8、电工师傅常用一只额定电压为220V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S闭合后，再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时，可能出现以下三种情况，试判断(填“短路”断路”或“正常”)：（1）L0不亮，说明该支路。（2）L0正常发光，说明该支路。（3）L0发光呈暗红色，说明该支路。【答案】(1)断路(2)短路(3)正常【解析】L0连入电路，每次闭合一个开关时，和连通电路的灯泡处于串联状态.L0不亮，说明零线与火线之间出现断路，即该支路断路；L0正常发光，说明其两端电压为220V，所以该支路短路；L0发光呈暗红色，说明其两端电压不足，因而该支路是正常的，所连灯泡也在发光，也呈暗红色。9、如图所示，闭合开关，电灯不亮，用试电笔接触D点时氖管发光，接触E点时不发光，说明D、E间。若试电笔接触A至F各点都发光，说明。【答案】断路；进户零线断路【解析】接触D点时氖管发光，接触E点时不发光，说明火线有电，零线也正常，故是DE之间断路了；点F在正常情况下，测电笔应该不亮，亮了，说明零线断路了。10、如图1所示，甲站在干燥的木桌上一只手接触到火线；乙站在地上一只手用金属棒按触到零线；丙站在干燥的木桌上一只手接触到火线。此时，丁站在地面上用手去拉丙。则四人中，会触电。若图1中，乙和丙均是如图2握试电笔与导线接触，则二人中，的试电笔氖管能发光。【答案】丙丁；丙。【解析】甲站在干燥的木桌上一只手接触到火线，无法形成电流的通路，故不会发生触电；乙站在地上一只手接触到零线，因此零线与大地之间没有电压，因此没有电流通过人体，不会发生触电；丙站在干燥的木桌上一只手接触到火线，此时，丁站在地面上用手去拉丙，这样电流可以从火线经丙、丁导向大地，会造成丙、丁两人同时触电。故试电笔接触丙时，氖管会发光。11、在家庭电路中，安全用电很重要。(1)如图甲所示，是某商店出售的一套电源插座和插头，请你从安全用电的角度说明，该电器产品不符合安全用电规则的地方是。(2)使用测电笔可识别简单的电路故障。图乙所示电路中，当开关闭合，电灯不发光，用测电笔测试a、b、c、d四点，结果只有b点不发光，由此可以判断故障是。【答案】采用两脚插头cb间出现断路【解析】(1)如图，插排上是三孔插座，对应用三脚插头，图上采用两脚插头不符合安全用电原则。(2)当开关闭合，电灯不发光，用测电笔测试a、b、c、d四点，a、c、d三点氖管发光，说明测电笔接触火线，只有b点不发光说明测电笔没有接触火线，可以判断cb间出现断路。12、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）当电流超过限制电流时，衔铁被电磁铁吸引过去，匀质的金属杆在弹簧拉力作用下绕点转动，电路断开刚转动时，杠杆属于杠杆。（2）若要把限流器接入家庭电路中，从安全用电角度考虑，应该把它接在进户线的线上。【答案】（1）省力；（2）火。【解析】（1）金属杆可视为杠杆，支点为点，弹簧的拉力为动力，的重力为阻力，此时杠杆的动力臂大于阻力臂，所以属于省力杠杆；（2）为了用电安全，当电路断开时，防止用电器带电发生触电事故，要把限流器接入家庭电路中进户线的火线上。故答案为：（1）省力；（2）火。三、说理与计算题13、安全用电至关重要，请你用生活用电相关知识解释下面两个问题。（1）空气开关在电流过大时会自动断开，造成电流过大的原因是什么？（2）电灯的开关为什么要接在火线和灯泡之间？【答案】(1)家庭电路中电流过大的原因是短路或用电器总功率过大。(2)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，发生触电事故。【解析】（1）家庭电路中电流过大总共有两个原因：短路和总功率过大。（2）火线首先接入开关，然后进入灯泡顶端的金属点；零线直接进入灯泡的螺旋套，开关要接在灯泡和火线之间，断开开关，切断火线，触及灯泡时更安全。14、如图所示是微博上转载的安全用电“三字经“漫画，请你选择其中的一条用物理知识说明为什么要这么做。【答案】“裸露