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第十九章 生活用电
第十九章 生活用电
第1节 家庭电路
夜幕降临，华灯初上，璀璨的灯光点亮了一栋栋高楼大厦，夜晚的城市亮丽而温馨。下班了，放学了，一家人团聚在一起，看着电视，听着音乐，品尝着从冰箱里取出的美食……
这样惬意的生活，电的作用功不可没！雄伟的高压输电塔翻山越岭，把电从遥远的发电厂送到城市和乡村的每个角落。家庭中如何用电？我们怎样才能安全地享受电带来的便利呢？
01. 家庭电路的组成
02. 火线和零线
03. 三线插头和漏电保护器
学习内容导览
第1节 家庭电路
学习目标
1. 了解家庭电路的组成部分及其作用，
有初步的安全用电常识。
2. 了解试电笔判定火线和零线的方法。
3. 了解三线插头与漏电保护器和安全用电的关系。
第1节 家庭电路
导入新课
想一想
你知道我们用的电是从哪里来的吗？
发电厂的电经过高压输电塔翻山越岭，把电从遥远的电厂送到我们家。
你知道家里用的电是怎样输送进来，又是怎样分配到每个用电器的吗 我们怎样才能安全地享受电带来的便利呢？
第1节 家庭电路
一、家庭电路的组成
一、家庭电路的组成
二、火线和零线
三、三线插头和漏电保护器
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 家庭电路
进户线
1. 家庭电路的组成
进户线、电能表、总开关 、保险装置、用电器与插座等。
一、家庭电路的组成
火线
零线
一、家庭电路的组成
2. 家庭电路各组成部分的连接顺序
进户线入户后首先接到电能表上，从电能表出来后接到总开关（闸刀开关）上，总开关的后面是保险装置，然后连接电灯（用电器）及插座。
可用下面流程图来表示。
进户线→ 电能表 → 总开关 → 保险装置 → 用电器及插座.
一、家庭电路的组成
3. 家庭电路中各部分的安装特点及作用
（1）进户线
①有两条进户线，一根叫做端线（俗称火线），另一根叫做零线，两条线之间的电压为220伏。
②作用：连接户外供电电路与户内用电电路，输送电能。
零线
火线
一、家庭电路的组成
（2）电能表
①作用：测量用电器一段时间消耗的电能。
②安装位置：安装在进户线之后，在总开关之前。
③电能计量单位：kw·h（度）。
（3）总开关
①作用：接通和切断电路，便于更换电器或维修设备。
②安装位置：串联在在干路上，接在电能表后，保险装置前。
③种类：闸刀开关、空气开关。
一、家庭电路的组成
静触点
动触点
④闸刀开关安装方法
静触点在上方，连接电源入户线。不可倒装，防止闸刀开关因为重力自动闭合，发生触电。
一、家庭电路的组成
火线进

零线进

火线出

零线出

⑤空气开关
现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关，空气开关安装在电能表后，如图所示。
当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。在找出电流过大的原因并把问题解决之后，重新闭合空气开关就可以了。
一、家庭电路的组成
支路开关：与所控制的用电器串联，接在火线与被控制用电器之间，控制各支路的通断。
支路
干路
一、家庭电路的组成
（4）保险装置——熔丝（也叫保险丝）
①作用：电路中电流过大时，保险丝熔断，自动切断电路，起到保护作用。
②材料：由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成。
注意：选用合适规格的保险丝，不能用铜丝或者铁丝代替。
保险丝
平板保险丝
一、家庭电路的组成
③保险丝的接法
在插入式保险盒中，保险丝接法见左图。在闸刀开关中，保险丝的接法见右图。
插入式保险盒
保险丝
保险丝
一、家庭电路的组成
④保险丝安装位置：
保险丝安装在干路火线上，总开关后方。
保险丝不能单独安装在零线上，原因是如果零线上保险丝熔断，则零线断路，但用电器仍连接火线，易触电。
保险装置
一、家庭电路的组成
（5）插座与用电器
连接方式：插座是给用电器供电的，各插座之间是并联的；各用电器之间都是并联；用电器与插座之间也是并联。
一、家庭电路的组成
电灯是并联
插座之间是并联
（6）白炽灯泡的连接
①连接方法
如图所示，螺丝口灯的尾部应接在火线上，螺旋应跟零线连接。
人在更换灯泡时，容易接触金属螺旋部分，由于该部分与零线相连通，所以不会发生触电事故。
螺丝口灯泡和灯座
一、家庭电路的组成
一、家庭电路的组成
②电灯与控制它的开关是串联，开关一定接在火线上。
连接顺序：火线→开关→用电器→零线。
想想议议
下图连接白炽灯泡的电路，有哪些不符合安装要求？
甲 乙 丙
甲图中火线接在灯头的螺旋部分；
乙图中火线接在灯头的螺旋部分，且开关接在零线上；
丙图中开关接在零线上。
一、家庭电路的组成
【例题1】请将下列元件的字母标号正确填入图中家庭电路的虚线框内（A为电能表，B为空气开关），同时把灯泡和控制它的开关连入家庭电路。
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，因此左边框内是电能表，右边框内是空气开关。灯泡接法为火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，如图所示：
一、家庭电路的组成
【例题2】如图所示的家庭电路，请填写图中各部分的名称：
①_______，②_______，③_______，④_______，⑤______。
分析图示可以看出：①是进户线；②是总开关；③是保险盒；④是双孔插座；⑤用电器。
一、家庭电路的组成
进户线
总开关
保险盒
双孔插座
电灯
二、火线和零线
一、家庭电路的组成
二、火线和零线
三、三线插头和漏电保护器
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 家庭电路
1. 火线和零线
① 进户的两条输电线中，一条叫做端线，俗称火线，另一条叫做零线，零线在户外就已经和大地相连。
② 火线跟零线之间的电压为220V。
③火线和地线间电压为220V，零线与地线间电压为0V。
二、火线和零线
（1）作用：
辨别火线和零线；检查电气设备的外壳是否带电。
2. 试电笔
日常生活中，触摸火线是十分危险的，所以辨别火线十分重要，如何辨别火线和零线？在生活中，我们可以用试电笔辨别火线和零线。
二、火线和零线
（2）试电笔构造
由笔尖金属体、电阻（阻值大）、氖管、弹簧和笔尾金属体依次相连而成。
氖管
电阻
弹簧
笔尖金属体
笔尾金属体
二、火线和零线
氖管
大电阻
人体电阻
火线
（3）试电笔原理
被测导线是火线时，电流经过笔尖、电阻、氖管、弹簧，再经过人体、经过大地，流到零线，与电源构成闭合电路，氖管就会发光。如果接触的是零线，由于零线与大地之间的电压为0，试电笔中无电流通过，氖管不发光。
①为什么人手必须接触金属体笔尾？
因为这样才会有电流经过人体经过大地，通过测电笔，氖管才会发光。
二、火线和零线
②为什么手触笔尾金属体时氖管会发光，而人不会触电呢？
二、火线和零线
试电笔的电路中串联了一个阻值比较大的电阻，大约几兆欧，笔尖接触火线时，220V的电压加在测电笔和人体构成的串联电路上，通过氖管和人体的电流大约（人体的电阻R取1MΩ=106Ω）
I=U/R=220V/106Ω=0.22mA
这个电流可以使氖管发光，但对人体是没有危害的。
（4）试电笔使用方法
错误的使用方法
正确的使用方法
①手拿试电笔，手指按住金属笔卡（或金属笔尾），使笔尖接触被测导线，手指千万不能碰到笔尖金属体。因为笔尖处的电压为220V，已超过了人体的安全电压。
二、火线和零线
②试电笔辨别火线与零线
手拿试电笔，手指按住笔卡（或金属笔尾），使笔尖接触被测导线。如果氖管发光，则接触的是火线；如果氖管不发光，则接触的是零线。
二、火线和零线
③试电笔判断用电器的金属外壳是否带电
除了判断零线和火线，试电笔也能判断用电器的金属外壳是否带电。使笔尖接触用电器，当用电器的金属外壳带电时，氖管会发光。
二、火线和零线
【例题3】用测电笔可辨别火线和零线，使氖管发光的是 _______（选填“火线”或“零线”）。如图所示，闭合开关后，电灯正常发光，用测电笔测试图中的a、b两点，能使氖管发光的点为 ____（选填“a ”或“b”或“a和b ”，下同）；电灯工作一段时间后，
当测电笔的氖管发光时，说明测电笔的笔尖金属体接触的是火线。若开关闭合后电灯正常发光，用测电笔分别接触a、b两点时，b点与火线接触，能使测电笔发光；a点与零线接触，不能使测电笔发光。若进户线的零线发生断路，a、b两点都与火线相连，则这两点都会使氖管发光。
火线
b
用测电笔测试图中的a、b两点，能使氖管发光的点为 ____。
进户线零线断路，
a和b
二、火线和零线
【例题4】如图1所示，甲、乙分别表示试电笔的两种使用方法，其中正确的是 ____（填“甲”或“乙”）。如图2所示，开关S断开，正确使用试电笔测试电路中A、B、C三点，试电笔会发光的是 ____点。
图1中甲图的使用方法是正确的，手接触笔尾金属体，笔尖接触火线，氖管发光；乙图的使用方法是错误的，试电笔接触火线或零线，氖管都不发光。
图2中开关S断开时，A点和C点与零线相连，B点与火线相连，正确使用试电笔测试电路中A、B、C三点中B点氖管发光。
甲
B
二、火线和零线
三、三线插头
和漏电保护器
一、家庭电路的组成
二、火线和零线
三、三线插头和漏电保护器
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 家庭电路
1. 三线插头和三孔插座
正常情况下，洗衣机、电冰箱等用电器的外壳不能带电，如果万一用电器的外壳与电源火线之间的绝缘损坏，则会使外壳带电，人体接触用电器就会发生触电。
怎样防止人体触电呢？
洗衣机、电冰箱等电器的电源插头有三根线，其中一条接火线（L），一条接零线（N），第三条标着“E”。这是为什么？
三、三线插头和漏电保护器
（1）三脚插头
原来，三脚插头上标着“E”的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。
三脚插头
三、三线插头和漏电保护器
E 接用电器外壳
N接零线
L 接火线
接入大地
（2）三孔插座的接法
左边的插孔接零线，右边的插孔接火线，中间的插孔接地线，即“左零右火中间地”。
接火线
接零线
左零 右火 上接地
背面接线示意图
接火线
接地线
接零线
接地线
三、三线插头和漏电保护器
（3）三脚插头和三孔插座的作用
洗衣机
外壳
三脚
插头
三孔
插座
地线
大地
把三脚插头插入三孔插座时，就把用电器的外壳接入了大地。
三、三线插头和漏电保护器
原来，插头上标着E的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。当用电器的外壳与电源火线之间的绝缘层损坏而使外壳带电时，三脚插头接外壳的插脚通过接地线将电流导入大地，人接触外壳不会触电。
三、三线插头和漏电保护器
想一想：为什么三脚插头中间的那个脚长？
插插头时可以使用电器外壳先接地，拔插头时可以后离地。
2. 漏电保护器
在新建的楼房里，控制插座的总开关上大多还装有漏电保护器家庭电路中的漏电保护器如图所示。
三、三线插头和漏电保护器
（1）漏电保护器的作用
当电路中发生漏电或站在地上的人不小心接触了火线，电流经过人体流入大地，这时，总开关上的“漏电保护器”会迅速切断电源，对人身起到保护作用。
（2）漏电保护器原理
如图所示是安装了漏电保护器的家庭电路。当电路处于正常工作状态时，图线路中A点和B点的电流相等，漏电保护器开关处于接通状态。若有人在C点不慎触电，则火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过线路中A、B两点的电流不相等，漏电保护器会迅速切断电路，从而起到保护作用。
三、三线插头和漏电保护器
3. 实例分析
图是现在一般标准住宅户内配电系统方框图，同学们可以想一想：空气开关和漏电保护器在电路中分别起什么作用？这样安装有什么好处？
三、三线插头和漏电保护器
（1）空气开关的作用
当电路中的电流超过规定大小时，空气开关会自动断开，切断电源，从而保护电路。在支路上安装空气开关，如果本支路用电器电流过大，该支路空气开关就会自动切断电路，并不影响其他支路用电器的工作。
三、三线插头和漏电保护器
（2）漏电保护器在电路中的作用
在三孔插座中安装漏电保护器，当用电器的外壳带电时，漏电保护器就会自动断开切断电源，防止人体触电事故的发生。
【例题5】如图所示是一个安装在卧室墙上的三孔插座，
安装符合安全用电要求，下列说法正确的是（　　）
A．①孔和②孔之间的电压是220V
B．①孔所接的导线通过插头与用电器的金属外壳相连
C．将一根导线的两端金属部分别插入①孔和②孔，会造成短路
D．正确使用测电笔分别测试三个孔，氖管不发光的孔接的是零线
A．②孔接零线，零线和地线之间的电压为0V，故A错误；
B．为安全用电，三孔插座中多出一个专门用于接地的①孔，故B正确；
C．①孔接地线，将一根导线的两端金属部分别插入①孔和②孔，不会造成短路，故C错误；
D．正确使用测电笔分别测试三个孔，氖管不发光，该孔所接的是零线和地线，故D错误。故选B。
B
三、三线插头和漏电保护器
【例题6】将图中各元件接入电路，要求：开关只控制电灯；三孔插座带保险丝。
火线先接开关，再接灯泡顶端的金属点，零线直接接灯泡的螺旋套，这样既能让开关控制灯泡，又能在灯泡损坏，断开开关，切断火线，更换灯泡时更安全。三孔插座的上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线，保险丝接在火线上；当有金属外壳的用电器插入三孔插座时，能使金属外壳接地，防止漏电时发生触电事故。如图所示.
三、三线插头和漏电保护器
四、课堂总结
一、家庭电路的组成
二、火线和零线
三、三线插头和漏电保护器
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 家庭电路
①进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、插座.
②开关、灯泡的连接：开关接在电灯与火线之间.
①火线跟零线之间的电压为220V；火线和地线之间的
电压为220V，零线与地线之间的电压为0V.
②试电笔：如果氖管发光，则接触的是火线；
如果氖管不发光，则接触的是零线.
①三线插头：上脚接用电器的外壳.
②三孔插座接法：左零右火上接地.
③漏电保护器：漏电或人触电时，会自动切断电源.
④空气开关：电流超过规定大小时，自动切断电源.
家庭电路
组 成
三线插头和漏电保护器
火线和
零线
四、课堂总结（1）
四、课堂总结（2）
视频总结——《家庭电路 》
五、动手动脑学物理
一、家庭电路的组成
二、火线和零线
三、三线插头和漏电保护器
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 家庭电路
五、动手动脑学物理
1. 请用笔画线表示导线，将图中的电灯、开关和插座（插座准备接大功率用电器）接入家庭电路中。
插座三个孔的接法是“左零右火上接地”，开关和电灯串联，开关应该在火线和电灯之间，如图所示。
2. 图甲所示是小明用的一个插线板。他在使用中发现：插线板上的指示灯在开关断开时不发光，插孔不能提供工作电压；而在开关闭合时指示灯发光，插孔可以提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象，你认为指示灯和开关是怎样连接的？请在图乙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式，并把接线板与电源线接通.
五、动手动脑学物理
甲 乙
五、动手动脑学物理
开关闭合时，指示灯发光，插孔可以提供工作电压，而开关断开时，指示灯不发光，插孔不能提供工作电压，说明开关是控制指示灯和插孔的总开关。指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压，说明指示灯与插孔是并联的。两孔插座的安装要求是“左零右火”。电流从发光二极管长脚流入，由于二极管不能承受高压，需要串联一个限流电阻，如图所示。
3. 根据课本提供的数据，利用欧姆定律，估算正确使用试电笔测量家庭电路火线时流过人体的电流。这个电流大约是25 W灯泡正常工作电流的多少分之一？
五、动手动脑学物理
家庭电路的电压U=220V，试电笔的电阻约 R=1000kΩ=106Ω
则正确使用试电笔测量家庭电路火线时流过人体的电流
I=U/R=220V/106Ω=2.2×10-4A
由P=UI可得，25W灯泡正常工作时的电流
I2=P/U= 25W/220V=0.11A
则： I/I2 = 2.2×10-4A/ 0.11A=1/500
这个电流大约是25W灯泡正常工作电流的1/500
4. 你家里的空气开关是安装在家庭电路中哪个部位的？为什么要这样安装？
五、动手动脑学物理
空气开关是现在家庭电路中常用的用于替代闸刀开关和熔断器（保险丝）的一种电气元件，所以家里的空气开关安装在家庭电路中电能表之后、各用电器及插座之前。当电路中电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，对家庭电路的用电器起保护作用。
六、课堂练习
一、家庭电路的组成
二、火线和零线
三、三线插头和漏电保护器
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 家庭电路
1．如图所示为家庭电路的部分简图，请在方框内填入下列元件的字母标号：A．电灯、B．开关、C．总开关（闸刀开关）、D．电能表、E.用户保险，确保电路连接顺序正确。
家庭电路的连接要按照进户线→电能表→总开关→保险盒→用电器的安装顺序；因此上面的左边框内是D电能表，中间是C总开关，右边为E用户保险；开关和控制的电灯串联，并且开关接在火线与电灯之间，故下面左边框内是A电灯，右边是B开关。如图所示。
六、课堂练习
2．如图所示，这是家庭电路的一部分，若在图中A和B位置分别接入一盏电灯和开关，下列相关说法正确的是（　　）
A．应在A处接开关，B处接灯泡
B．插座上接入电风扇后，与灯泡是并联的
C．用试电笔接触插座的左孔，氖管会发光
D．若控制灯泡的开关短路，则保险丝会熔断
A．开关要接在火线上，应在B处接开关，A处接灯泡，故A错误；
B．两孔插座上接入电风扇后，与灯泡是并联的。故B正确；
C．插座左零右火，用试电笔接触插座的左孔，氖管不发光，故C错误；
D．若控制灯泡的开关短路，则灯泡接入电路发光，保险丝不会熔断，故D错误。 所以选B。
B
六、课堂练习
3．小敏学习了有关电的知识，拿起测电笔对如图电路中的A、B、C、D进行测试，测试时，开关闭合。
（1）如图，正确的测电笔使用的图是______；
（2）电线BD某处断路，闭合开关S后，用测电笔测试C和D两点，能使测电笔发光的点是______（选填“C”“D”或“C、D”）。
（1）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，在图乙和图丙中，正确使用试电笔的是图丙；
丙
六、课堂练习
C、D
（2）若电线 某处断路，闭合电键S后， 和 两点都与火线相连，用测电笔测试 和 两点时，都能使测电笔发光。
4．如图所示的三孔插座、电灯和开关是组成家庭电路的常用器件，请你用笔画线代替导线将它们接入电路，要求开关控制电灯。
三孔插座，上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线；开关与控制的灯泡的接法：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，如图所示。
六、课堂练习
5．如图所示，关于家庭电路，下列说法错误的是（　　）
A．图1中三脚插头接入三孔插座后，金属外壳接地，能防止万一外壳带电时对人造成伤害
B．图2是空气开关，当家庭电路中电流过大时空气开关会切断电路
C．图3是漏电保护器，当站在地上的人接触火线时漏电保护器会切断电路
D．图4中的电路断开开关时，手接触点M不会发生触电事故
D
六、课堂练习
A．三脚插头接入三孔插座后，插头上脚与插座上孔相连，使用电器金属外壳接地，能防止外壳带电时对人造成伤害，故A正确，不符题意；
B．当家庭电路中电流过大时，空气开关会切断电路，从而保护电路，故B正确，不符合题意；
C．当站在地上的人接触火线时，电流流过人体，此时火线和零线中的电流大小不同，漏电保护器能检测出“漏电了”，从而迅速切断电路，起到保护作用，故C正确，不符合题意；
D．断开开关，手接触点M时，M点与火线相通，接触时会触电，故D错误，符合题意。所以选D。
六、课堂练习
6．图所示为部分家庭电路示意图，其中电器元件连接错误的是（　　）
A．①④ B．②④
C．②③ D．①②③
六、课堂练习
①保险盒需要接在火线上，熔断时断开火钱，故①错误；
②如图，开关接在零线上，开关断开时，灯泡连接着火线，不安全；开关应接在火线与用电器之间，故②错误，符合题意；
③两孔插座，接线左零右火，连接错误，故③错误；
④三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，故④正确，不符合题意。 故选D。
D
7. 如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。关于空气开关和漏电保护器的作用，下列分析正确的（　　）
A．当插座漏电时，空气开关①将跳闸
B．当空调电流过大时，空气开关②将跳闸
C．当电灯电流过大时，漏电保护器会迅速切断电路
D．空气开关跳闸，问题解决后需更换新的空气开关
六、课堂练习
B
A．当插座漏电时，漏电保护器会断开电路，由于此时电路中的电流不会过大，所以空气开关①不会跳闸，故A错误；
B．当空调电流过大时，空调电路的电流超过一定值后，空气开关②就会跳闸，故B正确；
C．当电灯电流过大时，与灯泡串联的空气开关③会跳闸，由于火线和零线的电流相同，所以漏电保护器不会切断电流，故C错误；
D．空气开关跳闸，问题解决后闭合空气开关即可，不需要更换新的空气开关，故D错误。故选B。
六、课堂练习
8. 如图所示是常用的接线板，闭合开关后指示灯发光，插座供电；若指示灯损坏，闭合开关后插座仍能供电，以两孔插座为例，接线板内部线路及其与家庭电路的连接正确的是（　　）
六、课堂练习
A
A B C D
由题意可知，插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电，说明开关同时控制灯泡和插座，灯泡和插座之间可能是串联，也可能是并联，如果两者并联，开关应该在干路上；
六、课堂练习
如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明灯泡和插座之间是并联的，开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全，故A正确，BCD错误。 故选A。

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