2023-2024初中物理竞赛试题精选精编第15讲家庭用电（含解析）

这是一份2023-2024初中物理竞赛试题精选精编第15讲家庭用电（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，作图题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．（2023春·辽宁阜新·九年级校考竞赛）在日常生活中必须注意安全，珍视生命。下列有关安全方面的说法，正确的是（ ）
A．雷雨天，人在高处打伞行走，一定不会被雷击中
B．如果发生触电事故，首先立即切断电源，然后尽快联系医务人员进行抢救
C．学校新增了两个微机室，只更换额定电流较大的保险丝即可
D．在两线插头的插排上，使用三线插头的用电器同样安全
【答案】B
【详解】A．雷容易击中地面上尖端的突起物体，所以雷雨天打伞是极危险的，有可能被雷击中，所以A错误；
B．发现有人触电或电引起的火灾，首先切断电源，再实行救援措施，故B正确；
C．学校新增了两个微机室，除了更换保险丝外，还要考虑连接的导线是否合适，故C错误；
D．使用三脚插头和三孔插座，可以把用电器金属外壳与大地相连，如果用在两线插头的插排，去掉一个脚，一旦漏电，人碰到用电器外壳，会有触电危险，故D错误。
故选B。
2．（2022秋·江苏南京·九年级南京市科利华中学校考竞赛）燃气安全检查过程中，技术人员在某住户家中用测电笔测试金属燃气管道，发现：闭合厨房开关S，灯L亮，测电笔氖管发光；断开厨房开关S，灯L熄灭，测电笔氖管不发光，该住户家中，厨房照明电路的导线绝缘皮破损处与管道接触的实际情况是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】A．闭合厨房开关S，灯L亮，电流经过灯泡后，直接到零线，而不选择经过试电笔中的电阻流入大地，所以测电笔氖管不发光，故A不符合题意；
B．闭合厨房开关S，电路有两条支路，一条经过灯L，所以灯L亮，另一条路经过测电笔中的电阻流入大地，所以测电笔氖管发光，故B符合题意；
C．断开厨房开关S，测电笔仍可以通过灯泡连上火线，所以测电笔氖管发光，故C不符合题意；
D．断开厨房开关S，测电笔仍可以直接连上火线，所以测电笔氖管发光，故D不符合题意。
故选B。
3．（2021春·江苏宿迁·九年级统考竞赛）小红家的电路进户总开关上安装着漏电保护器。关于漏电保护器铭牌上所提供的一些数据。下列解释正确的是（ ）
A．当漏电持续0.1s以上时会自动切断电路
B．当漏电电流达到15mA时就能起保护作用
C．当漏电电流大于30mA时，会在0.1s以内自动切断电路
D．只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A时才能起到保护作用
【答案】C
【分析】由漏电保护器的铭牌可知：
①漏电保护器的额定电压是220V，最大电流是20A；
②额定漏电动作电流30mA表示：当漏电电流值达到30mA时，保护器即动作断开电源；
③额定漏电不动作电流15mA表示：在漏电电流值达到15mA以下时，保护器不应动作，否则因灵敏度太高容易误动作，影响用电设备的正常运行；
④漏电分断时间＜0.1s表示：从漏电电流值达到30mA起，到主触头分离止的时间不超过0.1s。
【详解】A．从漏电电流值达到30mA起，到主触头分离止的时间不超过0.1s，故A错误；
BD．当漏电电流达到30mA，保护器即动作断开电源，保护器的工作与否，取决于电流的大小，与进户线的电压无关，故BD错误；
C．当漏电电流达到30mA时，漏电保护器会在0.1s内自动切断电路，故C正确。
故选C。
4．（2022秋·河北张家口·九年级张家口市万全区万全中学校考竞赛）如图所示是某家庭电路，闭合开关S1、S2，L1灯发光，L2灯不发光。用试电笔分别接触c、d两点，氖管都发光。若电路中只有一处故障，则（ ）
A．L1短路B．bc间断路C．L2断路D．ad间断路
【答案】B
【详解】A．若L1短路，会使保险丝烧坏，断火线，L2不发光，用试电笔分别接触c、d两点氖管不发光，故A不符合题意；
B．若bc间断路，即部分零线断，L1所在电路是正常的，L1发光；L2因为断路不发光，但L2灯丝是导体，会将火线一直连接到c及右边零线，故此时c、d两点用试电笔分别接触会发光，故B符合题意；
C．若L2断路，L1发光，L2不发光，用试电笔分别接触c、d两点时，d会发光，c不发光，故C不符合题意；
D．若ad间断路，部分火线断，L1发光，L2不发光，用试电笔分别接触c、d两点时，都不发光，故D不符合题意。
故选B。
5．（2021·内蒙古呼伦贝尔·九年级统考竞赛）图中有关家庭电路的连接完全正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】AB．根据插座连接方式“左零右火上接地”的规则，图AB插座的连接不正确，故A、B错误；
C．三孔插座的接法是上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线，接法正确；同时灯泡的开关接到火线和用电器之间，也是正确的，故C正确；
D．灯泡的开关应该接到火线和用电器之间，不能接到零线和用电器之间，故D错误。
故选C。
6．（2021·广东佛山·九年级统考竞赛）小刚爸爸要在房间里安装“220V 3W”的壁灯和“220V 100W”顶灯各一盏。他打算将两灯并联后用一个开关S来控制，但接完后合上闸刀开关，发现壁灯亮、顶灯不亮；他合上开关S，结果不亮的灯亮了，而原来亮的灯却不亮了；再断开开关S，又恢复原状。由此可以判定他所接的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 可知，“220V 3W” 壁灯的电阻比 “220V 100W”顶灯的电阻大的多；所以当台灯和顶灯串联接入电路，由于两灯电阻悬殊大，电阻大的3W灯分得电压远大于另一灯所以3W灯的实际功率大，所以壁灯亮、顶灯不亮。
A．两盏灯串联，合上闸刀开关， SKIPIF 1 < 0 壁灯亮、顶灯不亮；合上开关S，顶灯被短路，仍不亮，故A不符合题意；
B．两盏灯串联，合上闸刀开关， SKIPIF 1 < 0 壁灯亮、顶灯不亮；合上开关S，壁灯被短路，不亮，顶灯亮，故B符合题意；
C．两盏灯串联，合上闸刀开关，两盏灯都不亮，故C不符合题意；
D．两盏灯并联，合上闸刀开关，顶灯亮，壁灯不亮；合上开关S，两盏灯都亮，故D不符合题意。
故选B。
7．（2023春·安徽安庆·九年级校联考竞赛）照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安装一漏电保护器，如图所示，当火线上的电流跟零线上的电流相等时漏电保护器的ef两端没有电压，脱扣开关K能始终保持接通，当火线上的电流跟零线上的电流不相等时漏电保护器的ef两端就有了电压，脱扣开关K立即断开。下列说法正确的是（ ）
A．站在地面上的人触及b线时，K自动断开，有触电保护作用
B．当用户家的电流超过一定值时，K自动断开，有过流保护作用
C．当火线和零线间电压太高时，K自动断开，有过压保护作用
D．人站在绝缘物上两手分别触到b线和d线时，K自动断开，有触电保护作用
【答案】A
【分析】头口开关K保持接通时，ef中要没有电压，保护器中火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消，可知火线的线圈匝数和连接零线的线圈匝数应相等。只有通过火线与零线的电流有差值时，ef两端才有电压，脱扣开关K才断开。
【详解】A．正常状态时，脱扣开关K保持接通，站在地面的人触及b线时，电流通过人体流入大地，火线和零线中的电流不同，则脱扣开关会断开，故A正确；
B．当用户家的电流超过一定值时，通过火线和零线的电流没有差值，不会使ef中产生感应电动势，脱扣开关不会断开，故B错误；
C．当火线和零线间电压太高时，只要火线上的电流和零线上的电流相等，K不会自动断开，故C错误；
D．人站在绝缘物上两手分别触到b线和d线时，流过火线和零线的电流相等，保护器中火线和零线中的电流产生的磁场应完全抵消，不会使ef产生感应电动势，脱扣开关不会断开，故D错误。
故选A。
8．（2019·湖北黄冈·九年级校考竞赛）如图所示，甲、乙分别为“热得快”热水器的简易图和电路图．现接通电源，发现热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用电压表去检测，发现热水器A、B两端的电压为220V，指示灯两端的电压也为220V．该热水器的问题在于（ ）
A．连接热水器和电源之间的导线断开
B．热水器的电阻丝熔断，同时指示灯烧毁
C．只是电阻丝与指示灯之间的导线发生了断路
D．同时发生了以上各种情况
【答案】B
【详解】A．若连接热水器和电源之间的导线断开，AB间的电压应为零，与题不符．故A错误．
B．电压表测得AB两点间电压为220V，电源的电压相同，说明连接热水器和电源之间的导线是完好无损的，热水器不发热说明电阻丝熔断了，指示灯不亮，说明指示灯被烧毁了．故B正确．
C．电阻丝与指示灯之间的导线发生了断路时，AB间的电压应为零，不符合题意．故C错误．
D．同时发生以上各种情况时，AB间的电压应为零，不符合题意．故D错误．
9．（2019·福建宁德·八年级统考竞赛）落在高压线上的鸟儿不会触电死亡，这是因为（ ）
A．高压线上裹有绝缘层
B．鸟爪上的角质层是绝缘的
C．鸟爪间的电压几乎为零
D．鸟儿有较强的抗高压能力
【答案】C
【详解】由于鸟的两脚是站在同一根导线上的，导线给小鸟短路，所以两脚间电压很小，因此流过身体的电流就很小，不会发生触电事故．
10．（2022秋·河北张家口·九年级张家口市万全区万全中学校考竞赛）如图所示是家庭电路中的三孔插座和三脚插头示意图．下列说法正确的是（ ）

A．三脚插头的三个脚一样长
B．插孔E是用来接零线的
C．插孔L是用来接零线的
D．标有“E”的插脚能保证插入插座时，确保用电器外壳先接地
【答案】D
【详解】A．三脚插头最上面的那个脚是由于接地的，所以比其它的两个要长，即便于及早接地，使用时更为安全，故A错误；
BC．据其使用可知，E是解地线的，L是解火线的，N是接零线的，故BC错误；
D．据A可知，标有“E”的插脚能保证插入插座时，确保用电器外壳先接地，故D正确；
11．（2021秋·河北唐山·九年级唐山市第十一中学校考竞赛）小明的奶奶有随手关灯的好习惯．当她关灯后，家中电路变大的物理量是（ ）
A．总电阻B．总电压C．总功率D．总电流
【答案】A
【详解】试题分析：家庭中的用电器都是并联的，关掉其中一个后，相当减少了电阻的横截面积，所以会增大总电阻，总电流会减小，总电压不变，总功率会减小，故应选A．
【考点定位】家庭电路
12．（2019·广西南宁·九年级南宁二中校考竞赛）如果电路中出现如图所示的情形，物理学中称之为短路，这样的后果很严重，这时灯泡会()
A．变暗
B．变得更亮
C．正常发光
D．不能发光
【答案】D
【详解】短路时，电流不能经过灯泡，灯泡不能发光，电路中的电流很大，温度会在短时间内升得很高，容易使保险丝熔断或发生火灾．故选D．
13．（2021秋·广东揭阳·九年级揭东二中校考竞赛）如图给出了小明设计的楼梯照明电灯的四种控制电路，其中S1、S2分别为楼上和楼下的开关（都是单刀双掷开关）。要求拨动其中任一开关，都能改变电灯原来的发光或熄灭状态。在实际应用中最好的方案是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】A．如图，电路是断开的，灯泡不工作，当S2移到另一端的触点，电路还是断开的，不符合题意；
B．如图，电路是断开的，灯泡不工作，当S1或S2移到另一端触点，电路都是闭合电路，灯泡都能正常工作，符合题意；
C．如图，电路是闭合的，当S1移到另一端触点，电路断开，此时再将S2移到另一端触点，电路还是断开，不符合题意；
D．如图，电路是闭合电路，灯泡工作，当S1移到另一端的触点，电路断开，此时再将S2移到另一端触点，电路被短路，不符合题意。
故选B。
二、多选题
14．（2017春·湖北武汉·九年级竞赛）对于家庭电路中的漏电保护器和空气开关的作用，下列说法错误的是
A．发生如图甲所示的触电时，漏电保护器不起作用
B．发生如图乙所示的触电时，空气开关不起作用
C．发生如图所示的两种触电时，漏电保护器都能自动断开电路
D．当电路发生短路时，空气开关能够自动切断电路
【答案】BC
【详解】A. 这种现象电流会从人的右手边到左手边回到零线．相当于人是一个负载．不存在漏电，所以漏电保护器不会起作用，故A正确；
B. 图乙电流直接由人体流入大地，造成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，故B错误；
C. 甲、乙两种触电发生时，都会造成人体触电，但不一定会是电流过大，漏电保护器不一定会自动断开，故C错误；
D. 当电路发生短路时，空气开关会自动切断电路，起到保护作用，故D正确．
三、填空题
15．（2023春·陕西渭南·九年级校考竞赛）当代电能已普及使用，家用电器因用途各异，更是种类繁多，家庭电路中家用电器之间的连接方式是 （选填“串联”或“并联”），这种连接方式的电路的电流特点是 。请你将如图所示的电水壶的三条接线按照安全用电的原则，连接到插头上 。

【答案】 并联 干路电流等于各支路电流之和
【详解】[1][2]家庭电路中，电灯、插座、电视机之间互不影响，都能独立工作，其连接方式是并联。并联电路中电流的特点是：干路电流等于各支路电流之和。
[3]根据安全用电原则可知，带熔丝（保险丝）的一端应与火线连接，中间一条导线应与零线连接，接电水壶外壳的一条导线应与地线连接，如图所示：

16．（2023春·辽宁阜新·九年级校考竞赛）小明想在家里安装一盏照明灯，他设计的电路如图所示.图中虚线框A和B两个位置应该接开关和电灯，那么开关应接在 (填“A”或“B”)处.小明请电工师傅正确安装完毕，闭合开关，电灯不亮.电工师傅用试电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时，试电笔的氖管都发光，则可能是电路的 段发生 (填“断路”或“短路”)故障.

【答案】 B gf 断路
【详解】保险丝接在火线上，故a为火线．开关应接在灯与火线之间．因此开关应接在B处．当测电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时，测电笔的氖管都发光，说明火线上有电，而零线处不该亮，但也亮了，说明通过电灯、开关与火线相通了，故零线断路．
故答案为(1). B (2). gf (3). 断路
【点睛】本题考查了用测电笔检测电路的故障和电灯与开关的接法．在正常情况下，测电笔测火线应亮，测零线应不亮．
17．（2019·福建宁德·八年级统考竞赛）如图是一个电热器电路．电热丝、指示灯、开关构成串联电路、接在电源上，已知该电路中有一个元件断路，有一个元件短路，但不知道是哪个元件有故障．今用一个校验电灯分别接在电路各处，得到下表所示的结果．由此可判断断路的元件是 ，短路的元件是 ．
【答案】开关，指示灯
【详解】校验电灯接在af点，正常发光，说明该灯直接接在电源上，说明这两点之间有开路；
校验电灯接在ab点，不发光，说明该灯短路，或从a点到电源或b点到电源有开路；
校验电灯接在cd点，亮度较暗，说明该灯与其它用电器串联接入电路，说明cd两点之间有开路；
校验电灯接在ef点，不发光，说明该电热丝短路，或从e点到电源或f点到电源有开路；
校验电灯接在ad点，亮度较暗，说明该灯与其它用电器串联接入电路，说明ad两点之间有开路；
校验电灯接在cf点，正常发光，说明该灯直接接在电源上，指示灯短路；
综合分析，断路的元件是开关，短路的元件是指示灯．
四、作图题
18．（2023春·辽宁阜新·九年级校考竞赛）请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整，开关只控制壁灯。
【答案】
【详解】壁灯接法：火线进入开关，再进入灯泡，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。另一侧接零线；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。如图所示：
19．（2017·山东临沂·九年级竞赛）（1）如甲图所示，水平地面有一快速运动的物体，当它遇到一表面粗糙的斜坡时，由于惯性，它将继续沿斜坡滑行一段，请在图中画出该物体向上滑行时的受力示意图；
（2）小亮发现教室中一个开关可以同时控制两盏额定电压为220V的灯，并且这两盏灯能正常发光，请你在图中画出正确的电路连接。
【答案】
【详解】（1）[1]物体一定受到重力作用，同时冲上粗糙斜面时会受到斜面对它沿斜面向下的摩擦力，同时还会受到斜面对它的支持力，方向垂直于斜面向上，如图
（2）[2]两个灯泡是并联的，开关控制灯泡时，开关和灯泡是串联的，开关接在灯泡和火线之间，如图
五、综合题
20．（2018·全国·九年级校联考竞赛）图所示为低压电路中常用的油浸自冷式变压器。变压器内部的铁芯、线圈浸没于变压器油（一种矿物油，也称导热油）中。变压器工作时，铁芯、线圈会发热，热量就在导热油流经变压器外部那一根根金属管道的过程中导出并散发到空气中，从而使铁芯、线圈的温度不会升高太多，以确保变压器的安全运行。请回答：
(1)变压器外部的散热器做成竖直方向上的管道状，这样做的目的是什么？
(2)变压器的上部有个油箱，其侧面有一个油量表，如图所示，油量表的主要部件是一根外置的玻璃管。请简述如何判断油箱的油量，依据的主要物理知识是什么，并解释正常情况下，变压器油箱中的导热油为什么不允许装满？
(3)变压器附近要设置防触电的警示标志，请解释原因。
【答案】(1)扩大散热面积；(2)连通器中同样液体，静止时液面是相平的；若变压器油箱中的导热油装的满满的话，则受热膨胀的导热油会把变压器胀破，造成事故；(3)变压器是高压带电体，可导致电弧触电，发生危险
【分析】(1)需要了解增大散热面积可以加快降温；
(2)了解连通器的原理及应用；
(3)了解物体热胀冷缩的特点；
(4)了解生活中的一些低压带电体高压带电体。
【详解】(1)变压器外部的散热器做成竖直方向上的管道状，是为了通过增大对外散热面积，达到快速降温的目的；
(2)在大气压的作用下，连通器中的液面在同一水平面上；物体都有热胀冷缩的特点，变压器油箱中的导热油装的满满的话，在受热情况下就会因为受热膨胀而溢出，造成浪费和污染；
(3)变压器是高压带电体，可导致电弧触电，发生危险。
20A 220V
额定漏电动作电流 30mA
额定漏电不动作电流 15mA
漏电分断时间 <0.1s
校验次数
1
2
3
4
5
6
校验电灯接入点
a、f
a、b
c、d
e、f
a、d
c、f
发光情况
正常发光
不发光
亮度较暗
不发光
亮度较暗
正常发光