第11講電路故障與安全用電專題復(fù)習(xí)

李晗

安全用電常識(shí)已成為培養(yǎng)同學(xué)們科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，在每年中考題中?？疾凰?。家庭電路與我們的生活密切相關(guān)，因此它成為考查電學(xué)知識(shí)的承載平臺(tái)。本知識(shí)板塊內(nèi)容有家庭電路的連接、安全用電常識(shí)和電路故障的排查。重點(diǎn)是家庭電路的連接和安全用電常識(shí)。難點(diǎn)是故障類型與位置的確定。下面我們分兩節(jié)內(nèi)容來分析。

第1節(jié)

家庭電路的連接和安全用電

重點(diǎn)考點(diǎn)

家庭電路主要由兩根進(jìn)戶線、電能表、總開關(guān)、保險(xiǎn)裝置、用電器等組成。電能表和總開關(guān)裝在戶外干路上，保險(xiǎn)絲或自動(dòng)空氣開關(guān)（漏電保護(hù)器等）接在總開關(guān)后面，用電器和插座并聯(lián)接在電路中。中考常常會(huì)考查家庭電路的連接和安全用電常識(shí)。

中考常見題型

中考常以作圖題或選擇題的形式，來考查對(duì)該部分知識(shí)的掌握情況。題目均屬常識(shí)性的內(nèi)容，難度不大。

例1 如圖1，在虛線框內(nèi)分別畫出開關(guān)和燈泡的符號(hào)，使之符合安全用電要求。

思路分析：在安全用電的要求中，開關(guān)要與電燈串聯(lián)，且開關(guān)的一端應(yīng)與火線相連，所以與火線直接相連的器件是開關(guān)，另一個(gè)是燈泡。

參考答案：如圖2所示。

小結(jié)：連接家庭電路時(shí)應(yīng)注意：

（1）開關(guān)控制哪個(gè)用電器，就應(yīng)和哪個(gè)用電器串聯(lián)，且開關(guān)的一端一定要接在火線上。另一端接用電器。這樣當(dāng)開關(guān)斷開后，用電器與火線脫離，不管是更換燈泡還是檢修用電器，都會(huì)更安全。

（2）接螺口燈泡時(shí)，應(yīng)將燈口的螺旋套接在零線上，燈泡尾部的金屬塊接在火線上。這樣，火線在人們不易觸摸到的燈泡尾部，安全性能更高；而對(duì)卡口燈泡，由于兩個(gè)接頭都在燈泡尾部，無此要求。

（3）保險(xiǎn)絲只能接在火線上，不能接在零線上。這樣，當(dāng)保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)，用電器和火線脫離，人接觸到不工作的用電器時(shí)就沒有觸電的危險(xiǎn)。

（4）兩孔插座應(yīng)按照“左零右火”的規(guī)定接人，三孔插座按照“左零右火上接地”的規(guī)定接入，這樣做是為了讓不同的人檢修方便。

（5）連接時(shí)注意交叉相連處應(yīng)加“點(diǎn)”，以區(qū)分交叉處是否相互連接。

例2 下列做法符合安全用電要求的是（ ）。

A.多個(gè)大功率用電器同時(shí)使用一個(gè)插座

B.使用試電筆時(shí)，手不接觸筆尾金屬體

C.發(fā)生觸電事故時(shí)，立即切斷電源

D.有金屬外殼的用電器使用兩腳插頭

思路分析：多個(gè)大功率用電器同時(shí)使用時(shí)，總功率過大，根據(jù)P=UI知，總電流過大，這樣容易引起火災(zāi)；使用試電筆時(shí)，手必須接觸筆尾的金屬體，否則不能構(gòu)成通路，即使筆尖接觸火線，氖管也不會(huì)發(fā)光；有金屬外殼的用電器，必須使用三腳插頭，這樣萬一外殼帶電。電流會(huì)從接地線流入大地，不會(huì)傷害到人體。選C。

小結(jié)：安全用電的具體注意事項(xiàng)是：

（1）有金屬外殼的用電器，要將金屬外殼接地，更換燈泡、搬動(dòng)電器前要斷開電源。

（2）高大的建筑物要安裝避雷針，防止雷擊。

（3）不要靠近高壓線路，防止發(fā)生高壓電弧觸電和跨步電壓觸電。

（4）不能用濕手觸摸電器，不能將衣服晾曬在電線上。

（5）一旦有人觸電或電路發(fā)生火災(zāi)，要立即切斷電源，絕對(duì)不能用水滅火。

（6）保險(xiǎn)裝置、插座、導(dǎo)線、家用電器等達(dá)到使用壽命時(shí)要及時(shí)更換。

第2節(jié)

電路故障的排除

重點(diǎn)考點(diǎn)

電路有三種狀態(tài)：通路、斷路和短路。正常接通且用電器能夠工作的電路叫通路：某處斷開的電路叫斷路；直接用導(dǎo)線將電源的正、負(fù)極或用電器的兩端連接起來，這種情況叫短路。短路又有用電器被短路（局部短路）和電源被短路（絕對(duì)不允許的）兩種情況。電路故障是電路中出現(xiàn)了斷路或短路，電路故障的判斷是電學(xué)中的難點(diǎn)。

中考常見題型

本節(jié)知識(shí)常見的題型是選擇題和實(shí)驗(yàn)探究題，以電表的非正常示數(shù)情況和用電器的工作與否為切入口判斷電路出現(xiàn)的故障。家庭電路故障的檢查方法有兩種：一種是用“試電筆”檢查，一種是用“校驗(yàn)燈”檢查。這也是中考常涉及的題型。

例3 如圖3所示電路，電源電壓為3 V，當(dāng)開關(guān)S閉合后，只有一盞燈泡發(fā)光且電壓表的示數(shù)為3 V，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（ ）。

A.燈泡L₁處短路 B.燈泡L₂處短路

C.燈泡L₁處斷路 D.燈泡L₂處斷路

思路分析：由電路圖知，兩燈泡串聯(lián)，電壓表與L₂并聯(lián)，測(cè)量L₂兩端的電壓。閉合開關(guān)后，有一盞燈泡發(fā)光，因此電路發(fā)生短路故障：又因?yàn)殡妷罕碛惺緮?shù)，并且等于電源電壓，所以能判斷出是燈L₁被短路。選A。

小結(jié)：當(dāng)電路發(fā)生斷路時(shí)，用電器不T作。且電路中電流為零；當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，用電器可能工作，并且電路中有電流。常根據(jù)電流表是否有示數(shù)來確定電路中是否出現(xiàn)了斷路故障。當(dāng)電路出現(xiàn)斷路時(shí)，常用電壓表確定斷路的具體位置，方法是：若電壓表有示數(shù)，表明電壓表和電源是接通的，也就是電壓表測(cè)量部分存在斷路；若電壓表沒有示數(shù)，表明它與電源沒有接通，說明電壓表所測(cè)部分完好。由此可以確定m斷路的具體位置。

例4 如圖4所示的家庭電路中，閉合開關(guān)后燈泡不亮。用試電筆檢測(cè)插座的兩孔，發(fā)現(xiàn)只有插入右孔時(shí)氖管才發(fā)光。用試電筆檢測(cè)A點(diǎn)氖管發(fā)光，檢測(cè)B點(diǎn)氖管不發(fā)光。發(fā)生這一現(xiàn)象的原因可能是（ ）。

A.燈泡短路 B.燈絲斷了

C.開關(guān)接觸不良 D.插座短路

思路分析：閉合開關(guān)后燈不亮，說明電路出現(xiàn)了故障。試電筆接觸插座的兩孔。發(fā)現(xiàn)只有插入右孔時(shí)氖管才發(fā)光，說明右孔和火線是連通的，且插座沒有短路：用試電筆檢測(cè)A點(diǎn)氖管發(fā)光，B點(diǎn)氖管不發(fā)光，說明電路A、B之間有斷路現(xiàn)象出現(xiàn)。選B。

小結(jié)：用試電筆檢測(cè)家庭電路故障的原則是：若氖管發(fā)光，表明該點(diǎn)和火線是接通的：若氖管不發(fā)光，表明該點(diǎn)和火線未接通（斷開的）。試電筆的使用方法是：用手接觸筆尾的金屬體。筆尖接觸電線（或與電線相通的導(dǎo)體），如果被測(cè)導(dǎo)線是火線，電流經(jīng)過筆尖、高值電阻、氖管、彈簧、筆尾金屬體、人體及大地流到零線。與電源構(gòu)成回路，氖管就會(huì)發(fā)光：如果筆尖接觸的是零線，氖管中不會(huì)有電流，也就不會(huì)發(fā)光。由于高值電阻的阻值很大，使得通過這個(gè)串聯(lián)電路的電流很微弱，不會(huì)對(duì)人體造成危害。家庭電路的故障有兩種：短路或斷路。若保險(xiǎn)絲熔斷，說明電路中的電流過大，而引起電流過大的原因是“短路”或“用電器的總功率過大”。我們可以通過題意分析出故障的具體情況，從而加以排除。若保險(xiǎn)絲沒有熔斷，說明電路中出現(xiàn)了“斷路”故障。

例5 如圖5所示是一剛裝好的家庭電路。在未裝保險(xiǎn)絲之前，先把燈泡L₀接在裝保險(xiǎn)盒的兩個(gè)接線柱上。當(dāng)只閉合S、S₁時(shí)，L₂不亮；當(dāng)只閉合S、S₂時(shí)，L₀和L₂發(fā)光都偏暗；當(dāng)只閉合S、S₃時(shí)，L₀正常發(fā)光。則下列判斷正確的是（四個(gè)燈泡的額定電壓均為220V）（ ）。

A.燈泡L₁所在支路正常

B.燈泡L₂所在支路正常

C.燈泡L₃所在支路正常

D.裝好保險(xiǎn)絲，合上所有開關(guān)后，燈泡都能正常發(fā)光

思路分析：當(dāng)只閉合S、S₁時(shí)，L₀不亮，說明該支路有斷路現(xiàn)象；當(dāng)只閉合S、S₂時(shí)，兩燈串聯(lián)，因?yàn)閮蔁魞啥说碾妷憾疾荒軡M足額定電壓，所以L₀和L₂都呈暗紅色，該支路正常；當(dāng)只閉合S、S₂時(shí)，L₀正常發(fā)光，此時(shí)L₀兩端的電壓為220 V，說明該支路有短路情況。選B。

小結(jié)：本題是用“校驗(yàn)燈”檢測(cè)故障的，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的原則分析故障原因。

例6 2013年4月，溧陽趙先生家中井水突然變熱至47℃，讓人恐慌。維修電工訪談得知：水井內(nèi)有抽水泵（電動(dòng)機(jī)），原來可以正常工作，井水溫度也正常；自從水泵壞了之后，開關(guān)S就一直斷開，但井水溫度從此明顯變高。電工檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：開關(guān)確實(shí)斷開，但水泵和井水都帶電。由此可知，趙先生家水泵電路的實(shí)際連接方式為圖6中的（ ）。

思路分析：為控制電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，開關(guān)與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，且開關(guān)應(yīng)接在火線和電動(dòng)機(jī)之間，以保證開關(guān)斷開時(shí)，電動(dòng)機(jī)與火線“脫離”，從而不能帶動(dòng)水泵工作。而選項(xiàng)B中，開關(guān)接在零線上，水泵壞了之后，電動(dòng)機(jī)直接與火線連接，雖與零線斷開，但由于水是導(dǎo)體，與大地相連，這樣“火線——電動(dòng)機(jī)——水——大地”組成了通路，電流通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量傳遞給了水，水吸收熱量后溫度升高。選B。

小結(jié)：本題用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問題，部分同學(xué)可能因不理解題意而感覺偏難。

安全用電問題與我們的生活聯(lián)系非常密切，跟我們每個(gè)人的生命安全息息相關(guān)。家庭用電的安全事故，都是由于跟地面不絕緣的人體直接或間接地跟火線連通，通過人體的電流達(dá)到一定值時(shí)造成的。因此，要了解常見的幾種觸電形式：低壓觸電中的“單線觸電”和“雙線觸電”，以及高壓觸電中的“高壓電弧觸電”和“跨步電壓觸電”。安全用電的原則是：不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。我們一定要遵守安全用電的基本原則，以免造成不必要的傷害。

責(zé)任編輯/蔡華杰