# 家庭电路与安全用电 - 空气开关跳闸、电能表电费、测电笔、触电

> 中考家庭电路互动演示：添加用电器看总功率与空气开关跳闸，电能表转数测功率、阶梯电费，测电笔与零线断路，单线/双线触电和漏电保护，附随机练习。

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- 最后更新: 2026-10-29
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把初中物理“家庭电路”与“电功率”两章做成一张可以动手的电路图：进户线、电能表、总开关、空气开关、漏电保护器、开关接火线的电灯和“左零右火上接地”的三孔插座都画在图上。点按钮插上电视、冰箱、电热水壶等用电器，总功率、干路电流随之变化，超过额定电流时导线发红、空气开关跳闸；打开测电笔模式点导线或插孔，看氖管是否发光，还能模拟进户零线断路、开关错接零线等常考故障。另有电能表转盘计时测功率、阶梯电价、实际功率、焦耳定律、电动机效率、单线与双线触电和中考随机练习。

## 使用步骤

1. 在“家庭电路”页点击用电器按钮添加负载，选择空气开关额定电流，观察总功率、电流和是否跳闸
2. 勾选测电笔模式，点击火线、零线、地线或插座三个孔，看氖管是否发光；再勾选故障观察变化
3. 在“电能表与电费”页开始计时，数转盘转数算功率，输入两次读数和阶梯电价算电费
4. 在“电功率与电热”“触电与安全”页调整电压、电阻等参数，理解实际功率和触电原理
5. 到“中考练习”做随机计算题和选择题，即时判分并查看解答

## 功能特点

- 完整家庭电路图：电能表、总开关、空气开关、漏电保护器、电灯开关、三孔插座，电流流动动画
- 12 种常见用电器和自定义功率，自动算总功率、干路电流、还能接入的功率，过载导线发红后跳闸
- 测电笔模拟：正确与错误握法、进户零线断路时插座两孔都发光、开关错接零线的隐患
- 电能表转盘计时测功率（N r/kW·h），读数换算与阶梯电价电费计算
- 额定与实际功率曲线、焦耳定律、烧水时间、电动机非纯电阻、两灯串联谁更亮
- 六种触电情景对比漏电保护器与空气开关是否动作，附安全用电原则和中考随机练习

## 常见问题

### 空气开关和漏电保护器有什么区别？

空气开关看的是电流大小：用电器总功率过大（过载）或发生短路时，干路电流超过额定值，它就断开电路，保护的是导线和电器。漏电保护器看的是火线和零线电流之差：正常时两者相等，有人单线触电或外壳漏电时，一部分电流经人体或地线流入大地，差值超过 30 mA 就迅速断开，保护的是人。所以一手火线一手零线的双线触电，两者都不会动作，最危险。

### 用测电笔测插座，两个孔都发光是什么故障？

最常见的是进户零线断路。零线断开后，户内零线不再和大地相连，但它通过正在工作的用电器（如闭合开关的灯、插着的电器）与火线相通，所以测零线孔氖管也会发光，而用电器因为没有回路不工作。工具里勾选“进户零线断路”再用测电笔点插座左右孔即可看到这一现象。

### 电能表上的 3000 r/(kW·h) 怎么用来测功率？

它表示每消耗 1 kW·h 的电能，转盘转 3000 转。只让待测用电器工作，数出 t 时间内转了 n 转，消耗电能 W = n/3000 kW·h = n/3000 × 3.6×10⁶ J，功率 P = W/t。例如 1 min 转 50 转：W = 1/60 kW·h = 6×10⁴ J，P = 6×10⁴ J ÷ 60 s = 1000 W。

### 用电器在电压不足时实际功率怎么算？

一般认为用电器电阻不变：先用铭牌求电阻 R = U额²/P额，再算 P实 = U实²/R，也就是 P实 = (U实/U额)²·P额。例如“220 V 100 W”的灯接在 110 V 上，电压减半，功率变为原来的四分之一，只有 25 W。两只额定电压相同的灯串联时，额定功率小的电阻大，实际功率反而大，所以更亮。

### 为什么金属外壳的用电器要用三脚插头？

三脚插头的长脚连着金属外壳，插入三孔插座后经上孔接地。如果内部绝缘损坏使外壳带电，电流会经过电阻只有几欧的地线流入大地，外壳对地电压很低，人碰到时流过人体的电流很小；同时漏电电流很大，漏电保护器会立即跳闸。没有接地时，人碰外壳就相当于单线触电。

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