人教版-物理19.1家庭电路

19.1家庭电路
【基础知识精讲】
1.家庭电路
(1)家庭电路的组成：供电线路、电能表、闸刀开关(总开关)、保险盒、插座、灯座、开关.
(2)家庭电路的电压，家庭电路的供电线路有两根，一根叫零线，另一根叫火线，火线与零线之间有220伏的电压.在正常情况下，零线和地之间没有电压，火线和地之间有220伏的电压.
2.保险丝
(1)保险丝是由电阻率大而熔点低的铅锑合金制成的.
(2)保险丝的作用是当电路中的电流超过规定值时，保险丝能自动熔断，将电路切断，起到保险作用.
3.接地的作用
为了防止用电器工作时因内部火线失去绝缘性能，致使火线与用电器外壳接通，造成触电事故.
4.测电笔
(1)测电笔是用来辨别火线和零线的.
(2)使用测电笔时应用手接触笔尾的金属体，笔尖接触电线(或与电线连通的导体)；如果氖管发光，表示接触的是火线，否则，就是零线.
【重点难点解析】
1.保险丝的作用和原理
保险丝必须具备的两个条件：①电阻率大，电流通过保险丝时，在长度、横截面积一定的情况下要比导线电阻要大，Q丝=I2R丝t发热多，温度能迅速上升；②熔点低，电流过大温度能上升到熔点及时熔化断开，使电路自动切断.
2.三孔插座和三脚插头
三孔插座中，除了两个孔分别接火线和零线外，另一个孔是跟大地连接的.
有金属外壳的家用电器，有时电器内部火线绝缘皮破损或失去绝缘性能.致使火线与金属外壳接通，使本不带电的外壳带了电，把金属外壳用三脚插头的一个脚和三孔插座上的接地孔相接，使外壳带的电从接地导线上流走，人体接触外壳就没有危险.
3.测电笔
判断有没有“电”，辨别火线很重要，因为保险丝和开关都要串接在火线上，这里就要用上电工的基本工具测电笔，家庭里也应常备.测电笔如何知道是否有“电”，主要靠氖管，氖管里充有惰性气体——氖气.结构如图所示，两端电极之间只要有少许电压，就会激发氖气发出红光.弹簧是为了保证接触良好，高电阻是为了分去大部分电压，或者使电流很小.使用时，下金属体(有时附带当螺丝刀使用)接触火线或带电体，上金属体与人体接触再接地，构成串联电路，此时电流微弱对人体不会造成伤害.
【命题趋势分析】
本节考查家庭电路的组成及连接方法，着重考查保险丝的作用及原理，今后试题命题的趋势是考查同学们用相关知识解释、解决实际问题的能力.
【难题巧解点拨】
例1 一只标有“220V 5A”字样的电能表，安装在家庭电路中，若电路中有4盏40瓦的电灯，一台120瓦的电灯，一台120瓦的电冰箱，一台40瓦的电视机.当这些用电器同时工作时，还能不能连入一个功率为1000瓦的电炉?
分析与解答：家庭电路在选装电能表时，一般是在供电线路能承受的最大功率的前提下，根据供电线路中所有用电器一起工作时的总功率，选装合适的电能表；因此，一个正常工作的供电电路能否再接入一个大功率的用电器主要看电能表是否被烧坏，可以根据电路中用电器的总功率来判断，也可以根据电路中的最大电流来判断.
解法一：当使电路中包括1000瓦的电炉在内所有用电器同时工作时，它们的总功率是P总=40瓦×4+120瓦+40瓦+1000瓦=1320瓦.
电能表所能受的正常功率是
P总=U额I额=220伏×5安=1100瓦.
因为P总＞P额，即电路中用电器的总功率已经超过电能表所能承受的正常功率，因此不能再接入1000瓦的电炉，否则将会造成电能表计数不准甚至会烧坏电能表.
解法二：也可以根据用电器的功率算出电路的总电流
I总=P总/U=1320瓦/220伏=6安.
可见，电路中的总电流已经超过了电能表允许通过的最大电流.
综上所述，该题答案是：不能接入电炉.
例2如下图所示的甲、乙、丙三个电路，哪个电路的安装是符合要求的?请说明理由.
解：甲图的连接方法是错误的.因为开关直接通零线，这样一来，即使开关断开了，灯泡仍然与火线连通，稍不小心，人碰到灯头的任一接线柱，都会造成触电，所以这种接法是危险的.
乙图在火线与零线上都装了一根保险丝，表面看来是“双保险”，更加安全.其实不然.因为开关闭合后，如果电路中电流过大，保险丝熔断，一般只会是一根熔断，而此时因电路已被切断，另一根保险丝将是完好的，并没有“双保险”.同时，电路中的电流过大时，究竟哪一根保险丝先熔断，事先无法判断.如果是接地零线上的保险丝先断，那么就将出现与甲图一样的情况，这时，不仅不是“双保险”，而是十分危险了.
丙图中火线进开关，零线进灯头，接法是正确的.
【课本难题解答】
4.从市线进户线开始，家庭照明电路组成的顺序依次是( C )
A.电能表、总开关、电灯、保险盒
B.总开关、电能表、保险盒、电灯
C.电能表、总开关、保险盒、电灯
D.电能表、保险盒、总开关、电灯
【生活实际运用】
某会议室安装的电器设备总功率为1540瓦，电路的电压为220伏，根据表1的《常用保险丝规格表》确定这个会议室安装的保险丝的直径为( )
表1 常用保险丝规格表
直径(毫米) 额定电流(安) 熔断电流(安)
0.71 3 6
0.81 3.75 7.5
0.98 5 10
1.02 6 12
1.25 7.5 15
1.51 10 20
【知识验证实验】
晚上保险丝突然断了，家里只有较细的保险丝，接上去就被熔断，能不能想别的办法?
【知识探究学习】
对于测电笔，里面加有一个高阻值的电阻，这是什么原因，若这个电阻丢失了，此测电笔能不能使用?
参考答案
【知识验证实验】
提示：保险丝越粗，溶断电流就越大.保险太细熔断电流大小，要想接上后能正常工作，要么减小电流即关掉一部分用电器，或把二股或三股细的保险并联在一起，扭成一股再接上保盒.
【知识探究学习】
加上高值电阻(是串在电路上)会使电流很微小(因为此电流是通过人体接地构成通路)电流大了对人体会产生伤害，若丢失了此高值电阻，此测电笔千万不能使用.
典型例题
家庭电路
为什么开关一般都接在照明电路的火线上？
可从照明电路中火线和零线的特点上去考虑。

人触电就是由于人体直接或间接触摸到火线造成的。

由于开关接在火线上，当拉开开关切断电路时，灯座或其他用电器就脱离了火线，这时人接触灯座或其他用电器就不会触电。

在家庭电路中，电能表总要装在总开关之前，这是因为______。

除了每个用电器安装开关外，还应在电能表后面加总开关，这是因为______。

在家庭电路中，各照明设备和插座间采用并联，这是为了______。

家庭电路中安装插座的好处是______。

可从电能表、闸刀开关、插座的作用及用电器的工作条件去考虑。

(l)电能表接在总开关前面可以测量用户所有用电设备所消耗的电能总共是
多少。

(2)在维修电路或遇到其他情况时，可以及时切断电路。

(3)防止各用电器的工作状态发生明显干扰，可保证各用电器的额定电压。

(4)加接用电器比较方便，同时便于对移动的用电器供电，如吸尘器等。

生活用电综合题：
图①是安装一盏电灯和一个大功率插座的实物示意图，A，B为保险丝，
请指出接线方法。

家庭电路的进线必须有保险丝，以防止电流过大造成火灾或触电事故，为了安全起见，保险丝一定要串联在火线上。

所有的家用电器要并联在电路中，为了使用方便和安全，都要串联一个开关再并联在火、零线上。

对于大功率电器的插座，为了防止它的故障对其他家用电器的影响，单独串联一个保险丝为好。

接线方法如下：保险丝A串在火线中，零线接通；开关接头4接火线，3接电灯接头1，2接零线；保险丝B的接头5接火线，6接插座接头7，8接零线。