19.2家庭电路中电流过大的原因 学案 (含解析)2023-2024学年人教版九年级全一册物理

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19.2家庭电路中电流过大的原因 学案 (含解析)2023-2024学年人教版九年级全一册物理

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考点一:家庭电路中电流过大的原因
1.电路中电流过大的原因:短路、总功率过大,电流过大的危害:引起火灾。
注:①串联电路中的总功率:I总=I1=I2=…In U总=U1+U2+…+Un,
P总=U总I总=(U1+U2+…+Un)I总=U1I1+U2I2+…+UnIn=P1+P2+…Pn。
②并联电路中的总功率:U总=U1=U2=…Un,I总=I1+I2+…+In,
P总=U总I总=(I1+I2+…+In)U总=U1I1+U2I2+…+UnIn=P1+P2+…+Pn。
所以,在串联电路和并联电路中,电路的总功率都等于各用电器功率的总和。
2.保险丝是铅锑合金制作的,特点是电阻大,熔点低。
3.不同粗细的保险丝有不同的额定电流,过粗起不到保险作用,过细容易造成经常断电,禁止用金属丝代替保险丝。
考点二:家庭电路的常见故障
1.断路,又叫开路
当电路某处断开,电路中无电流通过时,用电器不能工作,就是断路。包括:用电器内部断路、火线断路、零线断路。断路的原因:电线断开、线头脱落、接触不良、用电器烧坏等。
2.短路
电流没有经过用电器用导线直接连接而构成的通路就是短路。包括:用电器外导线的短路和用电器内部的短路。造成短路的主要原因:火线和零线相通。
3.过载
当同时使用的用电器过多,用电器的总功率过大,使电路中的电流过大,超过电路允许通过的电流,致使保险丝熔断或烧坏电能表或造成用电器两端电压低于额定电压而不能正常工作。
4.漏电
用电器由于长期使用或接线不当,造成火线和其他不能带电的导体接触,就是漏电,易造成触电事故。导线外层或用电器绝缘性能下降,则有电流不经用电器而直接漏入地下,漏电会造成用电器实际功率下降,也能造成人体触电,使用漏电保护器能预防漏电的发生。
一、选择题
1.关于家庭电路,下列说法正确的是(  )
A.在家庭电路中,同时工作的用电器越少,电路的总电阻越小
B.家中所有用电器的电流之和不能超过保险丝的额定电流
C.如果家庭电路中不安装保险丝,那么发生短路时,会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器
D.人体的安全电压是36 V
2.在家庭电路中,能在电流过大时自动切断电路,从而起到保护作用的是(  )
A.普通插座   B.电能表
C.空气开关   D.试电笔
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.关于家庭电路,下列说法中正确的是(  )
A.在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越小
B.家庭电路中总电流过大,一定是电路中用电器的总功率过大引起的
C.如果家庭电路中不安装空气开关,那么发生短路时,会烧毁用电器
D.空气开关“跳闸”一定是出现了短路
5.在生活中,我们有时会遇到以下几种情况,在下述情况中可能引起家庭电路中空气开关跳闸的是 (  )
①电路中增加大功率的用电器
②开关中的两个线头相碰
③灯座中的两个线头相碰
④有人触电
①和②   B.③和④   C.①和③   D.②和④
6.电与我们的生活息息相关,以下相关说法正确的是(  )
A.家中电能表的转盘转动越快,说明用电器消耗电能越多
B.电路短路会烧坏用电器
C.地线断路,则电源线为三脚插头的用电器一定无法正常工作
D.电路中电流过大时,空气开关会切断电路起到保护作用
7.下列说法正确的是(  )
A.熔丝是由熔点较高的材料制成的
B.熔丝熔断一定是电路短路造成的
C.用电器的开关必须安装在用电器与火线之间
D.电路连接处接触不良不可能引起火灾
8.家庭电路中,为保证用电器都能独立工作,各个用电器都是一端接零线,另一端接火线,即这些用电器是    联的;当家中同时使用的用电器的总功率过大时,家庭电路中的    (选填“漏电保护器”或“空气开关”)会自动断开,切断电路,起到保护电路的作用。
9.如图所示,将多个用电器插在同一个插排上同时使用,        过大会造成家庭电路中的电流过大,此时    (填“空气开关”或“漏电保护器”)会自动切断电路,起到保护作用。
10.如图所示,闭合开关后家里的空气开关“跳闸”了,分析原因可能是    引起的,此时将试电笔金属笔尖接触a点,试电笔氖管    (选填“发光”或“不发光”)。
11.暑假的下午,小明的妈妈在用电饭锅煮饭,小明看着电视节目。当他用遥控器将待机的空调开机时,家里的空气开关“跳闸”了,则“跳闸”的原因是同时工作的用电器    过大。根据家里空气开关上的铭牌,如图所示,小明建议爸爸妈妈应该更换        大一些的空气开关。
12.认识短路的危害
【设计实验】
目的:认识短路的危害
器材:低压电源(直流6 V)、开关、额定电流为1 A的保险丝、额定电压为6 V的灯泡、导线、电流表
【进行实验】
(1)在图中,C、D间接上一段保险丝,A、B间接入电流表,其他部分按图所示连接好电路。
(2)当开关闭合时,灯泡    (填“发光”或“不发光”),电流表    (填“有”或“无”)示数。
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到    。
A.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
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,灯泡不亮
【分析论证】
B、D间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律可知,闭合开关的瞬间,电路中的电流    ,通过保险丝和导线的电流    ,但是保险丝的电阻比导线大很多,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成    比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的    效应。
13.为了防止电流过大导致用电器核心部件烧毁,很多用电器都装有保险管(如图甲所示),图乙与图丙是两个熔断电流为“10 A”和“20 A”的某种型号“保险管”的截面图(保险丝的材料和长度相同),那么    图保险管的熔断电流为“20 A”;当两个保险管通过相同的电流时,    保险丝更容易熔断(以上两空均选填“乙”或“丙”)。当电路中保险丝意外熔断,能否用铜丝替代     (选填“能”或“不能”)。
14.家庭电路中,为了防止电流过大引发的安全事故,应安装    (选填“熔断器”或“漏电保护器”)加以保护。用电器的开关应连接在    线上。
15.如图所示是洗衣机电源插头和空气开关。
(1)图甲中洗衣机的三脚电源插头标着E的导线应该和用电器的    相连;家庭用电器之间    (选填“能”或“不能”)串联起来。
(2)图乙是起保险作用的空气开关,它是为了防止由于        或        使家庭电路中电流过大导致的危险。
答案解析
1.答案 B 在家庭电路中,各用电器是并联的,并联电路电阻越并越小,所以家庭中同时工作的家用电器越少,电路的总电阻就越大,故A错误;当电路中的电流过大,超过保险丝的额定电流时,保险丝能产生较多的热,使保险丝迅速熔断,所以家庭电路的总电流不能超过保险丝的额定电流,故B正确;家庭电路中各用电器之间是并联关系,如果家庭电路中不安装保险丝,当发生短路时,没有电流通过用电器,不会烧毁用电器,而会烧坏供电线路,故C错误;对人体的安全电压是不超过36 V,故D错误。
2.答案 C 在家庭电路中,当电路中的电流过大时,空气开关会自动断开,俗称“跳闸”,从而起到保护作用;插座是用来连接用电器的,电能表是测量电路中消耗的电能的,试电笔是辨别火线和零线的,它们不能起到保护电路的作用,故C正确,A、B、D错误。
3.答案 C 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;使用试电笔时,手指不能碰到笔尖金属体,手指要接触笔尾金属体,故B错误;家庭电路中的保险丝是由电阻大、熔点低的合金制成的,故C正确;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。
4.答案 A 在家庭电路中,各用电器是并联的,并联电路电阻越并越小,所以家庭电路中同时工作的家用电器越多,电路的总电阻就越小,故A正确;家庭电路中总电流过大,可能是短路引起的,也可能是电路中用电器的总功率过大引起的,故B错误;家庭电路中各用电器之间是并联关系,如果家庭电路中不安装空气开关,当发生短路时,没有电流通过用电器,不会烧毁用电器,而会烧坏供电线路,故C错误;家庭电路中空气开关“跳闸”,可能是用电器总功率过大,也可能是电路中发生了短路,故D错误。
5.答案 C ①电路中增加了大功率用电器,会导致用电器的总功率过大,会导致电流过大,引起家庭电路中空气开关跳闸;②开关中的两个线头相碰,会导致开关无法控制用电器,用电器将一直工作,但不会导致电流过大,不会引起家庭电路中空气开关跳闸;③灯座中的两个线头相碰,在将其插入电路中时,相当于将火线和零线直接连在一起,会造成电路短路,从而造成电流过大,引起家庭电路中空气开关跳闸;④有人触电,不会引起家庭电路中的电流过大,不会引起家庭电路中空气开关跳闸。可见,可能引起家庭电路中空气开关跳闸的是①③。故选C。
6.答案 D 电能表的转盘转得越快,说明用电器消耗的电能越快,不能说明用电器消耗电能越多,故A错误;家庭电路短路时会烧坏保险丝或空气开关跳闸,不会烧坏用电器,故B错误;在家庭电路中有些用电器使用的是三脚插头,接线时要保证“左零右火中接地”;如果地线断路,则用电器仍能正常工作,但如果外壳漏电,则易发生触电事故,故C错误;空气开关会在电路短路或电路中电流过大时切断电路起到保护作用,故D正确。
7.答案 C 熔丝是由电阻大、熔点低的合金制成的,故A错误。当电路中电流过大时,熔丝会熔断,电流过大的原因可能是短路,也可能是电路的总功率过大,故B错误。用电器的开关应装在用电器与火线之间,断开开关时,能切断火线,此时接触用电器不会触电,故C正确。电路连接处接触不良,该处的电阻较大,因为导线连接处与导线串联在电路中,所以通过的电流相等、通电时间相等,由Q=I2Rt,可知连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾,故D错误。
8.答案 并 空气开关
解析 在家庭电路中,各用电器是并联的,每个用电器都是一端接零线,另一端接火线;电路中同时使用的用电器总功率过大时,由P=UI可知会使电路电流过大,空气开关能自动断开,起到保护电路的作用。
9.答案 用电器的总功率 空气开关
解析 将多个用电器插在同一个插排上同时使用,用电器的总功率过大,根据P=UI可知,会造成家庭电路中的总电流过大,空气开关会自动断开。
10.答案 短路 不发光
解析 由图可知,灯泡的两端被金属丝连接,则灯泡被短路,会引起电路中的电流过大,空气开关会“跳闸”;由于空气开关“跳闸”,a点无电流通过,所以将试电笔金属笔尖接触a点,试电笔氖管不发光。
11.答案 总功率 最大工作电流
解析 空调属于大功率用电器,当他用遥控器将待机的空调开机时,家里的空气开关“跳闸”了,说明干路中的电流过大,则“跳闸”的原因可能是同时工作的用电器的总功率过大了;根据空气开关上的铭牌可知,该空气开关的最大工作电流为10 A,而由前面分析可知接入空调时干路中的电流过大(超过10 A),所以,为了让家中的空调能正常使用,应该更换最大工作电流大一些的空气开关。
12.答案 【进行实验】(2)发光 有 (3)A
【分析论证】很大 相等 正 热
解析 【进行实验】
(2)当开关闭合时,由图可知,这是一个正常连接的电路,灯泡与保险丝串联,所以灯泡发光,电流表有示数。
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,此时灯泡被短路,电流通过保险丝后,直接经电流表回到电源负极,所以当闭合开关的瞬间,将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断,灯泡不发光,故只有A符合题意。
【分析论证】
当B、D间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律可知,闭合开关的瞬间,电路中的电流很大,通过保险丝和导线的电流相等,但是保险丝的电阻比导线大很多,由公式P=I2R可知,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成正比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的热效应。
13.答案 乙 丙 不能
解析 两管内保险丝的材料相同,长度相同,粗细不同,越粗的保险丝电阻越小,即乙保险丝的电阻小,允许通过的电流大,故乙图保险丝的熔断电流为“20 A”;由于丙保险丝的电阻大,根据Q=I2Rt可知,通过相同的电流、通电时间相同时,丙保险丝产生的热量更多,温度更高,更容易熔断;铜丝的电阻小、熔点高,不容易熔断,因此,当电路中保险丝意外熔断,不能用铜丝替代。
14,答案 熔断器 火
解析 当家庭电路中电流过大时,熔断器会自动切断电路,所以家庭电路中,为了防止电流过大引发的安全事故,应该安装熔断器;为了用电器的安全,用电器的开关应连接在火线上。
15,答案 (1)金属外壳 不能 (2)电路中发生短路 用电器总功率过大
解析 (1)洗衣机的三脚插头标着E的导线应该和用电器的金属外壳相连,当三脚插头插入三孔插座时,三脚插头标着E的导线与三孔插座的地线相连,使金属外壳与大地相连,这样万一用电器的金属外壳带电,电流就会通过地线导入大地,防止触电事故的发生。家用电器工作时互不影响,是并联的,不能串联;(2)家庭电路中空气开关的作用是保护电路,当电路中发生短路或用电器总功率过大时会引起空气开关跳闸。

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