2020-2021九年级物理全册家庭电路中电流过大的原因精品练习（附解析新人教版） 13页

2020-2021 学年初三物理全册精讲精练：家庭电路中电流过大的原因 知识点一：家庭电路中电流过大的原因 1.家用电器的总功率过大； 2.短路。 知识点二：保险丝的作用 当通过保险丝的电流超过保险丝的额定电流时，保险丝熔断，从而切断电路，对电路有保护作用。 本节需要知道以下两点 1.家庭电路电流过大的原因有发生短路；用电器总功率过大． 2.家庭电路保险丝烧断的原因是发生短路;用电器功率过大；选择了额定电流过小的保险丝。 知识点一：家庭电路中电流过大的原因 【例题 1】（2019 河北）家用电灯的开关要接到 （选填“零线”或“火线”）和灯泡之间。造成家庭 电路中电流过大的原因是 （只填写一种即可）。 【答案】火线；短路（或用电器的总功率过大）。 【解析】（1）在家庭电路中，控制电灯的开关应该接在火线和灯泡之间，当开关断开时，电路中不但没有 电流通过，而且电灯与火线断开连接，人接触灯泡时不会发生触电事故。（2）家庭电路中电流过大的原因 是短路或用电器总功率过大。 【例题 2】（2020 哈尔滨模拟）保险丝在城乡家庭电路中仍然较为常用，以下关于保险丝的说法中正确的 是（ ） A．只要电路里装了保险丝，就能起到保险作用 B．选用额定电流越小的保险丝就越安全 C．只有用适当的保险丝，才能既不妨碍供电，又能起到保险作用 D．保险丝熔断时可用同样粗细的铜丝代替 【答案】C 【解析】家庭电路中为了防止电流过大对电路造成危险，在电路中接入保险丝。保险丝的选择主要是根据 家庭电路中线路能承载的电流，保险丝的规格不能超过导线的最大承载电流，否则对电路起不到保护作用。 保险丝的额定电流也不能选择太小，否则当使用较大功率用电器时，保险丝会熔断导致断电，引起用电的 不便，所以要选择合适的保险丝才能既不妨碍供电，又能起到保险的作用。更不能利用钢丝替代保险丝， 因为铜丝的熔点高，当电路中电流超过导线的最大电流时，铜丝不会熔断，对电路起不到保护作用，容易 引起危险。 1.家庭电路保险丝烧断的原因是发生_______;用电器功率过大；选择了________过小的保险丝。 【答案】短路；额定电流。 【解析】家庭电路保险丝烧断的原因是发生短路;用电器功率过大；选择了额定电流过小的保险丝。 2．在生活中，我们有时会遇到以下几种情况，在下述情况中可能引起家庭电路中空气开关跳闸的是（ ） （1）电路中增加大功率的用电器；（2）插座中的两个线头相碰； （3）开关中的两个线头相碰； （4）户外输电线绝缘皮破损。 A．（1）和（2） B．（2）和（3） C．（1）和（3） D．（2）和（4） 【答案】A 【解析】家庭电路中电流过大，会引起家庭电路中空气开关跳闸。其原因主要有两种，一是用电器短路， 二是用电器的总功率过大。根据各种情况中的现象，进行判断。 （1）电路中增加了大功率用电器，会导致用电器的总功率过大，会导致电流过大，引起家庭电路中空气开 关跳闸； （2）插座中的两个线头相碰，会造成电路短路；从而造成电流过大，引起家庭电路中空气开关跳闸； （3）开关中的两个线头相碰，会导致开关无法控制用电器，用电器将一直工作，但不会导致电流过大，不 会引起家庭电路中空气开关跳闸； （4）户外输电线绝缘皮破损，不会引起家庭电路中的电流过大，不会引起家庭电路中空气开关跳闸。 可见，可能引起家庭电路中空气开关跳闸的是（1）（2）。 3.家庭电路巾，空气开关发生跳闸的原园是（ ） A．电流过大 B．电流过小 C．电压过高 D．电压过低 【答案】A 【解析】空气开关是在电路中电流过大的时候，切断电流，保护电路的，所以本题选 A。 一、选择题 1.（2019 海南模拟题）下列关于生活用电的说法中错误的是（ ） A．使用测电笔时，人体要接触笔尾金属体，但绝不能接触笔尖金属体 B．控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间 C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是由于电路短路引起的 D．安全用电要做到不接触低压带电体，不靠近高压带电体 答案：C 解析:A.用测电笔时，手必须要接触笔尾金属体，这样才能使测电笔发挥作用，故 A 正确； B.家庭电路的开关应该装在火线上，这样可防止断开开关后用电器仍带电，故 B 正确； C.家庭电路中空气开关跳闸，可能是用电器的总功率过大，也可能是电路中发生了短路，故 C 错误； D.不接触低压带电体，不靠近高压带电体。符合安全用电原则，故 D 正确。故选 C。 2.（2019 湖南株洲）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 【答案】C 【解析】带有漏电保护器的总开关集成了空气开关和漏电保护器的功能，对电路起到短路、过载（用电器 总功率过大）和漏电保护的作用。所以当有人触电、电路中出现短路、家用电器总功率过大时都会造成总 开关出现“跳闸”现象。但试电笔笔尖接触火线，是为了辨别火线和零线，不会引起“跳闸”。 3.小明家新买一规格为“800W”的电热水壶，他经过几次使用后发现：晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一 壶水所用的时间长。你认为主要原因是（ ） A．晚间电热水壶两端电压低于早晨电热水壶两端电压 B．晚间大气压升高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多 C．晚间环境温度比早晨温度偏低 D．晚间烧水的热量散失比早晨多 【答案】A 【解析】家庭电路进户线的电压应为 220V，如果用电器正常，电压恒定，早晨和晚上的温度相差并不大， 烧水的时间应该差不多。而且本题中晚间烧水时间均比早晨长，说明并不是因为气压、散热、环境温度对 烧水时间的影响。真正造成现在的现象的原因是傍晚是用电高峰时间，家中的用电器的总功率较大，电路 中的电流也较大，导线也有电阻，所以导线两端有电压，在进户线电压一定时，用电器两端电压就会减小， 使电热水壶的实际功率减小，所以加热时间会变长。 4．（2019 四川乐山模拟题）小明把台灯插入插座，闭合开关，家里的总控制开关立刻跳闸，请分析造成这 种现象的原因是（ ） A．插头短路 B．灯丝断路 C．灯头内短路 D．灯头内断路 【答案】C． 【解析】家庭电路中的保险丝熔断的原因有两个：一是用电器的总功率过大；二是发生短路．由生活常识 可知，台灯的功率一般较小，因此造成家里的总控制开关跳闸原因不会是因台灯的功率过大，这两种情况 都是由于发生短路造成的． A、C．在台灯插头插入插座，闭合开关后，家里的总控制开关跳闸，该现象说明不是插头短路，是灯头内 短路造成的，故 A 错误，C 正确； B、D．因为台灯和其它用电器并联，灯泡的灯丝断路或灯头内断路，只能使本支路没有电流，台灯不亮， 不能引起家里的总控制开关跳闸，故 BD 错误． 5．（2020 齐齐哈尔模拟）某同学想设计一个家庭厨房电路，现在有 2000W 的电磁炉一个，800W 的微波炉 一个，800W 的电饭锅一个，100W 的抽油烟机一台，10W 的节能灯四盏，设计的导线横截面积合理。现给整 个厨房电路配一个独立的空气开关，下列哪个规格的较合理（ ） A．16A B．20A C．32A D．40A 【答案】B 【解析】空气开关是电路中的保护装置，其作用是当电路中电流过大，能自动切断电路，对电流起保护作 用。在家庭电路中，空气开关规格的选择是根据导线能通过的电流确定的，在导线合理时，可以根据用电 器来选择。本题可以依据电流来选空气开关。厨房电路的总功率为 P 总=2000W+800W+800W+100W+10W× 4=2740W，则干电流为 I=P/U=2740W/220V=17A，选择的空气开关额定电流要略大于 17A，所以选 B。 6.（2020 海南模拟）夏天的傍晚，小明家的空气开关经常“跳闸”（空气开关自动断开），原因可能是（ ） A．用电器使用时间过长 B．有的灯泡灯丝断了 C．有的用电器与线路接触不良 D．因同时使用了大功率的家用电器 【答案】D 【解析】在家庭电路中，电流过大是空气“跳闸”的原因。造成电路中电流过大的原因有两种：一是接入 用电器的总功率过大，二是电路中用电器发生短路。如果家庭电路没有多大变动，造成“跳闸”的原因， 大多是同时使用了大功率的家用电器，干路中电流超过了电路设计时规定的电流最大值。用电器使用时间 过长，灯泡灯丝断了，有的用电器与线路接触不良，都不会造成家庭电路中电流过大。 7.（2020 湖南岳阳模拟）有下列一些现象：（1）灯座中的两个线头相碰；（2）开关中的两个线头相碰； （3）电路中私自接入大功率的电炉；（4）用户电源引线的绝缘皮破损。其中可能引起保险丝熔断的是 （ ） A．只有（1）（2） B．只有（2）（3） C．只有（1）（3） D．（1）（2）（3）（4） 【答案】C 【解析】保险丝熔断是因为电路中电流过大，可能有两种情况：用电器短路和用电器的总功率过大。灯座 中两个线头相碰，会短路；开关两线头相碰，相当于接通电路；接大功率用电器，使电路中的总功率过大， 也会使电流过大；电源引线绝缘皮破损会短路，但它在经过保险丝前，不会烧断保险丝。 8.（2020 大庆模拟）家庭电路中，闭合开关，灯泡只闪了一下就熄灭了，但另外的用电器仍正常工作，说 明电路中（ ） A．有大功率用电器接入电路 B．灯丝断了 C．灯被短路了 D．保险丝断了 【答案】B 【解析】灯丝的电阻与温度有关，温度越高，电阻越大，当刚闭合开关时，灯丝的电阻较小，电流很大， 灯丝很容易熔断。根据题意，灯泡不亮对其它用电器并不影响，所以灯丝不可能短路。如果有大功率用电 器接入电路，电流超过保险丝的熔断电流，保险丝熔断，所有用电器都不能工作，也不符合题意。 9.（2020 大连模拟）如图，某同学家中的两盏灯突然全部熄灭了，经检查保险丝并未熔断，用试电笔测室 内各处电路时，氖管都发光。由此可知，此同学家庭电路的故障原因是( ) A．进户火线断路 B．进户零线断路 C．灯泡全部烧坏 D．电路某处短路 【答案】B 【解析】这是一道家庭电路的故障分析，保险丝没有熔断，说明并不是电路中电流过大造成的故障，所以 不是短路。用试电笔检测各处电路时，氖管都发光，说明家庭电路中与地间仍有电压，所以进户的火线不 会断路。如果灯泡全部烧坏，灯都不亮，但在测室内各处电路时，氖管不会都发光。只有当进户的零线断 路时，进户的火线与室内各导线相连，所以各导线与地之间的电压为 220V，所以试电笔检测各线路，氖管 都会发光。 二、填空题 10．（ 2020•南京模拟）炎炎夏日，同时使用过多的大功率用电器往往会引起空气开关“跳闸”，其原因是 ， 请写出一条安全用电的注意事项 。 【答案】总功率过大；不要同时使用大功率用电器。 【解析】（1）根据 I= 可知，在电压一定时，大量的用电器同时使用会使电路的总功率过大，干路总电流 过大，引起空气开关“跳闸”。 （2）安全用电的注意事项：不要同时使用大功率用电器（不要用湿手碰开关、有金属外壳的用电器要使用 三脚插头等）。 11．（2020 杭州模拟）家庭电路中电流过大的原因可能有____、__________，为了防止家庭电路中电流过 大损坏电线，在家庭电路中安装了__________。 【答案】用电器总功率过大 用电器短路 保险丝 【解析】根据功率的计算公式 P=UI 变形得到 I=P/U，在电压一定时，用电器的总功率增大，电流中的电流 也将增大。用电器短路相当于用导线把用电器两端相连，导线的电阻很小，根据欧姆定律，电路中的电流 也很大。当电路中电流超过导线的最大电流，会对家庭电路的线路造成严重危害，所以在电路中接入了保 险丝，当电路中电流过大，保险丝熔断，切断电路，对电路起保护作用。 12.（2020 河南模拟）如图是家庭电路中造成电线燃烧的两种常见情况，其中 图（填“①”或“②”） 所示的情况是过载，在家庭电路中开关应接在 线上。 【答案】①火 【解析】过载是指电路中的总功率过大，使电路中的总电流超过了它能承载的电流。通过图可以看出，家 庭电路中的电流过大，造成电流过大的原因有两个：短路，用电器总功率过大。火线和零间用导线直接相 连就会短路；一般情况下用电器数量越多，总功率也就越大。 13.家庭电路中有较多的电热器，如电饭锅、电水壶等，随着家中接入电路中的电热器越多，整个家庭电路 的总电阻_______，电路中的总电流_________，电路消耗的总功率_______。（选填“变大”、“变小”或 “不变”）。 【答案】变小 变大 变大 【解析】家庭电路中各用电器之间是并联的，电阻并联相当于增加导体的横截面积，导体的横截面积越大， 电阻越小，并且小于其中任何一个用电器的电阻。根据欧姆定律 I=U/R，在电压一定时，电阻越小，电路中 的电流越大；根据功率的计算式 P=UI，电路消耗的总功率也在变大。 三、实验题 14.（创新能力题）为了防止电路中电流过大，发生危险，电路中常常需要安装保险丝。通常保险丝电阻比 较大、熔点比较低，当电路中通过保险丝的电流达到或超过其熔断电流时保险丝就会熔断，从而切断电路。 保险丝安装在玻璃管中，称为保险管。 实验室有熔断电流分别为 1A 和 4A 的两种保险管，保险管上印刷的文字已经模糊不清，但小明知道： 熔断电流较大的保险丝，其电阻较小，因此，小明设计了如题图甲所示实验电路图，想通过比较它们的电 阻大小来区别这两种保险管。 （1）根据图甲电路图，在图乙的实物图中，用笔代替导线把电源接入电路。 （2）连接好电路之前，开关应保持_________（选填“闭合”或“断开”）。 （3）若想用此电路测出各保险管的具体电阻值，还缺一实验仪器：_________。 （4）在图甲中，若电压表 V2 的读数为 2.7 V，电压表 Vl 读数如图丙所示，则保险管 A 两端的电压为 _________V，保险管 B 两端的电压为_________V。 （5）根据测量数据可知：保险管 A 的熔断电流为_________A。 （6）将这两个保险管并联接入某一电路中，当电路中的电流达到_________A 时，保险管将熔断。 【答案】（1）答案如下图所示 （2）断开 （3）电流表 （4）0.6 2.1 （5）4 （6）4.5 【解析】（1）根据电路图连接实物图，如图所示： （2）连接好电路之前，开关应保持断开。 （3）根据欧姆定律，若想用此电路测出各保险管的具体电阻值，还需用电流表测出通过保险管的电流值。 （4）由电路图知，两保险管串联，V2 测量 A、B 两端的总电压，V1 测量 A 两端的电压，由题意知，两个保 险管两端的总电压为 2.7V，所以 V1 的量程为 0～3V，示数为 0.6V，则保险管 A 两端的电压为 0.6V，保险 管 B 两端的电压为 2.1V。 （5）根据串联分压的知识可知，A 两端的电压小于 B 两端的电压，A 的电阻小于 B 的电阻，则 A 的熔断电 流大于 B 的熔断电流，可知保险管 A 的熔断电流为 4A，B 的熔断电流为 1A。 （6）由以上分析知，B 的电阻是 A 的 3.5 倍，当保险管并联时，通过 A 的电流与 B 的电流之比为 3.5：1； 由于 B 的熔断电流为 1A，当 B 的电流为 1A 时，通过 A 的电流为 3.5A，此时 A、B 都完好，此时干路中的电 流已到最大是 4.5A。 四、计算题 15.（2020 山东济南模拟）如图是家庭电路的一部分．电能表的电流规格是“10（40）A”，L 是“220V 22W” 的节能灯，插座上接入“220V 220W”的电视机（图中未画出）．灯和电视机同时工作，求： （1）通过电能表的电流； （2）连续工作 4h 消耗多少 kW·h 的电能； （3）该电路中还能接入的用电器的最大功率． 【答案】（1）1.1A （2）0.968（3）8558W 【解析】（1）P 总=P 灯+P 机=22W+220W=242W； 由 P=IU 得：I=P/U=242W/220V=1.1A （2）W=P 总 t=0.242kW×4h=0.968kW•h； （3）由电能表电流规格可知正常工作的电流 Imax=40A， ∴最大功率 Pmax=UImax=220V×40A=8800W； P′=Pmax-P 总═8800W-242W=8558W． 16.（2020 安徽模拟）保险丝在电路中起保护作用，电流过大时，能自动切断电路。下表是一段保险丝的数 据： （1）当电路中电流达到 20A 时，在 0．5s 内该保险丝放出多少热量？（电阻的变化及散热不计） （2）铜的熔点为 1 083?C，试说明为什么不能用铜丝代替保险丝？ 电阻 R 熔点 0．2 327℃ 【答案】40J 铜丝的熔点高，当电流过大时，不能熔断，对电路起不到保护作用 【解析】本题是对保险丝作用的考查，保险丝是利用了电流的热效应，当电路中电流过大时，保险丝的温 度迅速升高，达到其熔点熔断，对电路起保护作用。铜的熔点比保险丝高的多，所以当电路中电流过大时， 铜丝不能熔断，对电路起不到保护作用。另外铜的电阻率比保险丝的电阻率小的多，所以在外观形状相同 时，电阻比保险丝的电阻小。电流做功放出热量的多少可以利用焦耳定律进行计算，即 Q=I2Rt=（20A）2×0．2 Ω×0．5s=40J。 17.（2020 厦门模拟）随着现代教育技术的不断发展，教学多媒体运用越来越多，现在教室内共有“220V 40W” 的日光灯 16 盏，功率为 300W 的投影仪一台，20W 的教学话筒一个，15W 的实物展台一个，300W 的电脑一台， 45W 的录音机一台。求 （1）用电器的总功率； （2）干路中的最大正常工作电流； （3）如果安装空气开关，可以选择规格为“220V 5A”的空气开关吗？ 【答案】（1）1320W （2）6A （3） 【解析】教室内各用电器间是并联的，总功率等于各用电器功率之和。干路电流可以利用公式 I=P/U 进行 计算，空气开头的选择应略大于用电器工作时的总电流。干路电流约为 6A，所以空气开关不能使用“220V 5A” 的规格。 五、综合能力题 18.（2020 武汉模拟）图甲是家用插线板 （1）在乙图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 220V 电压. （2）把“220V1100W”的电暖器插入插座，在额定电压下工作： ①流过电暖器的电流多大? ②电暖器的电阻多大? ③电暖器多少小时消耗 2.2kW·h 的电能? ④电暖器通过导线连到电路，为什么电暖器工作时放出大量热，而与其连接的导线却几乎不发热？ （3）该插线板允许通过最大电流为 10A，通过计算分析，插线板能否让“220V 750W”电吹风和上述电暖器 同时工作. 【答案】见解析。 【解析】（1）答案如下图所示 （2）①5A ②44Ω ③2h④电暖器和导线是串联的，电流相等。根据焦耳定律可知，电流和通电时间相 等，用电器电阻越大放热越多，电暖器电阻远大于导线电阻，所以电暖器工作时放出大量热，而导线却几 乎不发热。（3）可计算同时工作的总电流为 8.4A 小于 10A，所以可以同时工作。 火线 零线 接零线 插线板 开关