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2024教科版物理九年级下学期
第九章 家庭用电
2 家庭电路
基础过关全练
知识点1 家庭电路
1.(2023四川绵阳期末)如图是家庭电路示意图。下列说法正确的是
( )
A.电能表测量电功率
B.与开关S直接相连的导线a是零线
C.若在导线a和b之间接一个灯泡L1,则L1与L串联
D.若c处断开,洗衣机插头插入插座,洗衣机虽能工作但有安全隐患
2.(2023山西泽州期末)如图所示是小梦家的家庭电路简化图,由该电路可知a是 (选填“零线”或“火线”);灯泡L与插座Q是
(选填“串联”或“并联”)的。
知识点2 量电装置和配电装置
3.家庭电路中,当通过进户火线与零线的电流不相等,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.小孩站在地上,手接触插座上与火线相连的插孔的金属体
C.用电器金属外壳没有接地
D.正在工作的用电器总功率过大
4.(2023河北联考三模)如图所示是安装了空气开关和漏电保护器的住宅内配电系统,它们都是安全用电的小卫士。当家庭电路中用电器的总功率过大或发生 时,空气开关会自动断开,对用电器起到保护作用;当站在地上的人使用插座时,不小心接触了火线, 会迅速切断电路,对人体起到保护作用。
知识点3 判断家庭电路故障
5.【跨学科·物理学与日常生活】(2023山东单县期末)如图所示是小刚家里部分电路的示意图。当闭合开关S后,发现电灯L不亮,检查保险丝没有熔断。小刚同学用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线
C处和D处,发现这两处都能使测电笔的氖管发光;他再用测电笔分别测试火线A点和零线B点时,氖管在测火线A点时能发光,在测零线
B点时不发光。你判定此电路故障应是 ( )
A.火线和零线短路
B.电灯L短路
C.电线AC段某处断路
D.电线BD段某处断路
6.【学科素养·科学思维】(2022黑龙江龙东地区中考)如图所示的家庭电路,两虚线框中连入了电灯和开关,则方框 中为开关;闭合开关后,发现电灯不亮,使用试电笔测试a、b、c三点时试电笔的氖管均发光,测试d点时试电笔的氖管不发光,则该电路的故障为 。
能力提升全练
7.(2023广东东莞中考模拟,4,★☆☆)在家庭电路中,如图所示的有关灯泡、开关和插座的连接方法中,正确的是 ( )
8.(2023四川泸州中考,23,★☆☆)学习家庭电路相关知识后,小浩对设计的如图所示家庭电路及其使用的下列认识,正确的是 ( )
A.图中两盏灯泡与其对应控制开关的连接都是正确的
B.电冰箱的插头地线插脚脱落,仍可插入插座P长期使用
C.如果灯泡L2不能正常工作,则插座Q也一定不能正常工作
D.断开开关S2,正确使用验电笔检查灯泡L2两端接线柱,氖管都不会发光
9.(2022湖北宜昌中考,15,★★☆)在如图所示的家庭电路中,闭合开关S,灯泡不能发光,用试电笔检测双孔插座左右两孔,氖管都发光。若电路中只有一处故障,则发生故障的是 ( )
A.插座发生短路 B.灯泡发生短路
C.de间断路 D.ef间断路
10.(2023四川凉山中考,15节选,★☆☆)在家庭电路中,当把一个60 W的台灯插头插入插座时,家中原来正常的其他用电器突然都停止工作,发生这种现象的原因可能是插头处 。
11.(2022甘肃兰州中考,19,★★☆)如图甲是宾馆床头柜上开关示意图,图乙是其控制的电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯的通断和亮度,S2为单独控制电视插座的开关。在图乙中将电路图连接完整,要求符合安全用电原则。
素养探究全练
12.【科学态度与责任】阅读材料,回答问题。
空气开关
如图所示,图甲是家庭常用的空气开关,只要电流超过了设定值,空气开关就会自动断开,保护电路。图乙是某型号空气开关的工作原理示意图,ab是由双金属片组成的“扣”,可绕b点转动。当电路发生短路时,电磁铁E的线圈中电流很大,产生强磁场,“扣”被吸引,脱离杠杆OA。在弹簧作用下,杠杆OA绕O点转动,从而切断电路,这种工作方式被称为电磁脱扣。当电路发生过载时,电流超过额定阈值,双金属片受热膨胀发生弯曲,这个“扣”会脱离杠杆OA,杠杆OA在弹簧作用下被拉起,从而切断电路,这种工作方式被称为热脱扣。图乙所示的空气开关工作原理综合了电磁脱扣和热脱扣两种工作方式,既可以在发生短路时切断电路,也可以在过载时切断电路,这种空气开关的工作方式被称为复式脱扣。
(1)根据以上材料,关于空气开关的下列说法错误的是 。
A.空气开关与保险丝的功能相似,都是在电流过大时断开电源,保护电路
B.在家庭电路发生短路时,空气开关电磁脱扣会触发,立即断电
C.空气开关是利用空气受热膨胀而断电,所以叫做空气开关
D.空气开关热脱扣断电的原理是电流的热效应
(2)当线圈中经过的电流方向如图乙所示,则电磁铁E的右侧为
极。
(3)杠杆OA是由 (选填“导体”或“绝缘体”)材料制成的;脱扣后,质量分布均匀的杠杆OA在弹簧作用下绕O点向上运动,杠杆OA属于
(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(4)安装好空气开关后,调试时发现电路电流过大而空气开关却不能及时切断电路,为保证电路安全,应将图乙中的滑动变阻器滑片P适当向
移动。
(5)空气开关的热脱扣,使用的双金属片是由长和宽相同的两块金属片组成的,且两金属片被紧紧地铆在一起,受热时铜片膨胀得比铁片大,则符合上述材料中工作要求的双金属片是 。
答案全解全析
基础过关全练
1.D 电能表是测量消耗电能多少的仪表,不能测量电功率,A错误;与开关S直接相连的导线是火线,所以导线a是火线,B错误;若在导线a和b之间接一个灯泡L1,L和L1可独立工作,互不影响,故L1与L并联,C错误;若c处断开,洗衣机插头插入插座,洗衣机能工作,但外壳不能接地,若外壳带电,人接触外壳,会发生触电事故,D正确。
2.火线 并联
解析 用电器的开关应该接在火线与用电器之间,所以a是火线;灯泡L与插座Q是互不影响的,所以是并联关系。
3.B 用电器短路,虽然火线和零线中的电流很大,但两线中的电流是相等的,所以此时保险丝会熔断,空气开关会跳闸,但漏电保护器不会切断电路,故A不符合题意。小孩站在地上,手接触插座上与火线相连的插孔的金属体,会使火线与大地间形成通路,会导致通过火线与零线的电流不相等,且差值达到一定值时漏电保护器就会切断电路,故B符合题意。用电器金属外壳没有接地,不会引起电路中电流的变化,漏电保护器不会切断电路,故C不符合题意。正在工作的用电器总功率过大,电路中电流过大,但通过火线与零线的电流相等,所以漏电保护器不会切断电路,故D不符合题意。
4.短路 漏电保护器
解析 当电路中发生短路或用电器总功率过大造成电流过大时,空气开关会自动断开,切断电路,对用电器起到保护作用。当站在地上的人使用插座时,不小心接触了火线,造成火线和零线的电流不相等时,漏电保护器会迅速切断电路,对人体起到保护作用。
5.D 测电笔接触C处和D处时氖管均发光,说明灯泡完好,并与火线接触良好,而接触B点时氖管不亮,说明B点与火线断开,因此故障应是电线BD段某处断路了。
6.乙 c、d之间断路
解析 从用电安全方面考虑,控制电灯的开关要接在火线和电灯之间,这样当断开开关时,用电器与火线之间也被断开,这时人更换灯泡不会有触电危险,故方框乙中为开关。火线能使试电笔氖管发光,零线不能使试电笔氖管发光,试电笔测试a、b、c三点时试电笔的氛管均发光,测试d点时试电笔的氖管不发光,说明c点与进户火线之间是连通的,且与进户零线之间是不连通的,故该电路的故障为c、d之间断路。
能力提升全练
7.D 两孔插座的接法:左边接零线,右边接火线,A错误;三孔插座的接法:上面接地线,左边接零线,右边接火线,B错误;开关与所控制的灯的连接:火线首先接入开关,然后接入灯泡顶端的金属点,零线直接接入螺旋套,C错误,D正确。
8.D 为了保证用电安全,开关应接在火线与灯泡之间,A错误;电冰箱的插头地线插脚脱落,仍插入插座P,若电冰箱漏电,容易引起触电事故,B错误;灯泡L2、插座Q是并联的,如果灯泡L2不能正常工作,插座Q还可以正常工作,C错误;图中S2控制的是L2,开关S2断开,则灯泡L2不带电,所以断开开关S2,正确使用验电笔检查灯泡L2两端接线柱,氖管都不会发光,D正确。
9.D 若插座或灯泡发生短路,则保险丝会熔断,双孔插座左右两孔都没有电,试电笔氖管不发光,A、B不符合题意;若d、e间断路,则灯泡能正常发光,C不符合题意;若e、f间断路,则灯泡不能发光,用试电笔检测双孔插座左右两孔,氖管都发光,D符合题意。
10.短路
解析 当台灯插头插入插座时,原本正常的其他用电器都停止工作,说明空气开关跳闸,由于台灯的功率很小,故障原因不可能是总功率过大,因而是发生了短路,则发生这种现象的原因可能是插头处短路。
11.如图所示
解析 台灯旋钮开关相当于滑动变阻器,它是控制台灯的,应与台灯串联,且开关应接在用电器与火线之间;开关S2是控制电视插座的,它应与电视插座串联,且开关应接在火线与插座之间。
素养探究全练
12.(1)C (2)N (3)导体 省力 (4)右 (5)D
解析 (1)根据材料知空气开关与保险丝的功能相似,都是在电流过大时断开电源,保护电路,A正确;在家庭电路发生短路时,电磁铁E的线圈中电流很大,产生强磁场,“扣”被吸引,脱离杠杆OA,立即断电,B正确;空气开关电磁脱扣利用的是电流的磁效应,空气开关热脱扣断电的原理是当电路发生过载时,电流超过额定阈值,双金属片受热膨胀发生弯曲,这个“扣”会脱离杠杆OA,杠杆OA在弹簧作用下被拉起,从而切断电路,利用的是电流的热效应,C错误,D正确;(2)当线圈中经过的电流方向如图乙所示,根据安培定则知电磁铁E的右侧为N极;(3)杠杆OA能够导电,是由导体材料制成的;杠杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动,O为支点,动力作用在弹簧与杠杆连接处的A点,方向垂直于杠杆向上,动力臂为OA,阻力为杠杆竖直向下的重力,作用点在杆OA的几何中心,所以动力臂大于阻力臂,则杠杆OA属于省力杠杆;(4)由图知,当变阻器滑片向右移动时,变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,电磁铁磁性增强,将双金属片吸引过来,切断电路;(5)双金属片是由长和宽相同的两块金属片组成的,且两金属片被紧紧地铆在一起,受热时铜片膨胀得比铁片大,因为向左弯曲,这个“扣”会脱离杠杆OA,杠杆OA在弹簧作用下被拉起,从而切断电路,所以膨胀系数大的铜片在右边,则符合工作要求的双金属片是D。
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