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19.2 家庭电路的基本组成&19.3 跨学科实践：为家庭电路做设计
【练基础·过教材】
必备知识-1- 电流过大的防护
1.超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质，应用领域非常广泛，近年来，我国积极推进常温超导及其应用领域的研究。常温下的超导体，最适合运用于 （　　）
A.制作家用保险丝
B.制作白炽灯泡的灯丝
C.制作电炉的电阻丝
D.远距离输电
2.长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，分别接到线路板上A、B间和C、D间，如图所示。移动滑动变阻器的滑片，发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是 （　　）
A.保险丝的电阻比铜丝的大
B.通过保险丝的电流比铜丝的大
C.电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多
D.为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝
3.小明同学寒假在家看电视时，为了取暖，便将一个电暖器拿出来，当他将插头插入插座中时，听到“啪”的一声，同时从插座中冒出一股黑烟，电视机和电灯也都熄灭了，这个现象会导致的结果是 （　　）
A.电视机烧坏　　　B.电暖器烧坏
C.空气开关断开　　　　　D.灯丝烧断
必备知识-2- 相线和中性线的辨别
4.在生活中，我们可以用测电笔辨别相线和中性线，如图甲、乙所示的测电笔的用法中，正确的是　　　　　（选填“甲”或“乙”）图；笔尖插入插座的插孔中，若氖管发光，证明此处与　　　　　（选填“相”或“中性”）线相连。
5.如图，这是测电笔的结构图。下列说法正确的是 （　　）
A.测电笔外壳是导体
B.使用测电笔时手不能接触笔尖
C.使用测电笔时手不要接触笔卡
D.使用测电笔时，若氖管发光，说明接触处与中性线是连通的
必备知识-3- 保护线与漏电保护器的作用
6.如图所示的插座最好安装在较高处，防止幼儿玩耍时因接触　　　　而触电；三孔插座的①插孔对应的接线柱必须接　　　　　，避免接触用电器带电的金属外壳而触电。（均选填“相线”“中性线”或“保护线”）
7.“珍爱生命、安全用电”是我们必备的用电常识。下列表述不正确的是 （　　）
A.正确使用测电笔测相线时有微弱电流通过人体
B.空气开关既能控制电路通断，也能保护电路
C.漏电保护器只有电流过大时才起到保护作用
D.不能用湿手将手机充电器插入插座
8.家庭电路中，当进户线的相线与中性线的电流不相等，且差值达到一定值时，安装在干路上的漏电保护器就会切断电路。则下列情况可能使漏电保护器切断电路的是（　　）
A.用电器短路
B.用电器金属外壳没有接地
C.正在工作的用电器总功率过大
D.小孩站在地上，手接触插座上与相线相连插孔的金属体
必备知识-4- 家庭电路的基本组成
9.下列关于家庭电路的组成顺序正确的是 （　　）
A.进户输电线、电能表、总开关、保险装置、用电器
B.进户输电线、总开关、保险装置、电能表、用电器
C.进户输电线、总开关、保险装置、用电器、电能表
D.进户输电线、用电器、电能表、总开关、保险装置
【练综合·提能力】
关键能力-1- 家庭电路故障的分析
10.如图所示的家庭电路，闭合开关S后，灯泡正常发光，但插座不能供电。用测电笔检测插座的左、右两孔，氖管均不亮。则电路中的故障可能是 （　　）
A.熔丝熔断 B.三孔插座与保护线接触不良
C.灯泡被短路 D.A、B两点间断路
11.装修房屋时，为了检查家庭电路的连接是否有问题，电工师傅将家中所有开关都断开，然后将相线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220 V的灯泡L，如图所示。闭合总开关S和开关S1，则下列判断正确的是 （　　）
A.若灯泡L正常发光，说明L1支路发生短路
B.若灯泡L正常发光，说明L1支路工作正常
C.若灯泡L不发光，说明L1支路发生短路
D.若灯泡L发光，但发光较暗，说明L1支路发生短路
关键能力-2- 家庭电路的连接
12. 电动车是生活中最常见的交通工具，现在很多城市都安装了公共充电插座，顾客扫码并付费进行充电。如图所示，相邻的两个插座之间是　　　　　（选填“串联”或“并联”）的。
13.开关是电路的重要元件，既可确保安全用电，又能方便控制电路。学校的STEM课堂上，小科在家庭电路图中设置了五处开关（如图所示）。小江觉得该电路设计不合理，因为有几处开关必须处于常闭状态，所以无须设置，这几处开关是 （　　）
A.1、2 B.1、4 C.2、4 D.3、5
【练真题·育素养】
14. 如图甲所示， 这是家用插线板。在图乙中画出插线板内部开关和两插座的连线，并接入家庭电路，要求：①插线板上的开关可同时控制两插座的通断；②开关接通时两插座都能提供220 V电压。
15. 在“跨学科实践：为家庭电路做设计”的活动中，小科设计了如图所示的电路。请回答下列问题：
（1）L1、L2对应的控制开关S1、S2中，连接存在安全隐患的是　　　　（选填“S1”或“S2”）。
（2）现有一带金属外壳的用电器，其插头应插入　　　　（选填“P”或“Q”）插座。
（3）若正常工作的L2突然短路，则下列说法正确的是　　　　（填字母）。
A.因为家庭电路是并联电路，另一支路中的L1仍能正常工作
B.短路时电流过大，相线上的断路器会切断电源
16.小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。
额定电压 220 V
高温挡功率 2 000 W
低温挡功率 800 W
（1）如图，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的　　　　线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过　　　　的方式增大空气内能的。
（2）小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10 A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用。
（3）若该电暖器一天正常工作6 h，其中高温挡2 h，低温挡4 h，则它一天耗电多少千瓦时
（4）小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。
参考答案
1.D　【解析】保险丝是利用电流的热效应工作的，当电流过大时，自动熔断来保护电路。电阻为零无法将电能转化为内能，无法熔断，故A不符合题意；灯丝必须在白炽状态下才能正常发光，电阻为零无法将电能转化为内能，无法放热，故B不符合题意；电炉丝需要将电能转化为内能，电阻为零无法将电能转化为内能，故C不符合题意；根据焦耳定律Q=I2Rt可知，远距离输电，当电阻为零时，可使导线损耗为零，便可提高传输效率，故D符合题意。
2.B
3.C
4.乙　相
5.B
6.相线　保护线
7.C
8.D
9.A
10.D　【解析】闭合开关S后，灯泡正常发光，但插座不能供电，这说明插座所在的支路出现了断路现象；用测电笔检测插座的左、右两孔，氖管均不亮，这说明插座的右孔与火线之间是断开的，所以故障可能是A、B两点间断路。
11.A
12.并联
13.C
14.如图所示：
【解析】对于电灯接线操作的基本要求是：相线中性线并排走，中性线直接进灯头，相线接在开关上，通过开关进灯头。而对于插座的接线方法是要求“左中性右相线”，三孔插座还要求“中接保护”，如果电路中有熔丝，则要将熔丝接到相线上。
15.（1）S1
（2）P
（3）B
16.【解】（1）保护（地）　热传递
（2）该插座允许的最大负载：
P=UI=220 V×10 A=2 200 W
大于高温挡的最大功率，该插座可以正常使用。
（3）高温挡正常工作2 h，消耗的电能为：
W1=P1t1=2 kW×2 h=4 kW·h
低温挡正常工作4 h，消耗的电能为：
W2=P2t2=0.8 kW×4 h=3.2 kW·h
一天正常工作6 h消耗的电能为：W=W1+W2=4 kW·h+3.2 kW·h=7.2 kW·h
（4）同时使用电饭锅、电磁炉和电暖器，总功率较大，根据I=可知，干路中的电流较大，根据焦耳定律Q=I2Rt，干路中的导线发热较大，导线过热可能引发火灾。

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