15.5 家庭用电
一、单选题
1．关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．洗衣机在工作时金属外壳不必与大地连接
B．使用测电笔时，测电笔内部的氖管和高电阻的位置可以互换
C．家庭电路中，用铜导线替代熔丝不仅安全，而且耐用
D．当空气开关自动断开后，应立即闭合空气开关
2．关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．发现有人触电后，应立即用手把触电人拉离电线
B．电线使用年限过长，绝缘皮破损，可能造成短路
C．使用测电笔辨别零火线时，手不能接触笔尾金属电极
D．空气开关自动断开时，一定是电路中出现了短路
3．下列关于安全用电的说法正确的是（ ）
A．当电路严重过载时，漏电保护器能自动切断电路
B．使用试电笔时，手指不能碰到笔尾金属体，以免发生触电事故
C．保险丝是由电阻率大、熔点低的材料制成的
D．应将开关和用电器串联，并且开关安装在零线和用电器之间
4．下列说法中正确的是（ ）
A．家里空气开关“跳闸”，一定是电路出现了短路
B．保险丝粗点更能起到有效的保险作用
C．大功率的或有金属外壳的家用电器使用三脚插头和三孔插座，可以把用电器的金属外壳接地，这样更安全
D．人体触电都是人体直接或间接与零线连通，电流经过人体回到零线或流入大地
5．下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．在电线上晾晒衣服 B．有金属外壳的用电器必须要接地
C．家庭电路发生火灾时，先灭火再切断电 D．用湿抹布擦拭正在工作的台灯
二、填空题
6．小雨分别将一个开关控制的灯泡和一个带保险丝的三孔插座连入家庭电路中。
（1）家庭电路中火线与零线之间的电压是 ___________V；
（2）请用笔画导线帮小雨完成电路的连接。( )
7．星期天小天在家里正开着空调上网查用电方面的资料。
（1）测电笔可以测试导线是火线还是零线，如图所示，持笔方式正确的是______；
（2）当妈妈做饭时把电热水壶插头插进插座时，空气开关立刻“跳闸”，小天分析其原因可能是电热水壶插头内部______，也可能是家里电路中用电器______。
8．生活用电中，导致家庭电路中电流过大的原因是______和______。
9．家庭电路中常用带有开关的移动插座，插座上的开关与插座是___________联，插座与插座之间是___________联。安全用电原则：不接触___________带电体，不靠近___________带电体。
10．家里的电灯、电视、电冰箱等家用电器的连接方式是___________的（填“串联”或“并联”）。你判断的依据是___________。
三、实验题
11．小明买了蜡烛做以下物理小实验：
（1）如图甲，小明在纸杯底部开一圆孔，用塑料薄膜蒙住杯口，拍打薄膜发出声音，烛焰晃动，说明声音_____。
（2）如图乙，小明用该蜡烛“探究平面镜成像的特点”时，将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，能看到玻璃板后面有它的像，小明拿一只与A完全相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。这种确定像与物大小的方法是_____（选填“转换法”、“控制变量法”或“等效替代法”）；小明用吸管沿着图示方向对着蜡烛A的左侧吹气，他将看到A烛焰的像向_____（选填“左”或“右”）偏。
（3）如图所示是使用测电笔时的情况：图甲测电笔的笔尖应该是_____（选填“导体”或“绝缘体”）；在图乙和图丙中，表示正确使用测电笔的是图_____；若测电笔氖管发光放电时的电流为0.4mA，人体的安全电压为36V，则当测电笔的笔尖接触家庭电路的火线时要使人能处于安全状态，测电笔内电阻至少需_____。（只考虑人体和测电笔的电阻）
12．小丽同学家的卫生间将要改造，她利用学过的物理知识边思考、边探究。
（1）为防止扳动开关造成触电事故，她为家用浴霸（两个既可照明又可取暖的灯，其额定电压均为220V）设计了一个温度自动控制装置，如图甲所示。请将两灯连入电路中。_______
（2）洗澡时，涉及很多物理知识，小丽总结了一些物理知识，其中正确的是_____
A．热水器可以使用两孔插座，无需三孔插座
B．洗澡时，房间的玻璃镜面没有产生雾气，是因为镜面带有降温功能
C．搓背用的洗澡巾表面粗糙是为了增大弹性
D．浴室内的照明灯用玻璃罩密封，是避免液化的水膜导电，造成人体触电事故
（3）小丽准备购买一个草坪式浴室防滑垫，它是由柔软的PVC材料制成，其正面为仿草坪式设计，背面有许多小吸盘，如图乙所示，正面是通过增大接触面的粗糙程度增大脚与垫之间的摩擦力：背面则是利用_____产生的较大压力来增大垫与地之间的摩擦力，两者并举从而达到理想的防滑效果。
（4）小丽想自制一个简易淋浴器，如图丙所示，其“混合器”其实就是一个可以调节横截面积大小的“三通”，当凉水从水龙头流经混合器时，热水会自动从热水壶中上升与凉水混合流到喷头洒出。热水会自动从热水壶中上升的原理是_____。在热水和凉水的温度均保持不变的情况下，如果要使喷头喷出的水温升高，应如何调节“混合器”_____。
13．小华在课堂上进行了如下几个实验操作：
（1）图所示，验电器的箔片张开，是因为两箔片带了________种电荷相互_________；
（2）图所示，用测电笔辨别火线和零线的两种使用方法中，正确的是___________（选填“甲”或“乙”）。
（3）图所示的电路，将滑动变阻器的滑片P向左移动时，自制电磁铁将会吸起更_________（选填“多”或“少”）的大头针。
14．为了直观的认识短路的危害，某实验小组设计了如下实验。
器材：低压电（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）。
（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S闭合时，灯泡______（填“发光”或“不发光”）；
（3）断开S，在BD间接一粗铜丝，当闭合S的瞬间，你将会观察到_________。
A．电流表指针迅速摆动较大的幅度，保险丝熔断
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，灯泡不发光
15．亲爱的同学，请利用你所掌握的实验技能回答下列问题。
（1）如图甲，这是一种家用电力检测仪的部分截图，它当前测量的是________（填物理量），示数是________；
（2）如图乙所示，这是某试电笔的结构图，其外壳为透明绝缘体，安装时________，（选填“能”或“不能”）调换氖管与电阻的位置，使用时，手的________（选填“要”或“不要”）接触笔卡；
（3）家庭电路中，检测电路故障时，电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0（检验灯泡），放在保险丝位置上，并且断开保险丝，来检查家庭电路中每个支路的情况，如图丙所示，当S闭合时，再逐一闭合S1、S2、S3（每次只闭合其中的一个开关）可能出现下列几种现象，请你根据所提供的现象判断电路的状态（选填“短路”“断路”或“正常”）
①L0不亮，说明该支路________；
②L0正常发光，说明该支路________；
③L0发光呈暗红色，说明该支路________。
四、计算题
16．烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康，为了满足这个要求，小罗设计了多档位节能电烧水壶，电路原理如图甲。其中开关S为防干烧温控开关，通常情况它是闭合的。定值电阻R1、R2为加热电阻，且R1为48.4Ω，R2阻值为R1的2倍。通过滑动金属滑轩上的滑块P，使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化（图乙）。他测得烧水壶用中功率档给热水保温时，正常工作24s，将Ikg的水从75℃加热到80℃。[已知 c水=4.2103J/(kg ℃)，不计温度对电阻的影响]求：
（1）此加热过程中热水所吸收的热量Q；
（2）此加热过程中烧水壶的热效率η（η=，W为所消耗的电能）；
（3）用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热一段时间后开始计时经过30s后水沸腾，再以低功率档持续加热30s，观察到电能表转盘在这60s内转了27转（电能表盘如图丙），烧水壶工作的实际电压U实是多少？
17．为了应对家中天然气停气而不能及时烧热水，妈妈从商场买了一个电热水壶，其部分铭牌信息如图甲所示，图乙为电热水壶的工作电路R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，电热水壶的挡位不同。求：
(1)求额定保温时的电流；
(2)R1和R2的阻值；
(3)在用电高峰期，关闭家中其他用电器，只让电热水壶通电，使其处于加热状态3min，电能表（如图丙所示）的转盘转了120r，则电热水壶加热的实际电压为多少？
18．家庭中通常使用的是交流电．当通过人体的交流电的电流达到50mA时，就会导致呼吸麻痹、心室颤动．假定某人身体的电阻为2kΩ，算一算，
①通过50mA电流时的电压是多少？
②如图人双手分别抓在电压为220V的火线和零线上，是否会发生触电．
19．家用普通压力锅因为设计缺陷存在很大的安全隐患，最新推向市场的电热安全压力锅彻底解决了困扰了消费者多年的安全问题，省时省电(比普通电饭锅节电30%以上)又便捷安全．如图所示是某款电压力锅及铭牌，请回答下列问题：
额定电压 220V 额定容量 5L
额定功率 880W 工作压力 50～80kPa
工作频率 50Hz 型号 M50
（1）该电压力锅工作时为什么选用三孔插座？
（2）该电压力锅正常工作时电流多大？
（3）在该电压力锅中装入3kg初温为30℃的水，当加热到120℃时刚好沸腾，水吸收了多少热量？（已知水的比热容c水=4.2×103J／（kg·℃））
（4）如图所示是经常使用家用电压力锅的插座，小丽发现插头松动后，在使用电压力锅炖肉时插头发热，并将插座烧焦成了如图所示的样子，请你帮他分析产生这种现象的原因是什么？
20．如图所示，A为一根5A的保险丝，B、C均为3A的保险丝．R1＝21欧，R2＝18欧．S打开时，通过R1的电流为2.4A．问当S闭合时，
（1）流过A保险丝的电流为多少安？
（2）哪根保险丝有可能熔断？该根保险丝应该选用下表中的直径为多大的保险丝？
参考答案：
1．B
【详解】A．为防止外壳漏电造成触电事故，洗衣机在工作时金属外壳应与大地连接，故A错误；
B．当测电笔的笔尖导体与火线相接触时，笔尖导体、电阻、氖管、弹簧、螺帽，以及人体就构成一个串联的闭合回路，所以氖管上因为有电流通过，所以会发光，串联回路中的元件，互换位置是不会改变回路的电气参数，具体的说，电阻和氖管互换位置，各元件的压降不变，回路电流也不会变化，氖管照常发光，人体电阻上的压降仍然安全，故B正确；
C．家庭电路中，用铜导线替代熔丝由于铜丝的熔点高，当电流过大时不会熔断，起不到保险作用，故C错误；
D．家中空气开关跳闸断开后，应该排除故障后才能将空气开关闭合，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】A．发现有人触电后，应当先切断电，不能用手把人拉离电线，否则施救者也会触电，故A错误；
B．电线使用年限过长，绝缘皮破损，容易使得火线和零线相连，会造成电短路，故B正确；
C．使用测电笔辨别零火线时，一定用手接触笔尾金属电极，不能用手接触笔前端金属电极，否则会造成人身触电事故，故C错误；
D．空气开关自动断开时，可能是用电器的总功率过大，也可能是电路出现了短路，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．当电路严重过载时，电流较大，进户线中流入的电流和流出的电流是相等的，漏电保护器不会切断电路，故A错误；
B．使用试电笔时，手指不能碰到笔尖端的金属体，手指要接触笔尾的金属体，故B错误；
C．家庭电路中的保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的，故C正确；
D．开关和用电器串联，控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．空气开关“跳闸”，说明电路电流太大，原因是电路中出现了短路或用电器的总功率过大，故A错误；
B．如果选择太粗的保险丝，相同条件下保险丝越粗，电阻越小，产生的热量越小，在电路中电流过大时，不能达到粗保险丝的熔点，不能熔断，不能起到保险作用，故B错误；
C．大功率的或有金属外壳的家用电器要接地，防止金属外壳漏电，发生触电事故，故C正确；
D．人体触电是人体直接或间接与火线连通，并通过大地或零线形成通路，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．在电线上晾晒衣服，因生活用水是导体，则如果电线漏电，将会造成触电事故，故A不符合题意；
B．有金属外壳的用电器必须要接地，能防止外壳漏电时造成触电事故，故B符合题意；
C．家庭电路发生火灾时，为了防止发生触电现象，应先切断电再灭火，故C不符合题意；
D．生活用水是导体，用湿抹布擦拭正在工作的台灯，可能会因湿抹布导电而发生触电事故，故D不符合题意。
故选B。
6． 220 。
【详解】（1）[1]我国火线与零线之间的电压是220V。
（2）[2]灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全；三孔插座的接法：三孔插座带一个带保险丝，所以三孔插座和保险丝串联，三孔插座的上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，右孔先接上保险丝，然后接到火线上，如图所示：
7． 甲 短路 总功率过大
【详解】（1）[1]用测电笔来辨别火线与零线时，笔尖接触要检测的导线，手指应接触笔尾金属体，故甲正确。
（2）[2][3]空气开关立刻“跳闸”，说明电路中的电流过大，电流过大的原因有电热水壶插头内部可能发生短路，或接入电热水壶后使得电路中用电器的总功率过大，造成干路电流过大。
8． 短路 用电器总功率过大
【详解】[1][2]生活用电中，导致家庭电路中电流过大的原因是短路和用电器总功率过大。
9． 串 并 低压 高压
【详解】[1][2]在家庭电路中，电灯与插座间以及插座与插座之间是互不影响，因此它们是并联连接，插座上的开关与插座是相互影响着，是串联连接。
[3][4]为了用电安全，避免发生不安全的触电事故，应不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
10． 并联 电灯、电视、电冰箱可以独立工作
【详解】[1][2]家里的电灯、电视、电冰箱是并联的，因为各用电器可以单独工作，互不影响。
11． 能传递能量 等效替代法 左 导体 丙 4.6×105Ω
【详解】（1）[1]小明在纸杯底部开一圆孔，用塑料薄膜蒙住杯口，拍打薄膜发出声音，烛焰晃动，烛焰的状态发生了改变，说明声音能传递能量。
（2）[2]两支蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，这种确定像与物大小的方法是等效替代法。
[3]小明用吸管沿着图示方向对着蜡烛A的左侧吹气，吹气引起烛焰左侧空气流速大，压强变小，在两侧压力差的作用下，烛焰向左侧偏，由于像与物关于镜面对称，所以他将看到A烛焰的像向左偏。
（3）[4]测电笔的用途是辨别火线和零线，容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体，笔尖金属体属于导体。
[5]测电笔的使用方法是使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，氖管发光表明接触的是火线，不发光是零线，故在图乙和图丙中，正确使用试电笔的是图丙。
[6]人体接触安全电压最大为36V，家庭电路的电压为220V，由于串联电路中总电压等于各分电压之和，故测电笔内电阻两端的电压最小为
在串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得，测电笔内电阻的最小值
12． D 大气压 流体流速大的地方压强小 减小混合器的横截面积
【详解】（1）[1] 家庭电路的电压为220V，两个灯的额定电压均为220V，要使两灯泡正常工作，根据并联电路中各支路电压相等知，两灯泡需并联，然后将控制器串联在干路中，如图所示：
（2）[2]A．为了防止电热水器漏电时发生触电事故，电热水器必须接地线，三孔插座有接地线的插孔，两孔插座没有，故A错误；
B．平常我们镜子会起雾是因为洗澡时的热水蒸气碰到镜子的表面遇冷放热凝结成小水滴，玻璃镜面没有产生雾气，可能是因为镜面带有加热功能，故B错误；
C．洗澡巾的表面非常粗糙，增大了与人体的摩擦，洗澡时，可以洗的更干净，故C错误；
D．浴室内的空气中的水蒸气的含量较大，水蒸气液化后的小水滴容易吸附在照明灯泡上，当人们更换灯泡时就会容易发生触电事故，需要把照明灯用玻璃罩密封，故D正确。
故选D。
（3）[3]防滑垫的背面有许多小吸盘，将吸盘内的空气挤压出来以后，在大气压的作用下，吸盘被挤压到地面上，增大了防滑垫对地面的压力，从而增大了防滑垫与地面之间的摩擦，起到了防滑的作用。
（4）[4] 当冷水未流出时，热水壶中管的上端和下端受到压强相等，当冷水流出时，混合器处水的流速增大，压强减小，热水管上端的压强减小，热水在大气压的作用下升入出水管中和冷水混合成温水。
[5] 在热水和凉水的温度均保持不变的情况下，若使得喷出的水温升高，即需要让热水出来的更多，所以只需要减小混合器的横截面积，使得混合器处的流速更大，压强更小，让更多的热水喷出。
13． 同 排斥 甲 多
【详解】（1）[1][2]验电器的箔片张开，是因为两箔片带了同种电荷，同种电荷相互排斥，故两箔片张开。
（2）[3]电流通过笔尖金属体、大电阻、氖管、笔尾金属体后经过人体后流入大地，故一定要接触笔尾金属体，故选甲。
（3）[4]将滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电流变大，电磁铁的磁性变强，自制电磁铁将会吸起更多的大头针。
14． 发光 A
【详解】（2）[1]由图示知，电流表和灯泡、保险丝串联在电路中，闭合开关S时，电路通路，灯泡发光。
（3）[2]在BD间接一粗铜丝，闭合开关S，铜丝将灯泡短路，电流没经过用电器，直接形成回路，则电路中的电流非常大，电流表的指针偏转较大，而后保险丝熔断。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
15． 电功率 790.0W 能 要 断路 短路 正常
【详解】（1）[1][2]由图片上的单位W可知，应该是测量功率的，其数值为790.0W。
（2）[3][4]氖管与电阻是串联在一起的，所以可以调换位置，试电笔使用时手指应接触笔卡金属体，使火线、测电笔、人体、大地构成闭合回路，才能使氖管发光。
（3）[5]当L0不亮时，说明电路没有电流通过，支路是断路状态。
[6]当L0能正常发光，说明L0得到了220V的电压，该支路是发生了短路。
[7]L0发光呈暗红色时，说明L0与支路灯泡串联，两个灯得到的电压都小于220V。均不能正常发光，反而说明支路是正常的。
16．(1)2.1×104J；（2）87.5%；（3）198V
【详解】(1)用中功率挡给热水保温时，热水吸收的热量
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(80℃-75℃)=2.1×104J
(2)此加热过程中，滑块P接触触点4，电路是只有R1工作的简单电路，则烧水壶消耗的电能
烧水壶的热效率
(3)由电能表的参数得，烧水壶在60s内消耗的电能
当滑块P接触触点1、2时，烧水壶处于高功率挡，两电阻并联，电路的总电阻
在高功率挡工作30s消耗的电能
此为①式，
当滑块P接触触点2时，烧水壶处于低功率挡，电路是电阻R2工作的简单电路，此时烧水壶工作30s消耗的电能
此为②式，
而
W1=W高+W低
此为③式，
解①②③式得
U实=198V
答：(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q是2.1×104J；
(2)此加热过程中烧水壶的热效率η是85%；
(3)烧水壶工作的际电压U实是198V。
17．(1)0.2A；(2) 1050Ω，50Ω；(3)220V
【详解】(1) 电热水壶额定保温时的电流
(2)由图乙知，开关S接触点a时，电阻R1、R2串联，电路总电阻最大；S接触点b时，电路是R2工作的简单电路。据知，S接触点a时，是保温挡，此时电路总电阻
S接触点b时，是加热挡，则
那么
R1=R总-R2=1100Ω-50Ω=1050Ω
(3)结合题意及图丙知，电热水壶在加热状态工作3min消耗的电能
据得，此时电路的实际电压
答：(1)额定保温时的电流为0.2A；
(2) R1和R2的阻值分别为1050Ω和50Ω；
(3)电热水壶加热的实际电压为200V。
18．100V；人踩在干燥的木凳上，且只有一只手接触火线，不能构成电流的路径，不会发生触电；图中人一只手抓火线，一只手抓零线，所以通过人体会有电流，会发生触电．
【详解】由I=得,U=IR=50×10 3A×2×1000Ω=100V；
人踩在干燥的木凳上，且只有一只手接触火线，不能构成电流的路径，不会发生触电；图中人一只手抓火线，一只手抓零线，所以通过人体会有电流，会发生触电．
19．(1)为了防止电热安全压力锅的金属外壳因漏电而发生触电事故 （2）4A （3）1.134J （4）根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流I一定的情况下，相同时间t内产生热量增多，所以插座温度升高，容易将插头及插座烧毁甚至引起火灾．
【分析】（1）三孔插座比两孔插座中多出的一个孔是用来接地线的，目的就是为了防止触电；
（2）由表格数据可知压力锅的额定电压和额定功率；根据公式I=即可求出；
（3）质量3kg初温为30℃的水加热到120℃，吸收的热量利用公式Q吸=cm（t-t0）即可求出；
（4）插头松动后，插头与插孔（电饭锅锅体插座）接触面积减小，根据影响电阻大小的因素可知插头与插孔间电阻的变化，根据Q=I2Rt可知产生热量的关系；
【详解】(1)该电压力锅应该选用三孔插座，是为了防止电热安全压力锅的金属外壳因漏电而发生触电事故，故使用比两孔插座中多出的一个接地孔的三孔插座；
(2)已知：U额=220V,P额=880W；
则：电压力锅正常工作时电流I==≈4A；
(3)Q吸=cm(t t0)=4.2×103J/(kg ℃)×3kg×(120℃ 30℃)=1.134×106J，
(4)插头松动后,插头与电饭锅插孔间的接触面积变小,插头与插孔接触处的接触电阻变大,根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流I一定的情况下，相同时间t内产生热量增多，所以插座温度升高，容易将插头及插座烧毁甚至引起火灾．
20．（1）5.2A；（2）保险丝A有可能熔断；该根保险丝应该选用下表中的直径为1.26mm的保险丝．
【分析】（1）先根据欧姆定律的变形公式求出并联电路两端电压，然后根据欧姆定律求出通过R2的电流，再根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和求出通过保险丝A的电流；
（2）通过上述计算结果比较保险丝所在电路的电流和熔断电流比较，得出结论．
【详解】(1)由 可知，电电压：，
通过R2的电流： ，因为并联电路干路总电流等于各支路的电流之和，
所以通过保险丝A的电流 ；
(2)根据表中数据和上述计算结果可知： ，所以保险丝A会熔断，应选择直径为1.26mm的保险丝．
答：（1）5.2A；（2）保险丝A有可能熔断；该根保险丝应该选用下表中的直径为1.26mm的保险丝．
