12.在装有额定电流为20 A 的保险丝的家庭电路中,已装有“220 V 100 W”的电视机2台,“220 V 125 W”的电冰箱1台,“220 V 800 W”的电饭锅1个,“220 V 225 W”的洗衣机1台,“220 V 20 W”的节能灯8盏,“220 V 1 000 W”的空调2台。
(1)在电路中最多还能安装多大功率的用电器?
(2)若因电路出现故障,保险丝不慎熔断了。现检修好电路后,手边只有额定电流为10 A的保险丝,应该怎么办?
(1)在电路中最多还能安装多大功率的用电器?
(2)若因电路出现故障,保险丝不慎熔断了。现检修好电路后,手边只有额定电流为10 A的保险丝,应该怎么办?
答案
12.(1)890 W;(2)见解析。
【解析】(1)电路允许的总功率$P_1 = UI = 220\ \mathrm{V} × 20\ \mathrm{A} = 4400\ \mathrm{W}$,现有用电器的总功率$P_2 = 100\ \mathrm{W} × 2 + 125\ \mathrm{W} + 800\ \mathrm{W} + 225\ \mathrm{W} + 20\ \mathrm{W} × 8 + 1000\ \mathrm{W} × 2 = 3510\ \mathrm{W}$,电路还能接入用电器的功率$P = P_1 - P_2 = 4400\ \mathrm{W} - 3510\ \mathrm{W} = 890\ \mathrm{W}$。
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和,可以用两根额定电流为10 A的保险丝并联接入家庭电路。
【解析】(1)电路允许的总功率$P_1 = UI = 220\ \mathrm{V} × 20\ \mathrm{A} = 4400\ \mathrm{W}$,现有用电器的总功率$P_2 = 100\ \mathrm{W} × 2 + 125\ \mathrm{W} + 800\ \mathrm{W} + 225\ \mathrm{W} + 20\ \mathrm{W} × 8 + 1000\ \mathrm{W} × 2 = 3510\ \mathrm{W}$,电路还能接入用电器的功率$P = P_1 - P_2 = 4400\ \mathrm{W} - 3510\ \mathrm{W} = 890\ \mathrm{W}$。
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和,可以用两根额定电流为10 A的保险丝并联接入家庭电路。
解析
【分析】
第(1)问:家庭电路中,保险丝的额定电流决定了电路允许的最大总功率,需先根据公式$P=UI$算出电路允许的总功率,再计算已安装用电器的总功率,两者的差值即为还能安装的用电器最大功率。第(2)问:保险丝的额定电流是其允许通过的最大电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和,据此可解决额定电流不足的问题。
【解析】
(1) 家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$,保险丝额定电流$I=20\ \mathrm{A}$,电路允许的最大总功率:
$P_1 = UI = 220\ \mathrm{V} × 20\ \mathrm{A} = 4400\ \mathrm{W}$
已安装用电器的总功率:
$P_2 = 100\ \mathrm{W}×2 + 125\ \mathrm{W} + 800\ \mathrm{W} + 225\ \mathrm{W} + 20\ \mathrm{W}×8 + 1000\ \mathrm{W}×2 = 3510\ \mathrm{W}$
还能安装的用电器功率:
$P = P_1 - P_2 = 4400\ \mathrm{W} - 3510\ \mathrm{W} = 890\ \mathrm{W}$
(2) 并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两根额定电流为10 A的保险丝并联后,总额定电流为$10\ \mathrm{A} + 10\ \mathrm{A} = 20\ \mathrm{A}$,与原保险丝额定电流一致,因此可将两根额定电流为10 A的保险丝并联接入电路。
【答案】
(1) 890 W;(2) 将两根额定电流为10 A的保险丝并联接入家庭电路。
【知识点】
家庭电路功率计算、保险丝的作用
【点评】
本题考查家庭电路的功率计算与保险丝的使用,属于基础应用题,需掌握$P=UI$的应用和并联电路电流特点,难度适中。
【难度系数】
0.7
第(1)问:家庭电路中,保险丝的额定电流决定了电路允许的最大总功率,需先根据公式$P=UI$算出电路允许的总功率,再计算已安装用电器的总功率,两者的差值即为还能安装的用电器最大功率。第(2)问:保险丝的额定电流是其允许通过的最大电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和,据此可解决额定电流不足的问题。
【解析】
(1) 家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$,保险丝额定电流$I=20\ \mathrm{A}$,电路允许的最大总功率:
$P_1 = UI = 220\ \mathrm{V} × 20\ \mathrm{A} = 4400\ \mathrm{W}$
已安装用电器的总功率:
$P_2 = 100\ \mathrm{W}×2 + 125\ \mathrm{W} + 800\ \mathrm{W} + 225\ \mathrm{W} + 20\ \mathrm{W}×8 + 1000\ \mathrm{W}×2 = 3510\ \mathrm{W}$
还能安装的用电器功率:
$P = P_1 - P_2 = 4400\ \mathrm{W} - 3510\ \mathrm{W} = 890\ \mathrm{W}$
(2) 并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两根额定电流为10 A的保险丝并联后,总额定电流为$10\ \mathrm{A} + 10\ \mathrm{A} = 20\ \mathrm{A}$,与原保险丝额定电流一致,因此可将两根额定电流为10 A的保险丝并联接入电路。
【答案】
(1) 890 W;(2) 将两根额定电流为10 A的保险丝并联接入家庭电路。
【知识点】
家庭电路功率计算、保险丝的作用
【点评】
本题考查家庭电路的功率计算与保险丝的使用,属于基础应用题,需掌握$P=UI$的应用和并联电路电流特点,难度适中。
【难度系数】
0.7
13.从生活走进物理,图19-2-10所示为小明家的部分电路。

(1)小明家里的开关S可以同时控制灯泡$L_1$和$L_2$,请用笔画线表示导线,将图中两盏灯泡、开关和插座接入电路。
(2)小明爸爸在家安装插座时,为辨别相线和中性线,用测电笔分别接触两根导线,若氖管发光,说明此时接触的是
(3)小明妈妈做饭时,空气开关跳闸,造成这种现象的原因可能是
(1)小明家里的开关S可以同时控制灯泡$L_1$和$L_2$,请用笔画线表示导线,将图中两盏灯泡、开关和插座接入电路。
(2)小明爸爸在家安装插座时,为辨别相线和中性线,用测电笔分别接触两根导线,若氖管发光,说明此时接触的是
相
线。(3)小明妈妈做饭时,空气开关跳闸,造成这种现象的原因可能是
短路
或用电器的总功率过大
。答案
13.(1)如图答19-2-3所示
(2)相
(3)短路 用电器的总功率过大
解析
【分析】
本题包含三个小问,需结合家庭电路的相关知识逐一解答:第(1)问是家庭电路的连接,需牢记开关、灯泡、三孔插座的连接规则;第(2)问考查测电笔的使用原理;第(3)问考查空气开关跳闸的原因,即家庭电路电流过大的原因。
【解析】
(1) 电路连接规则:开关应接在相线上,断开开关时切断相线,保证安全;灯泡的接法为开关接相线后连接灯泡顶端金属点,灯泡螺旋套接中性线;三孔插座遵循“左零右火上接地”的原则,据此连接后如图答19-2-3所示。
(2) 测电笔接触相线时,相线与大地间有220V电压,氖管发光;接触中性线时无电压,氖管不发光,因此氖管发光时接触的是相线。
(3) 家庭电路电压为220V,根据I=P/U,电流过大的原因:一是电路短路(火线与中性线直接连通,电阻极小,电流极大);二是用电器总功率过大(总功率过大导致电流超过空气开关额定电流),这两个原因都会使空气开关跳闸。
【答案】
(1) 如图答19-2-3所示
(2) 相
(3) 短路;用电器的总功率过大
【知识点】
家庭电路连接;测电笔使用;家庭电路电流过大原因
【点评】
本题结合生活实际考查家庭电路的基础安全用电知识,是物理知识在生活中的应用,难度适中,需掌握相关连接规则和原理。
【难度系数】
0.6
本题包含三个小问,需结合家庭电路的相关知识逐一解答:第(1)问是家庭电路的连接,需牢记开关、灯泡、三孔插座的连接规则;第(2)问考查测电笔的使用原理;第(3)问考查空气开关跳闸的原因,即家庭电路电流过大的原因。
【解析】
(1) 电路连接规则:开关应接在相线上,断开开关时切断相线,保证安全;灯泡的接法为开关接相线后连接灯泡顶端金属点,灯泡螺旋套接中性线;三孔插座遵循“左零右火上接地”的原则,据此连接后如图答19-2-3所示。
(2) 测电笔接触相线时,相线与大地间有220V电压,氖管发光;接触中性线时无电压,氖管不发光,因此氖管发光时接触的是相线。
(3) 家庭电路电压为220V,根据I=P/U,电流过大的原因:一是电路短路(火线与中性线直接连通,电阻极小,电流极大);二是用电器总功率过大(总功率过大导致电流超过空气开关额定电流),这两个原因都会使空气开关跳闸。
【答案】
(1) 如图答19-2-3所示
(2) 相
(3) 短路;用电器的总功率过大
【知识点】
家庭电路连接;测电笔使用;家庭电路电流过大原因
【点评】
本题结合生活实际考查家庭电路的基础安全用电知识,是物理知识在生活中的应用,难度适中,需掌握相关连接规则和原理。
【难度系数】
0.6
1.(2023,营口)家庭电路的部分电路图如图19-2-11所示(电路连接正确)。根据电路图可以判断甲、乙两根进户线中

甲
是相线。只闭合开关S₁,灯L₁正常发光,再闭合开关S₂,灯L₁马上熄灭,则故障原因可能是灯L₂短路
(选填“短路”或“断路”)。答案
1. 甲 短路
解析
【分析】
要判断进户线中的相线,需依据家庭电路的连接规则:开关应接在相线与用电器之间,断开开关时用电器与相线断开,保证安全。分析故障时,需结合短路、断路对电路的影响:若断路,另一支路不受影响;若短路,会造成电源异常,导致其他支路断电。
【解析】
1. 判断相线:家庭电路中,开关必须接在相线(火线)与用电器之间,图中开关S₁连接在甲线和灯L₁之间,因此甲是相线。
2. 判断故障:只闭合S₁时,L₁正常发光,说明L₁支路正常;再闭合S₂,L₁熄灭,若L₂断路,闭合S₂后L₂支路不通,不会影响L₁的工作,L₁应继续发光;若L₂短路,会造成电源短路,使整个电路电流异常,导致L₁所在支路断电,L₁熄灭,故故障为L₂短路。
【答案】
甲;短路
【知识点】
家庭电路、电路故障分析
【点评】
本题考查家庭电路的连接规则和电路故障判断,需牢记开关接相线的要求,结合短路、断路的特点分析故障,难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断进户线中的相线,需依据家庭电路的连接规则:开关应接在相线与用电器之间,断开开关时用电器与相线断开,保证安全。分析故障时,需结合短路、断路对电路的影响:若断路,另一支路不受影响;若短路,会造成电源异常,导致其他支路断电。
【解析】
1. 判断相线:家庭电路中,开关必须接在相线(火线)与用电器之间,图中开关S₁连接在甲线和灯L₁之间,因此甲是相线。
2. 判断故障:只闭合S₁时,L₁正常发光,说明L₁支路正常;再闭合S₂,L₁熄灭,若L₂断路,闭合S₂后L₂支路不通,不会影响L₁的工作,L₁应继续发光;若L₂短路,会造成电源短路,使整个电路电流异常,导致L₁所在支路断电,L₁熄灭,故故障为L₂短路。
【答案】
甲;短路
【知识点】
家庭电路、电路故障分析
【点评】
本题考查家庭电路的连接规则和电路故障判断,需牢记开关接相线的要求,结合短路、断路的特点分析故障,难度适中。
【难度系数】
0.5
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