19.2 家庭电路中电流过大的原因（解析版）

第十九章 安全用电 第2 节 家庭电路中电流过大的原因 1 知道家庭电路中电流过大的原因是家用电器总功率过大和短路。 2 知道保险丝的作用。 3 有初步安全用电和节约用电的意识。 一、电流过大的原因 1、家庭电路中用电器总功率过大 家庭电路中用电器是并联的，总功率 ，根据P=U 可知，当U=220V 时，总功率越大，电 路中的总电流越大。 2、短路 家庭电路中的火线与零线直接连通时就会造成短路。由于导线的电阻很小，根据=U/R 可知，电路中的电流会很 大。 二、保险丝的作用 1、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：保险丝由电阻率较大，熔点比较低的铅锑合金制作的。 （3）选择：使其额定电流等于或稍大于电路中最大规定工作电流。 （4）连接：一般只接一根在火线上，且与保护的电路串联，应接在闸刀开关的下方。 （5）注意事项：不能用铜丝、铁丝代替保险丝。现在新建楼房般都采用空气开关，当电流过大时，切断电路。 学习目标 1 预习导学 02 2、空气开关 （1）作用：当电路中由于短路、过载等原因导致电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。 （2）使用方法：断开后，待故障排除，再将闸刀开关合上。 （3）接线方法：单线式的只接在火线上，双线式的分别接入火线和零线。 知识点一：家庭电路中电流过大的原因： 【探究重点】减少电流过大的方法： （1）各种电器分散使用； （2）适当加大线路的线径，减少线路的电耗； （3）线路与电器的绝缘性能要好，避免漏电； （4）大功率电器开关上并联上适宜的电容器，减少开关电器时瞬间电流。 【例题精讲】（2023•兰州）如图所示的家庭电路中，开关闭合后，保险丝因电流过大而熔断。甲、乙两图产生电 流过大的原因是不同的，甲图中的原因是 ；乙图中的原因是 。 【答】用电器的总功率过大；短路。 【思路点拨】家庭电路电流过大的原因：短路；用电器的总功率过大。 【解析】甲图中开关闭合后，所有用电器都工作，导致电路中用电器的总功率过大，根据P＝U 可知，电压一 定时，功率越大，电流越大；乙图中开关闭合后，电流不经过用电器造成短路。 探究提升 03 故答为：用电器的总功率过大；短路。 【点评】本题考查家庭电路电流过大的原因，相对比较简单，属于基础题。 【巩固训练】（2021•绵阳）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，下列分析正确的是（ ） ．当电灯电流过大时，空气开关③将跳闸 B．当插座漏电时，空气开关①将跳闸 ．当空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流 D．空气开关跳闸，问题解决后需更换新的空气开关 【答】 【解析】 、当电灯电流过大时，与灯泡串联的空气开关③会跳闸，故正确； B、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 B 错误； 、当空调电流过大时，空气开关②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：。 1 ．（2023• 周村区二模）如图是家庭电路的组成示意图，下列有关说法正确的是（ ） 强化训练 040 ．电路维修时可以不用断开总开关 B．电能表是计量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表 ．保险盒内保险丝熔断后可以用铜线代替 D．控制灯泡的开关要接在零线和灯泡之间 【答】B 【解析】、电路维修时必须断开总开关，这样才能保证操作的安全，故错误； B、电能表是计量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表，故B 正确； 、保险丝是利用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的，铜丝的电阻率小、熔点高，不能代替保险丝，故错误； D、控制灯泡的开关要接在火线和灯泡之间，这样断开开关时，灯泡处才不会带电，故D 错误。 故选：B。 2．（2023•资兴市二模）如图是一般住宅户内配电系统方框图，下列说法正确的是（ ） ．E 处应接入空气开关，F 处接入电能表 B．当干路中的电流过大时，漏电保护器就会自动切断电路 ．用试电笔辨别火线和零线时，手要接触笔尾金属体 D．若空气开关自动跳闸，一定是发生了短路 【答】 【解析】、为了计量整个家庭电路消耗电能的多少，家庭电路中电能表要安装在总开关前面，所以E 处为电能 表，F 处为总开关，故错误； B、当干路中的电流过大时，空气开关就会自动切断电路，故B 错误； 、用试电笔辨别火线和零线时，手要接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体，故正确； D、若空气开关自动跳闸，是因为电路中的电流过大，可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故 D 错误。 故选：。 3．（2023•桓台县一模）关于安全用电，下列说法正确的是（ ） ．家庭电路中的空气开关跳闸一定是发生了短路 B．洗衣机的三脚插头坏了，可以找一个两脚插头换 上 ．用试电笔辨别火线和零线时，手要接触笔尾金属体 D．当干路中的电流过大时，漏电保护器就会自动切断电路 【答】 【解析】、家庭电路中的空气开关跳闸可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故错误； B、洗衣机的三脚插头坏了，应该找一个同样规格的三脚插头换上，故B 错误； 、用试电笔辨别火线和零线时，手要接触笔尾金属体，故正确； D、当干路中的电流过大时，空气开关会自动切断，当电路中出现漏电时，漏电保护器会自动切断，故D 错误。 故选：。 4．（2023•肥城市二模）如图所示，是某住宅户内配电系统的方框图，结合方框图的情境，下列分析中（ ） ①空气开关跳闸时，电路可能发生了短路 ②空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流 ③漏电保护器切断电流时，空调和电灯不能工作 ④控制灯泡的开关S 必须接在火线和灯泡之间 ．只有①④正确 B．只有②③正确 ．只有①②正确 D．只有①③④正确 【答】 【解析】①空气开关跳闸，说明用电器的总功率过大或电路短路，故①正确； ②当空调电流过大时，空气开关会跳闸，漏电保护器不会切断电流，故②错误； ③图中漏电保护器只控制三孔插座，漏电保护器断开电路时，因为并联电路互不影响，所以空调和电灯能工作， 故③错误； ④控制灯泡的开关S 必须接在火线和灯泡之间，这样断开开关时，灯泡处不会带电，故④正确。 故选：。 5．（2023•合阳县二模）如图所示，这是家庭电路的一部分，若在图中和B 位置分别接入一盏LED 灯和开关，下 列相关说法错误的是（ ） ．LED 灯是由半导体材料制成的 B．应在处接LED 灯，B 处接开关 ．若控制LED 灯的开关短路，则保险丝会熔断 D．两孔插座上接入电视机后，与LED 灯是并联的 【答】 【解析】 、LED 灯具有单向导电性，是由半导体材料制成的，故正确； B、开关要接在火线和灯之间，所以，开关接在B 处、灯装在处，故B 正确； 、若控制灯泡的开关短路，则电路是接通的，电路正常，保险丝不会熔断，故错误； D、两孔插座上接入电视机后，电视机与灯泡互不影响，是并联的，故D 正确。 故选：。 6．（2023•张家口一模）用电千万条，安全第一条，如图所示是标准住宅户内配电系统方框图，下列说法正确的 是（ ） ．只要图中插座的左孔接零线，右孔接火线，插在这个插座上的洗衣机就能安全工作 B．若闭合所有开关后电灯不亮，空调正常工作，用试电笔分别测试、b 两点，氖管均发光，则故障发生在零线 ．空气开关①突然跳闸，一定是电路中的总功率过大 D．如果图中插座左、右两孔的导线直接接触，那么漏电保护器会切断电路 【答】B 【解析】、洗衣机在使用时，外壳要接地线，所以应使用三孔插座才安全，故错误； B、由题意知，空调正常工作，用试电笔分别测试、b 两点，氖管均发光，说明火线是正常的；又知道电灯不亮， 说明问题在零线上，且可能是空调与之间的零线断路的，故B 正确； 、空气开关①突然跳闸，可能是电路中的总功率过大，也可能是发生了短路，故错误； D、如果图中插座左、右两孔的导线直接接触，那么空气开关会跳闸，但漏电保护器不会切断电路，故D 错误。 故选：B。 7．（2023•梧州二模）某家庭电路的部分组成如图所示，下列说法正确的是（ ） ．该家庭电路中的灯泡和开关可以互换位置 B．保险丝能在电流过大或有人触电时自动切断电路 ．使用试电笔检测电路时，手可以接触试电笔笔尖金属体 D．电冰箱的插头插入三孔插座时，能使电冰箱的金属外壳接地 【答】D 【解析】、灯泡与开关串联，开关必须连在火线上，控制灯泡的开关不可和灯泡的位置互换，故错误； B、保险丝在电路中的作用是当电路中有过大电流通过时，保险丝发热自动熔断，切断电路，从而起到保护电 路的作用，但有人触电时电路的电流不是很大，保险丝不会自动切断电路，故B 错误； 、使用试电笔辨别火线和零线时，手必须接触笔尾金属电极，一定不能接触试电笔笔尖金属体，故错误； D、三孔插座已接地，当电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地，这样能，防止金属外壳的用 电器漏电发生触电事故，故D 正确。 故选：D。 8．（2023•白云区二模）如图所示，这是家庭电路的一部分，若在图中和B 位置分别接入一盏电灯和开关，下列 相关说法正确的是（ ） ．应在处接开关，B 处接灯泡 B．用试电笔接触插座的左孔，氖管会发光 ．两孔插座上接入电视机后，与灯泡是并联的 D．若控制灯泡的开关短路，则保险丝会熔断 【答】 【解析】 、开关要接在火线和灯之间，所以，开关接在B 处、灯装在处，故错误； B、两孔插座的左孔接零线、右孔接火线，用试电笔接触插座的左孔，氖管不会发光，故B 错误； 、两孔插座上接入电视机后，电视机与灯泡互不影响，是并联的，故正确； D、若控制灯泡的开关短路，则电路是接通的，电路正常，保险丝不会熔断，故D 错误。 故选：。 9．（2023•盐城二模）对于家庭电路，经常会遇到这样一些情况： ①开关中的两个线头相碰； ②插头中的两个线头相碰； ③户外输电线绝缘皮被损坏； ④电路中增加了大功率的用电器。 在这些情况中，可能引起熔丝熔断或家中空气开关自动跳闸的是（ ） ．①② B．②③ ．②④ D．③④ 【答】 【解析】熔丝熔断或家中空气开关自动跳闸，是因为电流通过导体时，产生的电热引起的。电热在电阻、通电 时间一定时，电流越大，产生的电热越大。 ①开关中的两个线头相碰相当于开关是闭合的，不会引起电流过大； ②插座的两个线头，分别是火线和零线，火线和零线相连是短路现象，会引起电流过大； ③户外输电线绝缘皮被损坏，不会出现电流过大； ④电路中接入大功率的用电器，会使电路总功率更大，根据＝ ，功率变大，电压不变，电流变大。 故选：。 10．（2023•东营二模）关于家庭电路，下列说法正确的是（ ） ．当电流过大时，空气开关会自动断开，对电路起保护作用 B．当电流过大时，漏电保护器会自动断开，对电路起保护作用 ．当人体只接触火线时，保险丝会自动熔断，对人体起保护作用 D．当人体只接触火线时，空气开关会自动断开，对人体起保护作用 【答】 【解析】当电路中的电流过大时，空气开关会自动断开，对电路起保护作用；人触电时，电流直接由人体流入 大地，造成电路电流较大，且火线与零线的电流不平衡，漏电保护器会自动断开，起到保护作用，但空气开关 都不会断开电路，由于人具有一定的电阻值，电路中的电流不大，所以保险丝不会熔断；故正确、BD 错误。 故选：。 1．（2021•淄博）长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，分别接到线路板上、B 间和、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（ ） ．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 ．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 【答】B 【解析】B、保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制作的，而铜丝的电阻率小、熔点高；保险丝和铜丝串 联，通过它们的电流相同，通电时间也相同；保险丝的电阻大于铜丝的电阻，由Q＝2Rt 可得，保险丝产生的热 量多，且保险丝熔点低，故保险丝先熔断，从而起到保护电路的作用，故正确，B 错误； D、若换用铜线作保险丝，由于铜丝的熔点高，当电路中电流过大时不会熔断，无法保护电路，故D 正确。 故选：B。 2．（2020•徐州）家庭电路中，当电流过大时会自动切断电路的是（ ） ．熔断器 B．电能表 ．进户线 D．测电笔 【答】 【解析】熔断器是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成，在电路中电流过大时由于电流的热效应，熔断器的温 度升高并达到熔点而熔断，由此实现自动切断电路保护电气设备与人身安全的目的。故正确、BD 错误。 故选：。 3．（2023•绥化）家庭电路中总电流如果超过安全值，会由于电流的 效应，导致线路温度过高，容易引发火 灾。图中所示电路中电流过大的原因是 。 【答】热；用电器总功率过大。 【解析】（1）家庭电路中总电流如果超过安全值，会由于电流的热效应，导致线路温度过高，容易引发火灾。 观察图中可知，图中用电器总功率过大，由公式P＝U 得，电路中的电流：＝ ，电路的电压不变，当总功率P 过大时，电流会过大。 故答为：热；用电器总功率过大。 4．（2022•阜新）如图所示，同一个插排上同时使用多个用电器，用电器的总功率过大，会造成家庭电路中的 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。 【答】电流；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＝U 可知，会造成家庭电路 中的总电流过大；总电流过大，空气开关会自动断开。 故答为：电流；空气开关。 5．（2021•烟台）为了防止电流过大将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，乙、丙两 图分别是两个保险管的截面图，若两管内保险丝的材料相同，长度相同，粗细不同，则两图中 保险丝的电 阻大，当乙、丙两保险管通过相同的电流时， 保险丝的热功率大， 保险丝更容易熔断。（均选填“乙 图”或“丙图”）。 【答】见试题解析内容 【解析】两管内保险丝的材料相同，长度相同，粗细不同，越细的电阻越大，即丙保险丝的电阻大；当乙、丙 两保险管通过相同的电流时，根据P＝2R 可知，丙保险丝的热功率大，相同时间内，根据Q＝2Rt 可知，丙保险 丝产生的热量多，温度更高，更容易熔断。 故答为：丙图；丙图；丙图。 6．（2020•十堰）家庭电路中，导线绝缘皮容易破损或老化，裸露的导线相接触会发生 ，这时电路中的 （选填“漏电保护器”或“空气开关”）会跳闸保护电路。除此之外，电路中用电器 过大，也会导致电路 中电流过大。 【答】短路；空气开关；总功率。 【解析】裸露的导线相接触，会使零线和火线相连，发生短路现象，使得电路中的电流过大，空气开关会跳闸 保护电路； 电路中用电器的总功率过大，根据P＝U 可知，会导致电路中电流过大。 故答为：短路；空气开关；总功率。 7．（2020•丹东）新建居民楼电路中，当电流过大时 自动断开，切断电路，俗称跳闸；为了避免人不小心接 触火线，电流经人体流入大地时发生触电事故，会装上 对人体起到保护作用。 【答】空气开关；漏电保护器。 【解析】当家庭电路中电流过大时，空气开关自动断开，切断电路； 如果站在地上的人不小心接触了火线，电流经过人体流入大地，漏电保护器会迅速切断电流，对人身起到保护 作用。 故答为：空气开关；漏电保护器。 8．（2022•黑龙江）李刚同学家里添置了一台电热水器，他建议家人不要将电热水器和其它大功率用电器同时使 用，否则会存在安全隐患。请你根据所学的物理知识，解释同时使用大功率用电器存在什么安全隐患。 【答】根据公式＝ 可知，当电压一定时，用电器总电功率越大，总电流越大，又根据Q＝2Rt 可知，电阻和通 电时间一定时，总电流越大，干路（导线）产生的热量越多，温度极易升高，容易发生火灾。 【解析】答：根据公式＝ 可知，当电压一定时，用电器总电功率越大，总电流越大，又根据Q＝2Rt 可知，电 阻和通电时间一定时，总电流越大，干路（导线）产生的热量越多，温度极易升高，容易发生火灾。 9．（2023•山西）如图是某地消防部门公布的2022 年各场所火灾数2022 年各级开火灾数据统计图，其中住宅火灾 占比达43%，不正确的家庭用电是形成住宅火灾的主要原因。在“安全用电”主题班会上，小梦和小兰针对家 庭电路火灾原因发表了不同见解。请你任选一个同学的观点，用所学物理知识解释家庭电路引发电线火灾的原 因。 【答】小梦的观点：发生短路是引发家庭电路火灾的主要原因； 解释：电路发生短路时，电路中的电阻很小，而家庭电路两端的电压保持不变，根据欧姆定律＝ 可知，通过 电线的电流很大；在电线电阻和通电时间一定时，又根据焦耳定律Q＝2Rt 可得，电流通过电线产生热量很多， 使电线的温度急剧升高，容易引发电线火灾。 小兰的观点：用电器总功率过大是家庭电路电器火灾的主要原因； 解释：用电器总功率过大时，而家庭电路两端的电压保持不变，根据P＝U 可知，通过电线的电流很大；电线 的电阻和通电时间一定时，又根据焦耳定律Q＝2Rt 可得，电流通过电线产生热量很多，使电线的温度急剧升高， 容易引发电线火灾。 【解析】小梦的观点：发生短路是引发家庭电路火灾的主要原因； 解释：电路发生短路时，电路中的电阻很小，而家庭电路两端的电压保持不变，根据欧姆定律＝ 可知，通过 电线的电流很大；在电线电阻和通电时间一定时，又根据焦耳定律Q＝2Rt 可得，电流通过电线产生热量很多， 使电线的温度急剧升高，容易引发电线火灾。 小兰的观点：用电器总功率过大是家庭电路电器火灾的主要原因； 解释：用电器总功率过大时，而家庭电路两端的电压保持不变，根据P＝U 可知，通过电线的电流很大；电线 的电阻和通电时间一定时，又根据焦耳定律Q＝2Rt 可得，电流通过电线产生热量很多，使电线的温度急剧升高， 容易引发电线火灾。 10．（2022•吉林）当日常生活中同时使用多个大功率用电器时，空气开关容易出现跳闸的现象。请说出其中的原 因。 【答】因为多个大功率用电器同时使用使电路的总功率过大，会造成电路的总电流过大，所以空气开关很容易 跳闸 【解析】答：因为多个大功率用电器同时使用使电路的总功率过大，会造成电路的总电流过大，所以空气开关 很容易跳闸。