2019-2020学年高中物理 第5章 走进现代化家庭 3 现代化家庭学案 沪科版选修1-1

现代化家庭1识别电阻器、电容器、电感器，初步了解它们在电路中的作用以及在日常生活和生产中的应用2了解家庭电路的组成知道熔丝和低压断路器在电路中的作用，能根据家庭的实际用电功率选择熔丝或低压断路器3了解家庭用电中常见的一些故障及其原因，能自己动手排除一些简单的故障4了解安全用电知识，具有安全用电的意识5讨论节约用电的多种途径能估算家庭的用电量，具有节约用电的意识6了解数字化对人类社会、家庭的影响一、家庭电路的元器件1电感元件在电路中有什么作用：电感元件是各种线圈和变压器的总称，它们都是依据电磁感应原理起作用的电感元件具有通直流、阻交流、通低频、阻高频的作用微波炉中的变压器、电视机中的接收装置、电风扇的调速器、日光灯的镇流器、电源充电器等，几乎所有的交流电器和无线电电器中都有电感元件2电容器在电路中有什么作用：电容器是由两个相互靠近的导体之间夹一层不导电的绝缘介质而构成的电容器具有通交流、隔直流、通高频、阻低频的作用在家用电器的电源电路中，一般都有电容器在接收电磁波信号的电路中也有电容器二、现代家庭的电路现代家庭的电路包括供电电路和信息网络电路供电电路提供的是220 v交流电，一般采用一条火线和一条零线为了用电安全，必须再备有接地线电路从入户线开始，一般分为照明电路、插座电路、空调专用电路三条线路1电能表的使用家庭使用的电能表一般是单相电能表主要参数有额定电流和最大负载电流使用时应注意以下几点：(1)购买家用电器时要清楚用电器的功率，使用时绝不能让它超过家里电能表的最大负载电流(2)尽量不要同时使用功率较大的电器(3)电源熔丝的容量必须与电能表最大负载电流相等(4)如果家庭用电量确实超过了电能表的容量，须申请更换电能表，并对室内线路进行调整后再用2光明天使电灯家庭中的电灯，从白炽灯、荧光灯、卤素灯、高压钠灯到发光二极管，其功能已不仅是照明3节约用电的方法(1)养成良好的用电习惯，记住随手关闭不使用的用电器(2)购买和使用用电器时，要根据实际需要，不要大马拉小车造成浪费(3)用电器要确保使用状态良好，有故障和老化的电器也会造成用电浪费4安全用电“电”看不见、摸不着，稍有不慎，就会酿成大祸安全用电至关重要三、数字化家庭在数字化家庭中，以计算机技术和网络技术为基础，将各种家用数字化设备有机地结合在一起，组成网络系统，对日常生活事务进行智能化管理智能化是数字化家庭的核心特征一、电阻器、电容器、电感器的基本特征1电阻器可以允许交、直流电通过，电流通过电阻器时会发热电流越大，电阻阻值越大，时间越长，发热越多利用电流的热效应工作的电器叫做电热器具常见的家用电热器具有电炉、电饭煲、电烤箱、电炒锅、电火锅、电熨斗、电吹风、电热毯、电热壶、电热杯、电热水器等它们是由发热材料、绝缘材料和绝热材料构成的，主要部分是用来发热的电阻丝，一般采用电阻率较大、熔点较高的镍铬合金或铁铬铅合金制作2电容器有储存电能的作用，阻止直流电通过，允许交流电通过广泛应用于滤波、耦合、振荡等电子电路中，如收音机的调谐电路中就有电容器电容器的工作原理如图所示，电容器接直流电源时，灯泡虽然不亮，但是电容器自身带上了电荷，并且接电源正极的极板带正电，接负极的极板带负电当接交变电流时，因为交变电流的电压周期性变化，所以电容器两个极板上的电量也周期性变化，相当于电流“通过”了电容器(实际上电子没有穿过电容器)，因此，通交流电的时候灯泡发光3电感器实际上就是线圈，对直流电的作用相当于电阻；在交流电路中，由于自感的作用，对交变电流起阻碍作用但它对直流电的阻碍作用很小，而对交流电的阻碍作用很大电容器、电感器对电路的影响可概括为两句话：(1)电容器：“通交流、隔直流；通高频，阻低频”(2)电感器：“通直流、阻交流；通低频，阻高频”二、家庭电路分析1家庭电路组成(1)一般组成框图(2)进户线火线跟零线间电压是220 v零线跟大地是相连的，正常情况下零线跟大地之间的电压是0 v地线在家庭里直接与大地相连通的导线这是为了安全起见另外加接的火线与地线之间的电压是220 v，零线与地线之间的电压是0 v2家庭安全用电必须注意的几点(1)高度重视，谨防触电接触、搬运电器时头脑中要时刻想着避免触电，不能大意要定期检查用电器的插头大功率用电器的插头(如电饭锅插头)极易因过热而损坏，更要注意(2)避免短路短路时电路中的电流非常大，轻则电源、电线烧毁，重则发生火灾酿成大祸从插座拔出插头时要手握插头，切勿用力拉扯电线，以免电线绝缘皮破损或插座接头脱落，形成短路(3)电器金属外壳应该接地容易潮湿的电器如洗衣机、洗碗机等更要接地(4)不要在同一插座上同时使用几个大功率的用电器在同一插座上用电器的总功率过高时，流过插座的电流太大，容易引起火灾(5)不要让纸张等易燃物过分靠近电灯、电饭锅、电炉等电热器3节约用电(1)养成良好的用电习惯，随手关闭不使用的用电器(2)购买和使用用电器时，要根据实际需要(3)用电器要确保使用状态良好，不要有故障和老化三、家用电器的选购，正确使用家用电器选购时，应该考虑的因素首先是产品的功能，其次是与家居适应的技术参数、外形结构、产品质量与售后服务以及品牌等，还有一个因素则是家庭的经济条件购进家电后，一般的使用步骤是：首先阅读说明书的安装和安全注意事项，看电源是否符合要求；再按要求安装好机器，检查确认后接通电源；然后按说明书的指引学习使用各种功能说明书应保管好，以供日后遗忘或者维护时查阅四、简单家用电器常见故障的排除如果电器在正常工作时突然停止工作而又没有出现任何焦味，首先应该检查插头、插座是否接触不良或有问题；再看供电电压是否正常，确定是否停电、落闸或者保险丝是否熔断等，最后查看电器的保险丝是否熔断若发现有焦味，或工作异常，若已看见冒烟等问题，应立刻断开电源，故障排除前不能继续使用温馨提示：在使用家用电器出现故障时，应先断开电源，找出故障的原因如若无法排除故障，则轻易不要接通电源题型1r、c、l在电路中的作用如图所示电路，电源为直流电源，闭合开关s后，小灯泡发亮的是哪几个？思路点拨 电阻器、电容器、电感器在电路中的作用不同根据它们的作用分析三个灯泡是否发亮解析因为电源是直流电源，电阻只是使电路中的电流变小，小灯泡变暗，所以a灯泡亮；电感器通直流电，所以b灯泡亮；电容器通交流电，隔直流电，所以c灯泡不亮答案a、b题型2电路故障的判断小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用试电笔测试各处电路时，氖管都发光他对故障作了下列四种判断，其中正确的是()a灯泡全部都烧坏b进户零线断路c室内线路发生短路d进户火线断路思路点拨 家用电器都是并联连接，应用并联电路的特点分析解析所有的灯都不亮，保险丝并未烧断，所以不是短路故障，应该是断路故障用试电笔测试各处电路时，氖管都发光，只有火线才能使氖管发光，因此故障应是零线断路本题答案为b答案b在家庭用电中，若出现短路故障，保险丝要烧断，或限电器要跳闸；若出现断路故障，就像本题所说，零线断，各处用试电笔测试时，氖管都会发光；若是火线断路，用试电笔测试各处电路时，氖管不发光的各点属于断点后的，只有测试断点前的部分才会发光 下表为白炽灯常见故障、原因分析及检修办法，请在横线上填空故障现象原因检修方法灯泡不亮灯泡灯丝断电源保险丝未断情况下：灯泡灯头与灯座内接点未接触上灯座内或线路中有断线处切断电源检查：检查灯座内弹性接点是否失去弹性找到断线处，接通电源保险丝烧断情况下：灯丝短接灯座内两接触片相碰总用电量超过保险丝容量其他电器或线路短路_修理灯座或换新灯座_检修短路电器或电源线答案：更换新灯泡换用容量大些的保险丝题型3家用电器的选购和使用如何选用家用电冰箱？解析(1)电冰箱分直冷式、间冷式和间直冷式三种直冷式的优点是结构简单，耗电省；缺点是降温慢，箱内温度不均匀，冷冻空间有霜层，我国生产的冰箱大部分属于这一类间冷式电冰箱优点是制冷快，箱内温度均匀，冷冻空间不会结霜，尤其适用于速冻食品；其缺点是结构复杂，耗电量大(2)根据家中需要合理选择冰箱大小例如：34口之家选180220 l大小的冰箱较合适，应首选节能无氟型电冰箱(3)电冰箱不宜放在阳光直接照射的地方，周围不要靠近热源冰箱的冷凝器与墙壁间应有1020 cm的距离，箱顶保留30 cm的空间，以避免散热条件差而导致耗电量增大(4)冷藏室温度宜控制在3 ，冷冻室温度宜控制在18 答案见解析家用电器的选择：一要适用；二要经济；三是质量；四是环保 随堂检测1以下关于家用电器的选择正确的是()a价格越高的越好b型号越新、功能越全的越好c应仔细阅读说明书，了解家用电器的技术参数，选择自己真正需要的家用电器d应根据自己的经济情况量力选择适当价位的家用电器解析：选cd家用电器的选择原则首先应考虑产品的功能，其次是与家居适应的技术参数、外形结构、产品质量与售后服务以及品牌、价位等，所以选项a、b错误，c、d正确2如图所示，当交流电源的电压有效值是220 v，频率为50 hz时，三只电灯的亮度相同，当电源电压不变只将交流电源的频率改为100 hz时，则各灯亮度变化情况为()aa变亮，b变暗，c不变ba变暗，b不变，c变亮ca、b均变亮，c不变da变暗，b变亮，c不变解析：选a电源电压不变指电压有效值不变，当频率变大时，容抗变小，感抗变大，电阻阻值r不变根据三者变化情况再应用部分电路欧姆定律即可解得频率变大，电容器容抗减小，又电压不变，故a灯变亮频率变大，电感线圈的电感变大，又电压不变，故b灯变暗频率的变化对电阻r无影响，故c灯亮度不变3家庭电路的室内电路组成顺序是()a电能表、总开关、用电器、保险盒b总开关、电能表、保险盒、用电器c电能表、总开关、保险盒、用电器d电能表、保险盒、总开关、用电器解析：选c电能表接在总开关前面可以测量用户所有用电设备所消耗的总电能；在电能表后接总开关，在发生触电事故时，可及时切断电源；保险盒接在用电器前，在用电器发生短路或过载时可及时保护电路4某同学自己在家看电视，突然发现电视机冒烟了，下列措施正确的是()a马上跑到外面去喊人b立即断开电源，远离电视机，同时打开门窗c继续观察，看发生什么后果d心里害怕，自己走开了也不知怎么办才好解析：选b触电和用电设备发生故障时，首先是切断电源，严禁用水扑灭，避免由此引起的火灾继续观察和外出喊人都会造成事故的发展5很多家用电器都有待机功能，比如，电视可以用遥控器关机而不必断开电源这一功能虽给人们带来了方便， 电器在待机状态下仍有能耗下表是小明家两台电器的数据统计这两台电器每天待机共耗电多少度？若能及时断开电源，他家每月可以节约多少电费？(当地电价为05元/度，每月按30天计算)家用电器待机功率p/kw每天平均待机时间t/h彩色电视000820dvd001222解析：根据wpt得每天待机耗电：w000820度001222度0424度一月共节约电费为04243005元636元答案：0424度636元课时作业一、选择题1利用停电机会用湿抹布和洗洁精洗厨房电器；原来的保险丝经常熔断，不查原因就换上粗的；将购得的大功率家用电器立即接入家庭电路中使用；在一块接线板上同时接上电热水器、电饭煲、电熨斗等许多用电器上述生活中的做法不符合电器安装规则和安全用电原则的是()a只有b只有c只有 d全部解析：选d利用停电机会用湿抹布和洗洁精洗厨房电器是不符合安全用电原则的，因为若突然来电，会有触电危险原来的保险丝经常熔断，可能是由于电路中的总功率过大，也可能是由于电路漏电造成的，应查明原因，不查原因就换上粗的保险丝是不符合安全用电原则的，刚购买的大功率用电器应设专门线路，以免影响其他用电器的正常工作，所以不能直接接入家庭电路中使用在一块接线板上同时接上许多用电器，会有多个用电器同时启动，造成启动电流很大，使用电器工作电压降低，影响用电器正常工作，所以也不符合安全用电原则综上所述，选项d正确2发现电线起火，应采用下面哪种方法()a用水扑灭火b迅速拉下开关，切断电源c用小刀或剪刀切断电源d找电工处理解析：选b电线着火通常是电线中电流过大造成的含杂质的水是导体，用水抢救不但不能将火扑灭，反而水到处流动，使抢救的人员可能触电找电工处理会贻误灭火的时机小刀或剪刀是金属，用这些金属切断电源时会造成触电事故最好的办法是拉下开关，切断电源3关于家庭电路，下列说法中正确的是()a我国家庭电路采用的是电压为220 v的交流电b洗衣机、电冰箱等家用电器使用三孔插座，是为了节约用电c在家庭电路中，所有电器一般是串联连接d保险丝是为了防止电路发生断路解析：选a三孔插座是为了用电安全，家庭电路一般用并联方式，保险丝是为防止短路，造成电流过大，故a项正确，b、c、d错误4如图所示，一盏电灯接在家庭电路中，当开关s闭合时，电灯不亮，用测电笔分别接触a、b、c、d时，发现a、b、c三点处测电笔的氖管发光，d点处测电笔的氖管不发光，则电路中的故障原因是()a开关s接触不良 b灯泡的灯丝断了c导线cd间有断路 d无法确定解析：选ca、b、c三点发光，即三点和火线是连通的，断路处是c、d之间5如图所示电路由交变电源供电，如果交变电流的频率增大，则()a电容器上电容增大b电容器阻碍作用增大c电路中灯泡亮度变亮d电路中灯泡亮度变暗解析：选c电容器对交流电的特征是通高频、阻低频，故当交变电流频率增大时，电容器阻碍作用减小，灯泡变亮电容器电容与交流电的频率无关选项c正确6交变电流通过一段长直导线时，电流为i，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为i，则()aii biicii d无法比较解析：选b当交变电流通过长直导线时，对交变电流的阻碍作用相当于一个电阻器，当导线绕成线圈后，就成了一个电感器，除受电阻的阻碍作用外，还受到电感器的阻碍作用，电流减小7如图所示，一个灯泡和一个电感器相连后与一个交流电源相接，现将一块铁心插入线圈之后，该灯泡将()a变亮b变暗c对灯没影响d不能确定解析：选b线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是绕组上的电势差与灯泡上的电势差之和由墙上插孔提供220 v的交流电压，当未插铁心时，由于线圈导线是粗的，其电阻很小，空心线圈的自感系数也很小，线圈在电路中对电流的阻碍作用很小，因此灯泡两端的电压几乎为220 v；当铁心插入线圈后，当交变电流通过时会产生较大的自感电动势阻碍回路中电流的变化，使得加在灯泡两端的电压小于220 v，因而灯泡的亮度将变暗，故b选项正确二、非选择题8下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容根据表中的信息，可计算出在额定电压下以额定功率工作时通过电热水壶的电流约为多少？型号sp988额定功率1 500 w额定电压220 v额定容量16 l解析：由铭牌可知额定电压为220 v，额定功率为1 500 w，根据pui知i a68 a答案：68 a9如下表给出了某一品牌洗衣机说明书中的技术参数型号xqb45812gxqb404801gxqb3028g额定电压/v220220220额定频率/hz505050输入功率/w400280250最大电流/a555额定容量/kg454030机身尺寸/mm520520870480520865438438705如果仅考虑以上技术参数，在上述品牌