第十九章 安全用电
一、选择题(每题4分，共40分)
1．关于安全用电，下列说法正确的是( ) A．保险丝可以用粗铜丝代替 B．保险丝可以用空气开关代替 C．试电笔中的电阻可以用粗导线代替 D．家用电器的三脚插头可以用两脚插头代替
2．关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是( ) A．空气开关跳闸，一定是电路发生了短路 B．控制电灯的开关应该接在火线与电灯之间 C．使用试电笔时，必须用手直接接触金属笔尖 D．对人体而言，一般只要电压不高于220 V就是安全的 3．以下做法符合安全用电原则的是( ) A．一个插线板上同时使用多个大功率用电器 B．充电结束拔下手机后，充电器一直插在插座上 C．用电器的金属外壳使试电笔氖管发光时，不要去触碰 D．当电器刚刚起火时，迅速用水浇灭小火苗
4．如图1所示是某同学设计的家庭电路，控制电灯的开关已断开。下列说法正确的是( )
图1
A．灯泡和两孔插座是串联的 B．试电笔接触M点，氖管不发光 C．开关和三孔插座的连接都是错误的 D．试电笔插入两孔插座的左孔，氖管发光
5．现在一般标准住宅用户内配电系统都使用了空气开关、漏电保护器、三孔插座等设备，有一配电系统如图2所示。下列对各个设备的特征描述正确的是( )
图2
A．从电能表上可以直接读出应该交的电费 B．空气开关的作用与保险丝的作用完全相同
C．三孔插座正中间的插孔应该接三脚插头上最长的那只脚 D．漏电保护器用于当灯泡的灯丝烧断时，将电流导入大地
6．插线板使用不当会带来安全隐患甚至引发火灾，下列属于正确使用插线板的做法是( )
A．在同一个插线板上可以同时使用多个大功率用电器 B．插线板可以放置在家中的任何位置 C．使用或购买插线板时要关注其相关技术参数 D．用电器的插脚无须与插孔中的金属片完全接触
7．在家庭电路中，一定不会引发总开关(带有漏电保护器)跳闸的是( ) A．火线和零线直接连通 B．安装用电器时人体接触火线 C．试电笔笔尖接触火线 D．同时使用多个大功率用电器
8．庆六一文艺会演时，王老师给大家表演了一个“不怕电”的节目。首先王老师将一个标有“PZ220－100”的灯泡接到两导线头M、N之间，灯泡正常发光。随后将灯泡取下，王老师站到干燥的木凳上后，左、右手分别抓住M、N两导线头(如图3所示)。李老师用试电笔分别测试M、N及王老师的皮肤，发现试电笔的氖管都发光，而王老师却谈笑自如。对以上现象的解释，你认为正确的是( )
图3
A．王老师有特异功能，确实不怕电 B．王老师的双手戴着绝缘手套
C．在人、灯替换之时，有人将火线断开了 D．在人、灯替换之时，有人将零线断开了
9．如图4所示是小科家的部分电路和电热水壶内部电路，正在烧水的电热水壶突然停止工作，但电灯仍正常发光，则下列说法正确的是( )
图4
A．插座和电热水壶串联 B．故障一定是ab段断路了 C．电热水壶的导线②与接地线相连 D．故障可能是电热水壶内电阻丝断了
10．如图5所示是一条刚装好的家庭电路，在未装保险丝之前，先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上。当只闭合S1时，L0和L1发光都偏暗；当只闭合S2时，L0正常发光；当只闭合S3时，L0不发光。则下列判断正确的是(四只灯泡的额定电压均为220 V)( )
图5
A．灯泡L1所在支路正常 B．灯泡L2所在支路断路
C．灯泡L3所在支路短路 D．装好保险丝，闭合所有开关后，灯泡都能正常发光 二、填空题(每空2分，共28分)
11．如图6所示家庭电路中的同一个插排上连接了多个大功率用电器，用电器所接电压是________V，用电器间的连接方式是________；在日常生活中，不宜同时使用这些用电器，是为了防止电流过大，因电流的________效应而引发火灾。
图6
12．如图7所示，小明正在使用试电笔辨别正常家庭电路中三孔插座的火线与零线，此时试电笔氖管________(选填“发光”或“不发光”)；为了避免连接在三孔插座上的用电器金属外壳漏电对人体造成伤害，C孔应接________线。
图7
13．为保证用电安全，家庭电路中的空气开关应装在________线上；空气开关“跳闸”后，受它控制的电路处于________(选填“短路”“断路”或“通路”)状态；试电笔________(选填“能”或“不能”)区分零线与地线。
14．“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，如图8所示是小明观察到的家中供电箱，漏电保护开关在线路漏电时自动断开，空气开关在电路超负荷运行或短路时，自动断开。这两个开关____________(选填“串联”或“并联”)在______________(选填“干路”或“支路”)上，以保证用电安全。进户线干路导线较其他导线粗很多，是为了______________(选填“增大”或“减小”)电阻，防止进户线干路上通过大电流时发热引起安全事故。
图8
15．现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。如图9所示，用电器接在电压为220 V的电源上，消耗的电功率是1100 W，电路中还有额定电流为10 A的
保险丝及漏电保护器(在图中虚线框内，未画出)。则一个潮湿的人(电阻为8.8 kΩ)，赤脚站在地上，不小心手接触了火线，此时通过人体的电流是________A，保险丝________(选填“会”或“不会”)熔断，漏电保护器检测到通过A、B两处的电流IA________(选填“＞”“＜”或“＝”)IB，从而切断电路，保护人身安全。
图9
三、作图题(4分)
16．有一种声光自动控制的楼道灯，当有人走动发出声音且只有夜晚天黑之后灯才能亮，白天无论发出多大的声音，灯也不亮。如图10所示，现有灯L、声控开关S声(有声音时开关闭合)和光控开关S光(光线暗时开关闭合)，请设计并连接满足上述要求的电路。
图10
四、实验探究题(9分)
17．三名同学针对“在家庭电路中，离进户线距离不同的用电器两端的电压是否完全相同”的问题进行了探究。(灯丝电阻不变)
(1)小柯设想借用实验室量程为0～15 V的电压表，直接测量家庭电路上各用电器两端的电压进行比较。仅从量程考虑，因为0～15 V的电压表________________，所以小柯的设想无法实现。
(2)小雪设想利用如图11所示电路模拟家庭电路进行探究，所有导线选用电阻可以忽略不计的粗铜丝。如果用电压表测量两灯泡两端的电压，结果应该是灯L1和L2两端的电压__________。
图11
(3)小妍参照小雪的电路图进行了实验，导线ab和cd拆自旧滑动变阻器上的电阻丝，电阻较大。小妍发现规格完全相同的灯泡L1和L2亮度不同，得出了“如果导线的电阻较大，
离电源距离不同的电灯两端电压不同”的结论。她的依据是：规格相同的灯泡亮度不同，是由于灯泡两端的__________________，导致实际功率不同。
五、计算题(共19分)
18．(9分)小伟是一个科学迷，在课余时间他利用一个规格为“2.2 V 0.01 A”的发光二极管设计了如图12甲所示的电路。晚间断开照明灯L后，利用二极管D发出的光指示开关所在的位置。S为单刀双掷开关，R为限流电阻。
图12
(1)断开照明灯后，为使二极管D正常工作，限流电阻R的阻值为多少？此时，电路消耗的总电功率为多少瓦？
(2)从安全用电角度考虑，该电路存在安全隐患，应将单刀双掷开关S接在照明灯L与________之间。
(3)白天，在照明灯断开时，该电路还要消粍电能。为节约电能，可以再接入一个光控开关(光照弱时自动闭合，光照强时自动断开)，你认为应将光控开关接在图乙中a、b、c三处的________处。
19．(10分)随着现代化学校创建工作的深入开展，各中小学对多媒体硬件运用越来越多。某校共有15个教室，每个教室配有40 W的照明灯10盏，300 W的投影仪一台，100 W的教学扩音系统一套，300 W的电脑一台。(该校的供电电压为220 V)
(1)学生在操场上进行半小时的大课间体育活动时，若教室内的这些用电器没有关闭，
那么这半小时内该校会浪费多少度电？
(2)随着这些硬件的装配，需要对学校供电线路进行改造，下表是各种橡胶绝缘铜芯线在常温下的安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)。从安全角度考虑，该校应选择哪种导线作为干路导线？请通过计算后说明。
导线规格 导线横截面积S/mm 安全载流量I/A 2 4 37 6 47 10 68 16 94
答案
1．B 2．B 3．C 4．C 5．C 6．C 7．C 8．D 9．D 10．A 11．220 并联 热 12．不发光 地 13．火 断路 不能 14．串联 干路 减小 15．0.025 不会 ＞ 16．如图所示
17．(1)量程太小 (2)相等 (3)实际电压不同
18．(1)二极管D正常工作时，D与R串联，定值电阻R两端的电压：UR＝U－UD＝220 V－2.2 V＝217.8 V，
电路中的电流：I＝ID＝0.01 A， 定值电阻的阻值：
UR217.8 V4R＝＝＝2.178×10 Ω；
I0.01 A此时电路消耗的总电功率：P＝UI＝220 V×0.01 A＝2.2 W。 (2)火线 (3)b
19．(1)教室内的用电器总功率：
P＝(40 W×10＋300 W＋100 W＋300 W)×15＝16500 W＝16.5 kW， W
由P＝得，半小时浪费的电能：
t
W＝Pt＝16.5 kW×0.5 h＝8.25 kW·h＝8.25度。 (2)由P＝UI得电路中的总电流： P16500 WI＝＝＝75 A， U220 V因为68 A＜75 A＜94 A，
所以应选择横截面积为16 mm的导线作为干路导线。
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