【学习要求】

1.了解家庭电路.

2.了解家庭电路中电流过大的原因，了解电路中接触不良容易引起火灾的原因.

3.有安全用电和节约用电的意识.

4.了解我国电网用交流电供电，频率是50Hz；记住家庭电路的电压值和安全电压值.

【知识网络】

【知识要点】

1.家庭电路

家庭电路由电能表、总开关、熔断器、导线、家用电器、插座等组成.

电能表：用于记录用户消耗电能的多少.

家用电器：把电能转化为其他形式的能，包括电灯（日光灯）、电视机、洗衣机、空调机、电冰箱等，它们应彼此并联.

开关：控制电路的通、断，应和被控制的电路串联.

导线：连接电路.

熔断器：是保护电路的装置，应串联在电路中（更先进的电路中使用的空气开关除具有短路或过载时的开路保护作用外，还具有发生漏电时自动断开电路的作用）.

插座：为各种用电器供电，应当和电灯并联.

2.熔丝

熔丝由电阻率大而熔点较低的铅、锑合金制成，其作用是在电路中的电流增大到危险值之前自动熔断，以切断电路.它是利用电流热效应原理工作的.

熔丝的选用原则：必须使熔丝的额定电流等于或略大于电路中的最大正常工作电流.

3.安全用电

我国家庭电路的电压是220V，动力电路的电压是380V.只有不高于36V的电压才是安全的.

引起电路火灾的原因：一是电流过大；二是电路中某处接触不良.

导致电路中电流过大的原因：一是电路中发生短路；二是电路中用电器的总功率过大.

触电事故是由于人体直接或间接跟火线接触，引起一定强度的电流通过人体所造成的.

家庭安全用电，一是安装家用电器要符合规范；二是防止本来应该绝缘的物体导电.

【典型例题】

图　9-12

例1　已知在家庭电路中的插座能正常供电.当某同学将如图9-12所示电路的插头插入电源插座后，如出现下列故障，请分析出现故障的可能原因.

故障一：开关闭合，电灯不亮，熔丝未熔断.

故障二：开关闭合，熔丝立即熔断.

故障三：开关无论是闭合还是断开，灯泡都能发光.

点拨　在安装照明电路的实验中，电路的故障往往是开路和短路两种情况，要注意抓住这两种现象产生的原因进行分析，得出正确结论.

例2　红星中学积极开展“STS教育”社会实践活动，利用双休日组织九年级学生到集镇上宣传安全用电知识，在学生自制的展板上有如图9-13所示的两幅宣传画，请你任选其中一幅图为它配上解说词.

图　9-13

点拨　从试题的设问角度看，本题改变了传统的设问方式，采用逆向式设问：一是考查物理知识的应用；二是考查文字表达能力.这与新课程改革的理念——提高公民素养是一致的.

图　9-14

例3　如图9-14所示是小明家新安装的照明电路.已知两个并联灯泡的灯头接线存在一处故障.小明利用所学的物理知识，在熔断器处接入一个“220V　40W”的灯泡L0.当只闭合S、S1时，L0和L1都呈暗红色；当只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光.由此可以确定的是（　　）.

A.L1灯头开路　　B.L1灯头短路

C.L2灯头短路　　D.L2灯头开路

点拨　（1）使用“校验灯”来判断照明电路中出现短路现象，是电工师傅常用的方法.（2）判断的依据是串联分压原理：电路中不短路时，支路电灯与“校验灯”串联，都不正常发光，灯光暗红；电路中出现短路时，“校验灯”两端得到220V电压而正常发光，被短路的电灯则不发光.（3）判断照明电路开路则常用测电笔：当电灯不亮，且测电笔测试各处时氖管均发光，可判定零线开路；当电灯不亮，且测电笔测试各处时氖管均不发光，可判定火线开路.

例4　春节期间，北方冷空气不断南下，使得气候温暖的南方地区显得格外寒冷.小东和爸爸为了不让妈妈洗碗时受冻，决定在厨房里再安装一个电热水器.他们到各电器商行仔细了解以后，初步决定在下表的两种热水器中选择一种.

图　9-15

小东想起老师曾经说过，使用、安装大功率用电器之前一定要先检查一下电能表是否能够容纳这个用电器.小东观察到家里电能表上的一些比较重要的数据（图9-15），而且计算出目前家里常用电器的总功率大约是3500W.问：

（1）小东家供电线路中允许安装用电器的总功率是多少？

（2）小东家最多还可以安装的用电器的总功率是多少？

（3）小东应该选择表中的哪一种热水器？

点拨　善于从图表中获取有用的信息，并运用信息解决问题是一个学生科学素养的体现.本题应根据电热水器的有关规格与数据，并运用电功、电功率和家庭用电的基础知识求解有关问题，旨在考查对基础知识的掌握和收集信息与分析应用信息的能力.

例5　阅读并回答问题：

图　9-16

探究是学习物理知识的一种重要的方式.科学探究都要经历一个基本的过程，其主要环节如图9-16所示.下面短文中叙述了小明同学探究灯泡熄灭的原因的过程.

一天晚上，小明在房间看书，台灯的灯泡突然熄灭了，电灯为什么会熄灭呢？

他根据自己已有的一些知识和经验，提出了可能引起电灯熄灭的原因：可能是小区停电了；可能是自己家的熔丝烧断了；可能是灯丝断了；可能是灯头里的电线与螺钉连接处松了……

究竟是哪一种原因引起电灯熄灭的呢？需要找有关的证据.小明首先观察窗外的情况，发现邻居家中的电灯仍然亮着，路灯也是亮的，于是他判断问题出在家里.(www.daowen.com)

小明走到另一个房间，打开开关，电灯亮了，于是他判断家里的熔丝没断，问题可能出在灯泡上.他拿了一只手电筒，爬上椅子照着灯泡，观察发现灯丝完好，于是他断定问题出在灯头里.

第二天，小明爸爸请来了一位电工师傅，师傅打开灯头，发现灯头里有一根铜丝与螺钉的连接处已经断开，铜丝和螺钉都有被烧过的痕迹.原因找到了.但是小明还在思考，他问电工师傅这个灯头原来是好的，也没动过它，为什么铜丝与螺钉的连接处会松开呢？电工师傅告诉他：“如果螺钉没有将铜丝压紧，通电以后，连接处会发热，时间越长，这种现象越严重.一旦连接处热到使铜丝烧断时，电路会断开，电灯会熄灭.”

小明终于搞清了电灯熄灭的原因.

试将文中反映探究过程的句子用曲线画出，并在其旁边注明探究步骤的名称.

点拨　探究过程一般经历如下过程：发现问题→提出问题→猜想与假设→制定计划→收集证据与分析论证→结论与评估→交流与合作.但是探究的过程不一定非得每个环节都有，有可能是七个环节中的几个环节.

【例题解析】

例1：故障一：根据以上现象可知电路尚未接通，可能是灯丝断开，也可能是各接线头未连接好，造成松脱.

故障二：开关闭合后，熔丝就熔断，说明该同学所接的电路某处发生短路，可能是灯座里面的两个接线处线头太长，碰在一起，造成短路.

故障三：开关不起作用，说明该同学在连接开关时，将连接开关的两根导线接在了同一个接线柱上，造成开关处短路，即开关始终处于通路状态.

例2：图9-13（a）：不要在电线上搭晾衣物，不要用湿手扳开关.图9-13（b）：有人触电时，要先切断电源，或者用干木棍等绝缘体拨开电线.

例3：由“只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光”判定L2支路出现短路，故选C.

例4：（1）从图9-15所提供的信息，可知小东家的供电线路中允许安装用电器的总功率为Pmax=UImax=220V×20A=4400W.

（2）比较小东家供电线路中允许安装用电器的总功率和目前所用常用电器的总功率，可知小东家最多还可以安装的用电器的总功率为P′=Pmax-P0=4400W-3500W=900W，P′=900W＞800W且P′=900W＜1500W.

（3）应选用温暖牌PRS-8N电热水器.

例5：画线略.　小明的探究过程有：①发现问题；②提出问题；③进行实验与收集证据；④分析与论证；⑤交流与合作.

自我评估

一、填空题

1.使用测电笔分别去接触照明电路的两根电线，如果氖管发光，表明接触的是________线；如果氖管不发光，表明接触的是________线.

2.小虹家里的电能表标有“3000r/（kW·h）”的字样，则该电能表的转盘转过1r，电路中用电器消耗的电能是________J.现小虹利用该电能表测定家中电热取暖器的电功率，当取暖器单独工作时，电能表的转盘在90s内转过60r，则该取暖器的电功率是__________W.

3.周末，小华在家开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”了.则“跳闸”的原因可能是：_____________________________________.根据小　华家自动空气开关上的铭牌，他家的电路允许使用的用电器总功率最大为________W.

DZ47-70A

最大工作电流：10A

漏电电流：≤30mA

额定电压：220V

动作时间：≤0.1s

二、选择题

4.家庭电路中的熔丝烧断了，下列做法中正确的是（　　）.

A.用钢丝替换

B.为了保险，选择尽量粗的熔丝替换

C.选择额定电流稍小于电路中最大正常工作电流的熔丝替换

D.选择额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流的熔丝替换

5.如图9-17所示的几种情况，符合安全用电原则的是（　　）.

图　9-17

6.小明晚上在书房做功课，把台灯插头插入书桌边的插座.闭合台灯开关，发现家里的空气开关“跳闸”.造成这一现象的原因可能是（　　）.

A.台灯的灯丝断了　　B.台灯内部短路

C.台灯的功率过大　　D.插座与台灯插头接触不良

图　9-18

7.小阳闭合开关后，发现电灯不亮，他用试电笔测试图9-18中的a、b、c、d四点，只有在a点时试电笔不发光，那么可能发生的故障是（　　）.

A.电灯灯丝断了　　B.cd之间某处断路

C.ab之间某处断路　　D.开关处短路

图　9-19

8.某家庭电路如图9-19所示，下列说法正确的是（　　）.

A.家庭电路用直流电供电

B.家庭电路的电压为36V

C.灯L1和L2是串联的

D.开关S2位置接错

图　9-20

三、应用题

9.居民楼的楼道里，夜间楼道灯一直亮着会造成浪费.科研人员用光敏材料制成光控开关，它能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用声敏材料制成声控开关，它能在有人走动发出声音时闭合，无人走动时自动断开.请将图9-20中的光控开关、声控开关和灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，设计出只有在夜间且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路，同时安装一个不受开关控制的三孔插座.

10.某品牌“第一代热风干手器”热功率高，不仅耗能大，而且工作时用电器内部温度高，电子器件和线路容易老化，使用寿命短；目前开发的“第二代高速干手器”采用高速电机，风速可达100m/s，只需要几秒即可干手，不需要高温，热功率低，所以耗能低，故障率也低，使用寿命长.请参考“第一代热风干手器”与“第二代高速干手器”参数对比表，并完成后面的问题.

（1）与“第一代热风干手器”相比，“第二代高速干手器”能加快干手的主要原因是：_________________________________________________________.

（2）“第二代高速干手器”正常工作时的电流是多少？

（3）如果电价为1元/kW·h，正常使用一台“第二代高速干手器”与使用一台“第一代热风干手器”相比，一个月能节约多少钱？（均以每天使用240人次，一个月以30d计）