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家庭电路以及常见故障分析
【知识要点】：
1.家庭电路的组成：家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险盒、开关、电灯、插座、导线等组成。
2.家庭电路中各部分电路及作用：
l 进户线：
进户线有两条，一条是火线，一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。
正常情况下，零线之间和地线之间的电压为0V。
l 电能表：
n 用途：测量用户消耗的电能（电功）的仪表。
n 安装：电能表安装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
l 闸刀开关（：空气开关）
n 作用：控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。
n 安装：闸刀开关安装在家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线。
l 保险盒：
n 电路符号：
n 连接：与所保护的电路串联，且一般只接在火线上。
n 选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
n 保险丝规格：保险丝越粗，额定电流越大。
n 注意事项：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。
l 插座:
n 作用：连接家用电器，给可移动家用电器供电。
n 种类：常见的插座有二孔插座（下图左）和三孔插座（下图右）。
n 安装：并联在家庭电路中，具体接线情况见右图。
n 把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。
l 用电器（电灯）和开关
n 白炽灯的工作原理：白炽灯是利用电流的热效应进行工作的。
n 灯泡长期使用会变暗，原因是：灯丝升华变细电阻变小，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。
n 开关和用电器串联，开关控制用电器。如果开关短路，用电器会一直工作，但开关不能控制。
3.为防止漏电对人造成伤害，在家庭电路的总开关处要安装漏电保护器。
4.连接家庭电路的注意事项：
l 家庭电路中各用电器是并联的。
l 插座的连接要遵循“左零右火”的规则。
l 开关必须串联在火线中，成“火线——开关——用电器——零线”的连接方式。
l 与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。
l 火线上必须接有保险丝，保险丝不能用铁丝、铜丝代替。（现在保险丝已被空气开关代替。）
l 三线插头中的地线与用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。这样做可以防止外壳带电给人造成伤害。
l 虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。
5.试电笔：用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线，手必须接触笔尾的金属体。
l 用试电笔测火线时氖管会发光；测零线时不会发光，因为零线内没有电压。
l 测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，你认为产生这种现象的原因可能是：测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾金属体；火线断路。
l 某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线、零线都能使测电笔发光，可能的原因是：火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路。
6.家庭电路中触电的原因：一是人体接触了火线和大地（单线触电），二是人体接触了火线和零线（双线触电）。
这类故障题，从考题的角度可分为两类：一类是使用过程中的电路故障；另一类是安装过程中的电路故障。
一、使用过程中的故障题分析
例1 在家庭电路中常常发生：在台灯开关断开的情况下，把台灯插头插入插座时，室内其他电灯全部熄灭，保险丝熔断；有时是在台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内其他灯全部熄灭，保险丝熔断，引起这两种故障的最大可能是（ ）
A.前者是插座短路，后者是灯泡短路 B.前者是插头短路，后者是灯泡短路
C.两者都是插座短路 D.两者都是插头短路
分析 台灯插头没有插入插座，室内其他电灯不熄灭，说明其他地方的电路都是好的，插座是没有短路的。当台灯开关断开、插头插入插座时，保险丝熔断，说明插头内部发生短路。当台灯插头插入插座后，再闭合开关时，保险丝才断，说明开关没有闭合时，插头插入插座，并没有发生短路，开关闭合上才发生短路，则短路处应在开关和灯泡之间的电路上，因此审题要清楚，解答才能正确。应选B。
从分析来看，似乎不难，但是学生总是感到困惑的是：插头、插座还是灯座为什么会出现短路呢？下面我们看几个这样的实物图。如图1所示。

图1

从图中不难看出，短路的部分主要是在接线时，不注意把火线和零线相碰引起的。因此短路的部位就是火线和零线的同时接入部位如：插头、插座和灯座。学生易犯的错误就是认为开关短路，如本题中“闭合台灯开关，室内其他灯全部熄灭，保险丝熔断”，其实开关是接在火线，内部没有零线，因此不会短路。如果我们新授课时能注意到这个问题，学生就会少犯这样的错误。
当然，使用过程中灯泡熄灭的原因很多，如接入了大功率用电器，引起总功率过大或是超负荷运行导致保险丝熔断，又如零线或火线的突然断开引起的断路而导致不亮，再如火线零线绝缘皮的老化引起的短路等。
例2 小明家中的4盏电灯突然全部熄灭了，他检查保险丝发现未熔断，于是用测电笔测试室内各处电路，氖管均不发光，他作出如下判断，正确的是（ ）
A.室内用电器短路了 B.进户的火线开路了 C．进户的零线开路了 D.灯丝都给烧断了
分析 家中的电灯突然熄灭，而保险丝未熔断，看来不是短路，而是开路。用测电笔去测试各处电路，氖管均不发光，说明各处都不带电，线路断了，并且断的不是灯丝，因为若是灯丝烧断，那么接火线的那一端应该带电，测电笔测试与火线相连的那端时，氖管应是发光。应选 B。
二、安装过程中的电路故障
这类故障试题主要考察的重点在于保险丝、开关、螺丝口灯泡的连接以及电路的调试上。大体题型可分为两类：一是从安装电路图中找出故障；二是从调试中找出故障。
例3 如图2所示的电路中错误的地方打上“×”号。
图2
分析 本题主要考察的是开关和保险丝的连接问题，同时也考察了电路的连接问题。错误的是开关S2接在了零线，当它打开时，灯不亮，但是灯上仍有电，易造成触电事故；保险丝接在了零线，和开关接在零线后果是一样的，不能起到保险作用；最后是火线和零线直接相接，造成电路短路，烧坏电源。
再如，小明同学为了更好地学习，搬进了新书房，可新书房缺少了一盏用拉线开关控制的照明灯和一个可插电扇的插座，请在图3中，为小明同学设计一个完整的电路。

图3

图2

上述的这类试题在考察中不是很难的，因为它的原件还是比较直观的，学生容易发现问题。而在安装好的调试过程中出现的故障就较难发现。
例4 物理小组的同学们练习安装家庭电路，李明同学按图4所示电路安装电路，闭合所有开关，发现灯均不亮，他作了如下的测试，请你帮助他分析原因：
（1）他用测电笔测试电路各接头处时，氖管都发光，其故障是
。
（2）他用测电笔测试电路各接头处时，氖管都不发光，故障可能
是 。
（3）后来，老师要求不用测电笔，只用一个额定电压为22OV的
电灯作为检验灯泡来进行检查。李明同学想了一下，马上断开开关并取下保险丝，将检验灯泡连在原来接保险丝的位置，同时将所有的用电器断开。如果检查L1支路只闭合闸刀开关和S1，此时检验灯泡是 联在电路中；若检验灯正常发光，则该支路 ；若检验灯不发光，则该支路 ；若检验灯发光较暗，则该支路 。若李明同学在连接电路时，将电路某处连成了短路；闭合所有开关，检验灯一定 。
（4）若只断开S1，检验灯的亮度不变，说明 。
（5）若只断开S1,检验灯的亮度变暗，说明 。
分析 用验电笔测试电路各接头处，氖管都发光，说明各处都与火线相连，各处都带电。在各处都带电的情况下，电灯都不亮，看来电路不通，是断路，属于有电压无电流的情况。若验电笔测试电路各接头处，氖管均不发光，说明各处都不带电或说各处都不与火线相连，电路中无电压无电流。当李明遵照老师的要求在安装保险丝的位置处取下保险丝安装在检验灯泡时，检验灯泡串联在火线上，接通电源后，正常情况下，灯两端没有电压，灯不会发光。若将某一个电灯的开关闭合，正常情况下此检验灯泡与合上开关的支路灯串联，则此灯与检验灯泡两端的电压之和为220V，故检验灯泡和所串联的灯两端的电压都是220V要小，两灯虽发光但亮度比正常发光时暗。若检验灯泡在合上电源后正常发光，或某一支路用电器开关闭合后检验灯泡也正常发光，表明检验灯泡两端的电压为220V，即检验灯泡两端接在了火线与零线之间，此家庭电路中有短路现象。
【经典习题】：
1、家庭电路中熔丝熔点的原因为: 、
2、氖管什么情况会发光：
3、节日小彩灯是 联的，家庭电路中所有用电器都是 联的，一个短路其他都 工作
4、家庭电路中哪些用电器需要接地？为什么要接地？

5、如图所示，灯A、B和插座C、D的安装是否有错误？如有应怎样改正？（要求会连接灯、开关（声光控）、插座）

6、图2为部分家庭电路，写出用测电笔分别测试abcde各点现象：
（1）K闭合，a ，b ，c ，d ，e 。
（2）K断开，a ，b ，c ，d ，e 。
图2
图3
7、图3电路，闭合电键电灯正常发光，当拨掉零线保险盒时，电灯不亮，此时用测电笔分别测试abc三处，则能使氖管发光的是： 点。
8、小明晚上做功课，把台灯插头插在书桌边的插座上，闭合台灯开关，发现台灯不亮．为了找出故障原因，小明把台灯插头插入其他插座，发现台灯能正常发光，用测电笔插入书桌边的插座孔进行检查，发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光，故障原因可能是（ ）
A．进户线火线上的保险丝烧断 B．进户线零线断了
C．书桌边的插座与零线断开 D．书桌边的插座与火线断开
9、小红的妈妈从市场上买了一只廉价台灯，装上“220V 25W”的灯泡后，将插头插入家庭电路，闭合开关时，保险丝熔断，室内电灯立即全部熄灭．原因可能是（ ）
A．插头与插座接触不良 B．灯泡的灯丝断了 C．台灯的灯座内短路 D．台灯的插头内断路
10、某室内用电器正常工作，在台灯的开关未闭合的情况下，将台灯插头插入插座时，室内用电器便全部停止工作，那么下列原因可能的是（ ）
A．插座处原来有短路 B．台灯的插头处有短路
C．台灯灯座的两个接头短路了 D．开关中的两个接头短路了 E．台灯功率过大
11、一天晚上，小红同学正在家中做作业，突然台灯熄灭了，他抬头观看家中其他的电灯也熄灭了，他用测电笔测试家中各处的电路，发现测电笔的氖管都发光，关于故障的原因，下面的判断中正确的是（ ）
A．进户的火线上的保险丝熔断了 B．进户的零线上的保险丝熔断了
C．他家的灯泡全部烧坏了 D．他家中的电路某处短路了

12、如图所示是部分家庭电路图。当用测电笔接触插座的右孔时，氖管发光，可知右孔内的电线与进户线中的 线相连接；当闭合开关s，灯L在亮的瞬间熄灭，而室内其它用电器仍正常工作，则灯L处电路 (填“开路”或“短路”)。
13、洗衣机、电冰箱、电脑等许多家用电器均使用三脚插头与电源插座连接，如图所示。细心观察可以发现，三脚插头中与用电器金属外壳连接的那个插脚比另外两个插脚要稍长。这样的设计主要考虑下列哪一因素( )
A．使插头的造型更美观 B．插入插座中可更稳固
C．有利于识别火线和零线插脚 D．插入插座时，可确保用电器外壳先接地
14、学生宿舍电路中的保险丝是按规定安装的，但经常被烧断，发生这种情况的原因可能是（ ）．
　　A．电路某处有短路 　　B．某个灯座内火线与零线直接触
　　C．有一个寝室经常使用大电炉 　　D．进入宿舍的电压经常低于220V
15、如图所示，闭合电键S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。某同学用测电笔测试灯头的两根电线C,D,发现这两处都能使测电笔的氖管发光，再用测电笔测试火线A和零线B时，氖管在测火线A时能发光，在测零线B时不发光。那么可以判定故障是 ( )
A.火线和零线短路 B.电灯L短路
C.电线AC段某处断路 D..电线BD段某处断路
16、在家庭电路中，安装了两盏白炽灯和两个插座，如图所示，如果将两个插座中均接入用电器，且将电路的开关全闭合，则各用电器工作的情况是 （ ）
A、a、b能正常工作 B、b、c能正常工作
C、c、d能正常工作 D、d、a能正常工作
17．在下列现象中：（1）插座中的两个线头相碰；（2）开关中的两个线头相碰；（3）电路中增加了大功率用电器；（4）户外输电线绝缘皮损坏．可能引起家中保险丝熔断的是（ ）．
　　A．只有（1）（2）　 B．只有（2）（3） 　　C．只有（2）（4）　 D、只有（1）（3）
18．在家庭电路中，闭合某一用电器开关，发现原来亮着的灯泡先变暗，然后熄灭，经检查发现保险丝熔断了，产生这一故障的原因是（ ）．
　　A．开关接触不良　　B．灯座中两个接线柱松动了　　C．灯泡的灯丝断了　D．电路中使用的用电器总功率过大
20．在家庭电路中，接入电路的用电器总功率为P，用电器的总电阻为R，接入电路的白炽灯总数为n，则它们之间的关系（ ）．
　　A．n越大，R越小，P越小　 B．n越大，R越大，P越小　C．n越大，R越小，P越大　　D．n越大，R越大，P越大
　　21．教学楼安装了40W的电灯30盏，现在电路上的保险丝断了，而备用的只有额定电流为3A的保险丝，那么比较合适的做法是（）．
A．用一根凑合使用　　 B．将两根并联使用　　C．将两根串联使用　　 D．用一根铜电线代替
22．物理小组的同学们练习安装照明电路，接通电源之前，老师将火线上的保险丝取下，把一个额定电压为220V的灯泡作为检验灯泡连接在原来安装保险丝的位置，同时要求同学将电路中所有开关都断开，用这样方法可以检查电路是否有短路，在接通电源后，下列说法中正确的是（）．
　　A．若检验灯泡正常发光，表明电路连接无误．
　　B．若检验灯泡不亮，但将某一个用电器的开关闭合后检验灯泡正常发光，表明这个开关的两端直接连到了火线和零线上
　　C．检验灯泡不亮，但将某一个电灯的开关闭合后，这个电灯和检验灯泡都能发光，只是亮度不够，这表明电路中出现了短路现象．
　　D．不论将电路中用电器的开关断开还是闭合，检验灯泡均不发光，这表明电路中有短路．
23．电工在断开开关时，取下灯泡，用测电笔测试灯头里面的两根导线，发现其中有一根导线使氖管发光，这种情况是否正常？原因是什么（   ）．
　　A．此现象正常，因为两根线一根是火线，另一根是零线　　B．此现象正常，因为开关断开的那根线不能使氖管发光
C．此现象不正常，因为没接灯泡时，两根线都应使氖管发光
D．此现象不正常，因为没接灯泡时，两根线都应使氖管发光
24．如图甲所示为一个“一开三孔”开关（即一个开关和一个三孔插座连在一起），它连入电路如图乙所示．下列说法正确的是（　　）
A、灯和插座是串联的 B、灯和插座是并联的
C、开关只控制插座 D、开关同时控制灯和插座
25．小茜家新购住房刚装修完毕，家中部分照明电路如图所示．验收工程时，小茜闭合了开关S（家中其他用电器均处于断开状态），白炽灯L亮了一段时间后熄灭了，她用测电笔分别测试了图中插座的两个孔，发现测电笔都发光．她断开开关S，再次用测电笔测试插座的两个孔，她将观察到（　　）（假设故障只有一处）
A、测试两孔时测电笔都发光 B、测试两孔时测电笔都不发光
C、只有测试左面的孔时测电笔才发光 D、只有测试右面的孔时测电笔才发光
26.如图为一条刚装好的民用照明电路，在未装保险丝之前，先将规格为“220V 40W”的白炽灯L0接在火线上要装保险丝的两个接线柱上，当只闭合S1时，L0和L1都呈暗红色；当只闭合S2时，L0正常发光；当只闭合S3时，L0不亮．下列判断正确的是（　　）
A、L1所在支路短路 B、L2所在支路短路
C、L3所在支路短路 D、L2所在支路开路
28、（2005•扬州）表演者先将一标有“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，站到干燥的木凳上后，左、右手分别抓住M、N两导线头（如图）．观众用测电笔分别测试M、N及人的皮肤，发现测电笔的氖管都发光，而表演者却谈笑自如．其真相是（　　）
A、此人确实不怕电 B、他双手戴着绝缘手套
C、在人、灯替换之时，有人将零线断开了
D、在人、灯替换之时，有人将火线断开了
30、小明同学家里的几盏灯都不亮了，检查保险丝没有熔断，用测电笔测室内各处电路时，氖管均发光．小明对故障做了4种判断，其中正确的是（　　）
A、灯泡全部烧坏 B、室内线路某处短路
C、进户线零线开路 D、进户线火线开路
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