现代家庭中用断路器来代替闸刀开关和保险丝

1. 现代家庭中用断路器来代替闸刀开关和保险丝

(1) 若要在厨房电路安装一个断路器，则应将断路器安装在这一电路的线上。

(2) 一般固体受热时，在各个方向上的长度都会膨大，在冷却时都会缩小。物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀。下表是科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录，请根据实验记录回答：

实验序号	材料	升高的温度（/℃）	原长（m）	伸长量（mm）
1	黄铜	10	1.00000	0.19
2	黄铜	10	2.00000	0.38
3	康铜	10	1.00000	0.15
4	康铜	30	1.00000	0.65
5	铝	10	2.00000	0.46
6	铝	30	1.00000	0.69

①从1、3（2、5或4、6）两组实验记录可以看出物体的伸长量与有关。

②上图所示的电热设备中有一个由黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关，温度升

高时，双金属片向上弯曲，使电路断开。请你参考上面的实验记录确定双金属片与固定触点接触的一边所用的材料是（填“黄铜”或者“康铜”）。

【考点】

家庭电路的组成与连接;

【答案】

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实验探究题普通

1. 现在的家庭电路中普遍用空气开关替代保险丝，它主要由电磁脱扣器、过载脱扣器、欠压脱扣器、灭弧装置等结构组成。当电路发生过载、短路或欠压（低电压）时，它能切断电路，起到保护作用。同时，灭弧装置可以将开关开合时产生的高压电弧瞬间消灭。如图1。

【项目名称】设计制作一个可自动控制电路的空气开关

【设计思路】图2是小科团队的设计思路。

【设计简图】图3是小科团队设计的结构简图。

【功能简介】电路短路：图3电磁脱扣中的电磁铁磁性增强，将衔铁1向上吸引，衔铁1将搭钩上顶，搭钩与锁键分离，弹簧1向左拉动锁键，动触头与静触头分离，电路断开。

电路过载：……

电路欠压：……

【项目评价】以下是本次项目化学习的评价量化表

空气开关设计评价量化表
指标	功能名称	详情	分值
指标1	短路保护	0.1秒内产生断开动作	4
		大于0.1秒产生断开动作	2
		无断开动作	0
指标2	过载保护	20秒内产生断开动作	4
		？	2
		无断开动作	0
指标3	欠压保护	具备	1
指标3	欠压保护	不具备	0
指标4	灭弧	具备	1
指标4	灭弧	不具备	0
…	…	…	…

(1) 请你补充完整评价量化表中指标2 ？处应该填：。

(2) 根据设计简图，结合量化评价表，你认为小科团队最高可能获得分。

(3) 请你简述过载时，空气开关是如何切断电路的。

实验探究题普通

2. 根据安全用电要求，现代家庭中用空气断路器（俗称“空气开关”）来代替闸刀开关和保险丝。建楼房的电路中除了安装防止电流过大的断路器外，还必须安装漏电保护断路器（俗称“漏电保护器”），它们通常安装在供电箱中。

(1) 空气断路器如图所示，若要在厨房电路安装一个断路器，则应将断路器安装在这一电路的（填“火”或“零”）线上；

(2) 一般固体受热时，在各个方向上的长度都会膨大，在冷却时都会缩小。物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀。下表是科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录，请根据实验记录回答：

实验序号	材料	升高的温度（℃）	原长（m）	伸长量（mm）
1	黄铜	10	1.00000	0.19
2	黄铜	10	2.00000	0.38
3	康铜	10	1.00000	0.15
4	康铜	30	1.00000	0.65
5	铝	10	2.00000	0.46
6	铝	30	1.00000	0.69

①从 3、4 两组实验记录可以看出物体的伸长量还与有关；

②如图所示的电热设备中有一个由黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关，温度升高时，双金属片向上弯曲，使电路断开。请你参考上面的实验记录确定双金属片与固定触点接触的一边所用的材料是（填“黄铜”或者“康铜”）；

(3) 家用漏电保护断路器如图甲所示，它们是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中 I₃为零，进户线中流入的电流 I₁ 和流出的电流 I₂ 相等。如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I₃不为零，就会造成 I₁ 和 I₂ 不相等，当 I₁ 和 I₂ 的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路。排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电。为确保使用安全，漏电保护断路器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换；

①漏电保护断路器实质上就是一个（选填“电源”、“用电器”或“开关”）；

②如果电路中发生漏电，漏电电流为 I₃ ，则 I₁、I₂、I₃ 大小关系的表达式为；

③站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，该人体的电阻为 3000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为 2500Ω，电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器，试通过计算说明该漏电保护断路器能否及时断开电路。

实验探究题普通

3. 居民楼的楼道里，夜间楼道灯一直亮着会造成浪费，科研人员用“光敏”材料制成“光控开关”，它能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”，它能在有人走动发出声音时闭合，无人走动时自动断开。请将图中的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，要求只有在夜间有声音时灯才亮的自动控制电路，同时安装一个不受开关控制的三孔插座。

实验探究题普通