2019-2020学年高中物理 第5章 家用电器与日常生活 第2节 家庭用电学案 鲁科版选修1-1

第2节家庭用电1.知道电路有两种基本连接方式，即串联和并联，了解串联电路和并联电路的特点，会连接简单的电路(重点难点)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(难点)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知道家庭用电量的计算方法，能估算家庭的用电量一、串联电路和并联电路1把所有用电器(或元件)一个接一个地依次串接起来组成的电路称为串联电路2把用电器(或元件)并列地连接起来组成的电路称为并联电路你知道家庭电器的连接方式吗？为什么要采用这种连接方式呢？提示：居民家庭的电器都是采用并联的连接方式因为我们在家庭用电时，并不是把所有的用电器同时使用，用哪一个电器时，就打开哪一个电器的开关，故采用并联的连接方式二、家庭电路家庭电路一般由进户线、配电盘、室内导线、开关、插座、照明灯具和各种家电组成，为了用电安全，干路和支电路中要串联熔丝，也叫保险丝，选用熔丝时，应该使它的额定电流等于或稍大于电路的最大正常工作电流为了避免换熔丝所带来的麻烦，在新建楼房中的电路通常用低压断路器代替保险丝室内导线采用带有绝缘包皮的导线，各种规格的导线都有一个允许通过的最大电流值，又叫安全电流或额定电流选用时要注意，大功率用电器一般应敷设专线三、家庭用电故障1家庭电路故障按性质大致可分为两类，线路故障和用电器故障2故障的原因可分为短路、断路、漏电等如果用电器一接上熔丝就熔断，通常是短路；如果熔丝、用电器都没有问题，而用电器不工作，通常是断路；如果发现在没有增加用电器的情况下，用电量比平时增加，就有可能出现了漏电现象四、家庭安全用电1人体触电后的危险程度取决于以下三个因素：(1)电流的大小和通电时间，两者乘积大于50 mas时就会造成较严重的伤害，甚至死亡，我国规定30 mas为极限值；(2)电流通过的部位，通过心脏、大脑等重要器官危险性更大；(3)电压的高低，高于65 v的交流电就会危及生命，人体的安全电压值低于36 v.2安全用电常识(1)湿手不接触带电设备，不用湿布擦带电设备，并且要防止用电器受潮(2)使用家用电器时一定要仔细阅读说明书，特别是用电注意事项移动家用电器时要断开电源拔取电源线时，应当手持插头，切勿直接牵拉电源线，以免损坏电源线，或者造成接头脱落(3)不能负载过大，否则容易导致危险使用电热器具时要注意防止发生火灾冬天使用电暖器时，人一离开就要停止使用(4)遇到电气设备冒火，若一时无法判明原因，不得用手拔插头、拉闸刀开关，要使用绝缘工具拔下插头或拉开闸刀开关(5)有金属外壳的家用电器一定要采用带保护接地的三孔插座应在安装线路的同时敷设好接地线五、节约用电1节约能源：为了全人类的可持续发展问题，必须从自身做起，爱护环境，节约能源2电能的量度单位：“度”，1度1千瓦时3.6106 j.串联电路和并联电路的特点1串联电路的特点如图所示ii1i2i3uu1u2u3rr1r2r32并联电路的特点如图所示uu1u2u3ii1i2i3(1)串联电路各电阻分得的电压与阻值成正比，并联电路各电阻分得的电流与阻值成反比(2)判断几个用电器是串联还是并联的方法可使任意一用电器停止工作，观察其他用电器是否仍正常工作，如其他用电器不工作则该用电器与其他用电器是串联的，如其他用电器仍正常工作则该用电器与其他用电器是并联的如图所示电路中，各电阻阻值已标出，输入电压uab110 v时，输出电压ucd_ v.解析由电路简化的方法可以判断出9r与r相串联，再与r相并联，最后再与10r相串联，而ucd是指电阻r两端的电压值所以电路中的总电阻大小为r总10r11r所以电阻r上分得的电压大小为ucduab1 v.答案1学会分析电路，认清电阻间的连接方式，混联电路看似复杂，其实它的每一个小单元不是串联就是并联，从每一个小电路单元着手解决问题 1.两只白炽灯泡a、b分别标有“12 v6 w”和“12 v12 w”的字样，把它们串联后接到电压恒为24 v的稳压电源上，则()a灯泡a、b都正常发光b灯泡a的实际功率大于6 w，可能被烧坏c灯泡a、b都发光，但都比正常发光时暗d灯泡b的实际功率大于12w，可能被烧坏解析：选b.根据p可得r，将题中两个灯泡的参数代入可得rarb，将两灯泡串联接入电路，则电阻大的分得的电压大，即uaub，而uaub24 v，故ua12 v，ub12 v，所以a灯的功率大于6 w，可能被烧坏，b灯功率小于12 w，两灯都不能正常发光家庭电路分析及用电故障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 v.2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如图所示是刚安装的家庭电路的电路图，电工师傅为了检查电路是否出现短路，在准备接入保险线的a、b点间先接入一盏“220 v，15 w”的检验灯(1)断开开关s1，闭合开关s2，检验灯正常发光；(2)断开开关s2，闭合开关s1，发现检验灯发光较暗根据以上现象，你可以判断出_(选填“l1”或“l2”或“没有”)发生短路思路点拨 解析(1)断开s1闭合s2检验灯与l2串联，检验灯正常发光，l2处导通且不分压，故l2短路(2)断开s2，闭合s1，检验灯与l1串联，检验灯发光且较暗，表明l1处导通且分压，电路符合要求综上述l2处应发生短路现象答案l22.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，切断电源随堂检测 1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2如图所示，4只电阻串联接于某电路中，已测出uac9 v，ubd6 v，r2r4，则uae为()a3 vb.7.5 vc15 v d.无法确定解析：选c.四个电阻串联，通过每个电阻的电流都相等，总电压等于各部分的电压之和，根据电压关系可知uaeuabubcucdude由于r2r4，所以有ubcude根据题意有，uacubd15 vi(r1r2r2r3)，所以得uacubduae15 v.3下列几种做法中，符合安全用电的是()a保险丝常熔断，可用几条保险丝并联使用，以减少更换保险丝次数b电线着火，先泼水灭火然后再去切断电源，以免造成火灾c发现有人触电时，应赶快切断电源或用干燥木棍将电线挑开d带有绝缘皮的电线可以与晾衣服的铁线接触解析：选c.保险丝对应着一定的额定功率，不同功率的电路需用不同的保险丝，确定的电路不能随便改变所用保险丝的规格，a错误；电线着火时应先切断电源，不能用水灭火，b错误；电线不能与晾衣服的铁线接触，以防绝缘皮老化漏电造成触电，d错误4家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是()a使用的用电器总功率过大b拉线开关中两根导线的线头相碰了c保险丝的规格不符合规定的要求d插座中的两根导线的线头相碰了解析：选b.选项a过载可以引起保险丝熔断；选项d插座中两根导线的线头相碰，发生短路，也会使保险丝熔断；选项c也可；选项b中拉线开关线头相碰线路接通，不会使保险丝熔断5某校教学大楼有教室24间，每间教室装有“pz22040”白炽灯6只(1)求引入大楼照明线中的电流(2)若平均每日用电3 h，每月以30日计，每月耗电多少度？解析：可由pui及并联电路中ii1i2i3求出大楼照明线中的电流i，可由wpt求耗电量(1)每个教室用电的功率是p406 w240 w，全楼用电总功率是p总p245.76103 w.所以i总26.2 a.(2)全楼月耗电量为wp总t5.76 kw330 h518.4 kwh518.4度答案：(1)26.2 a(2)518.4度课时作业一、选择题1下列说法不正确的是()a不要在电线上晒衣服b不准用剪刀或没有绝缘柄的钳子剪断电线c小鸟停在电线上不会触电死亡，是因为两爪间电压很小d用测电笔辨别火线与零线时，手不能接触测电笔上的任何金属解析：选d.测电笔使用时方法如图所示，食指与试电笔尾部相接触2家庭电路中的保险丝烧断了，下列做法中正确的是()a用钢丝代换b为了保险，选择尽量粗的保险丝代换c选择额定电流稍小于电路中最大正常工作电流的保险丝替换d选择额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流的保险丝替换解析：选d.用钢丝或尽量粗的保险丝代换时对电路不会起到保险的作用，而且很危险；用小于正常工作电流的保险丝又使电路不能正常工作故应选等于或稍大些的保险丝故选d.3三只不同的小灯泡，电阻分别为r1、r2、r3(r1、r2、r3互不相等)把它们串联起来，接在电源两端，则下列说法正确的是()a通过每只小灯泡的电流相等b每只小灯泡两端的电压相等c每只小灯泡消耗的功率相等d一只小灯泡熄灭了，其他小灯泡还继续发光解析：选a.根据串联电路的特点，可判定a选项正确，b、d错由pi2r可知若电流相等，电阻不等，则功率就不等，c错4一个标有“6 v，3 w”的灯泡，欲接到9 v的电源上能正常发光，应给它()a串联一个3 的电阻b并联一个3 的电阻c串联一个6 的电阻d并联一个6 的电阻解析：选c.首先排除并联电阻的方法，因为并联时灯泡直接接在电源上，灯泡不安全串联时电路中电流为i0.5 a，分压为3 v，所以串联电阻为r串 6 .5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6如图所示，灯l1和l2的铭牌标有“12 v，4 w”的字样，灯l3、l4的铭牌标有“24 v，4 w”的字样，如a、b两端电压为24 v，则下述结论正确的是()a四个灯同样亮 b.l4灯最亮，l3灯最暗cl4灯最暗，l3灯最亮 d.l1灯最亮，l2灯最暗解析：选b.由题中额定值可知，r1r2r3r4，又l2、l3并联，r23r2，并联部分电压最小，得l3最暗，串联部分l4上电压最大，所以最亮7在220 v的电路上装有额定电流为5 a的保险丝，在这个电路中最多能装接“220 v，40 w”的电灯()a27盏 b.28盏c44盏 d.8盏解析：选a.电灯属于并联，每盏灯电流为i0 a a，则装接电灯数n盏27.5盏，即装27盏8某人安装完照明电路后，接通电源之前，把一个额定电压为220 v的灯泡作为检验灯泡，连接在原来保险丝的位置，同时将电路中所有开关都断开，用这种方法可以检查电路中是否有短路等故障，电路连接方式如图所示，在接通电源后，下列说法不正确的是()a若检验灯泡正常发光，表明检验灯泡后段的火线和零线之间出现了短路现象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若检验灯泡不亮，但将某一个电灯的开关闭合后，这个电灯和检验灯泡都发光，只是亮度不够，这表明电路中出现了短路现象d若无论将电路中用电器的开关断开还是闭合，检验灯泡均不亮，这表明电路中可能出现了断路现象解析：选c.由题意可知：检验灯泡连接在原来保险丝的位置时，电路中所有开关都断开，检验灯泡正常发光，这说明其后段的火线和零线必连通形成回路，即出现了短路，否则，检验灯泡不会亮；而检验灯泡不亮，这说明检验灯泡后段的火线和零线之间未出现短路，此时，若将某一个用电器的开关闭合后，检验灯泡正常发光，这说明这个开关的两端直接连到了火线和零线上，形成回路，否则，检验灯泡不会正常发光，而将某一个电灯的开关闭合后