新教材同步系列2024春高中物理第4章闭合电路第5节家庭电路与安全用电学生用书粤教版必修第三册

第五节家庭电路与安全用电学习任务1．知道常见的家用电器、总空气开关和电能表，了解其工作原理。知道家庭电路的组成，能解释相关的现象。2．理解总空气开关和电能表在电路中的作用，能根据实际用电功率选择合适的电能表等，学会科学用电。3．能体会科技发展对人类生活和社会发展的影响，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际，知道保护环境、科学用电的重要意义。知识点一家庭用电1．家用电器(1)简称家电，包括电视机、空调机、______、洗衣机、录像机、音响系统、微波炉、电磁炉、电热水壶、电饭煲、电风扇、电暖器等。(2)家电的总体发展趋势是逐步实现数字化、______和网络化。(3)家电一般包含控制部分、________和安全部分。控制部分用于控制家电的运转，________是实现家电功能的核心，安全部分则用于防止各种原因损害家电或者造成事故。2．家庭电路的组成：一般由供电线路、______、总开关、保险设备、____、导线、用电器等组成，如图所示：家庭电路示意图3．电能表供电线路在接其他元件之前，首先接在电能表上。电能表用来测量用户在一定时间内消耗的电能。4．总空气开关空气开关又叫空气断路器，是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的装置。总空气开关安装在电能表之后，专线空气开关之前。5．插座在家庭电路中插座是为了给可移动电器供电，分为固定插座和可移动插座，又可分为两孔插座和三孔插座，三孔插座的两个孔分别接火线和零线，另一孔是接地的，这样在把三脚插头插入时，会把用电器的金属外壳和大地连接起来。6．用电器各用电器之间并联连接，使各用电器两端的电压均为220V，用电器的控制开关要接在火线上，不允许接在零线上，大功率家电需要用专线连接。空气断路器及触电保护器，都对用电安全有重大作用，因而电路中必须安装。知识点二安全用电和节约用电1．安全用电(1)电能表和________应与所用的家电匹配。(2)为安全起见，最好使用____插座。(3)电源插头应该与____匹配。(4)使用____插头的电器比____插头的电器更安全。2．节约用电与环境保护(1)节约用电家用电器的选择要根据家庭人口和________，不要盲目地追求______；应该参考能效标识，选择______节能产品，减少能源消耗和对环境的污染；合理配置照明电器，尽量选用__________的节能光源。家电的使用应符合节约用电的原则，养成良好习惯，例如电器停止使用时要及时切断电源等。(2)环境保护科学地回收和循环利用被淘汰的家电，既可以减少环境污染，又能产生良好的经济效益。1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)触电保护器可检测到触电或漏电。 ()(2)选择熔丝时，应该使它的额定电流等于或稍小于电路的最大正常工作电流。 ()(3)在选择电线时，应该使电线的安全电流稍大于最大正常工作电流。 ()2．填空小明家的限电器允许通过的最大电流是10A，他家有2个标有“220V40W”的日光灯，4只标有“220V15W”的灯泡，1个标有“220V1000W”的热水器，1台合计起来有160W的电脑，1台制冷时耗电为140W的电冰箱，1台耗电为80W的电视机，1台标有“220V1200W”的空调。由此可知：小明家的这些用电器______(选填“可以”或“不可以”)同时使用。如图为常用的插座，上面为两孔插座，下面为三孔插座。试探究：什么情况下要求用三孔插座？家庭电路组成1．一般组成框图2．进户线(1)火线：火线跟零线间的电压是220V。(2)零线：零线是与大地相连的，正常情况下零线跟大地之间的电压是0V。(3)地线：在家庭电路中直接与大地相通的导线，这是为了安全另外加接的。火线与地线之间的电压是220V，零线与地线之间的电压是0V。3．电功的国际单位是焦耳(J)，焦耳这个单位太小，通常用较大的单位千瓦时(kW·h)，1kW·h＝3.6×106J。千瓦时俗称度。【典例1】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思路点拨：(1)保险丝熔断是电流太大。(2)拉线开关中两根导线的线头相碰，开关不起作用。[听课记录]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[跟进训练]1．关于家庭电路，下列说法正确的是()A．家庭电路采用的是电压为220V的交流电B．洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是为了节约用电C．在家庭电路中，已有两盏灯正常发光，若再打开电视，则电路中的总电流变小D．可以用铜丝代替保险丝，这样可以防止断电安全用电及节约用电1．家庭安全用电必须注意以下几点(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线，容易潮湿的电器如洗衣机等更要接地。(4)不要在同一插座上同时使用多个大功率的用电器，以免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。2．节约用电(1)养成良好的用电习惯，记住随手关闭不使用的用电器。(2)节约用电，坚持可持续发展。3．常见故障处理(1)短路故障的处理：查明短路原因并排除故障后换上同样的熔丝，绝对不能换用比原来粗的熔丝或者其他材料的金属丝。(2)断路故障的处理：一般情况是接线螺丝松脱、电线接头处接触不良、导线断裂等。在确认电源没有停电的情况下，可以使用测电笔逐段排查断路点。使用测电笔时要注意安全，手绝对不能接触笔尖的金属部分。(3)漏电故障的处理：仔细检查灯座、吊线盒、开关、插座等容易漏电处，再检查电线连接处、电线穿墙处、电线转弯处等电线绝缘层容易受损的部位。【典例2】现代家庭电器化程度越来越高，安全用电是一个十分突出的问题。下表提供了一组人的部分人体电阻平均值数据：测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电阻电流(加220V)电阻电流(加220V)手与手之间200kΩ1.1×10-3A5kΩ手与脚之间300kΩ7.3×10-4A8kΩ手与塑料鞋底之间800kΩ2.8×10-4A10kΩ(1)从表中可看出干燥时，电阻大约是潮湿时电阻的________倍。(2)在空格中填入对人体加220V电压后的电流值。(3)若对人的安全电流是20mA以下，上述哪几项是十分危险的____________________。(4)电路上有规格为10A的熔丝(俗称保险丝)，如图所示，用电器R的功率是1500W，这时通过熔丝的实际电流是多少？人体出汗或潮湿时，手脚触电，为什么熔丝不会断？思路点拨：(1)在表格中查出对应的电阻数值，可算出倍数。(2)由欧姆定律I＝UR[听课记录]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[跟进训练]2．如图甲所示为某家庭使用的智能电饭煲，其铭牌如图乙所示。假定该家庭用此电饭煲每天煮饭两次，每次在额定功率下工作30min，电价1kW·h为0.54元。则该电饭煲()A．工作时的额定电流为0.41AB．保温时的电流为0.2AC．每次煮饭需消耗电能4.5kW·hD．一年因煮饭而产生的电费约为177元1．故障1，在台灯开关断开的情况下，把台灯插头插入插座时，室内其他电灯全部熄灭，保险丝熔断；故障2，有时是在台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内其他电灯熄灭，保险丝熔断。引起这两种故障的最大可能是()A．前者是插座短路，后者是灯泡短路B．前者是插头短路，后者是灯泡短路C．两者都是插座短路D．两者都是插头短路2．在家庭安全用电中，下列做法正确的是()A．使接线插板负载太大B．电器失火先断电源C．用钢丝代替熔断丝D．手抓电线拔出插头3．某同学为测量家里一盏灯的实际功率，他只开亮这一盏灯，观察电度表转盘在3min内转了9转，若每千瓦时该表转3000转，则这只灯泡的实际功率为________。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．(新情境题，以“电能表”为背景，考查电功率、电能)当李老师最后离开计算机机房要去关闭总电闸时，发现电能表(如图所示)的转盘仍在缓慢地转动。他用手表粗略地估测了一下。1min转盘转动了5r。经检查发现，原来机房内还有20台电脑显示器处于待机状态。请你估算1台电脑显示器的待机功率约为多大？就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节约用电？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出空气开关的作用。2．用电时发生火灾主要是什么原因造成的？3．为什么要节约用电？第五节家庭电路与安全用电[必备知识·自主预习储备]知识点一1．(1)电冰箱(2)智能化(3)工作部分工作部分2．电能表插座知识点二1．(1)供电导线(2)固定(3)插座(4)三脚两脚2．(1)实际需要大型化高能效发光效率高体验1．(1)√(2)×(3)√2．不可以[关键能力·情境探究达成]情境探究提示：三孔插座一般是用于金属外壳的用电器，比如冰箱等。金属外壳导电，有时由于漏电，使金属外壳上带电，很容易伤人，用三孔插座可以接地线，把漏的电导走，更安全。典例1B[选项A中过载可以引起保险丝熔断，A错误；选项D中插座中两根导线的线头相碰，发生短路，也会使保险丝熔断，D错误；选项C中保险丝额定电流太小也可能使保险丝熔断，C错误；选项B中拉线开关线头相碰，开关不起作用，不会使保险丝熔断，B正确。]跟进训练1．A[家用电路采用的是电压为220V的交流电，故A正确；使用三孔插座，是为了防止因漏电而发生触电事故，故B错误；在家庭电路中，并联的用电器越多，总电阻越小，家庭电路的电压220V不变，则电路中的总电流变大，故C错误；铜丝不断电则无法起到保护电路的作用，故D错误。]典例2解析：(1)n1＝200kΩ5kΩ＝40，n2＝300kΩ8kΩ≈38，n3＝800kΩ10k(2)潮湿时电流分别为：I1＝220V5kΩ＝44mA，I2＝220V8kΩ＝27.5mA，I3＝(3)由上述计算知，潮湿时导电电流都大于20mA，所以上述各种情况均有危险。(4)通过用电器R的电流IR＝PRU＝1500W220V≈6.8A，人的手脚触电时通过人体的电流I2＝27.5mA＝0.0275A，通过熔丝的总电流为I＝IR＋I2答案：(1)38～80(2)44mA27.5mA22mA(3)潮湿时各种情况均有危险(4)见解析跟进训练2．D[由题图可知，额定电流I＝PU＝900W220V≈4.1A，选项A错误；保温时电流I′＝P'U＝30W220V≈0.14A，选项B错误；每次煮饭消耗电能W1＝900×10-3kW×12h＝0.45kW·h，选项C[学习效果·随堂评估自测]1．B[家庭电路中的保险丝熔断，是由于电路中的电流过大引起。而产生电流过大的原因有两个：一是用电器总功率过大，二是发生短路。由生活常识可知台灯的功率一般较小，所以造成保险丝熔断的原因不会是台灯的功率过大。由台灯插头未插入插座时，室内电灯正