教科版高中物理必修第三册第二章电路及其应用9家庭电路课件

知识点1输电线横截面积与允许通过电流的关系9

家庭电路知识清单破1.虽然输电线电阻与用电器的电阻相比较小,但它在通电过程中仍然要产生一定的焦耳热,从

而使得温度升高。如果温度升高过多,就会造成输电线的绝缘外皮老化,绝缘性能下降,从而

造成漏电,容易发生人身伤害事故。2.根据R=ρ

可知,对于长度一定的导线来说,横截面积越小,电阻越大,为了用电安全,对于某种规格的导线,其允许通过的电流要有所限制。根据所有用电器消耗的总功率,可以计算出

干路的电流,再根据电流的大小,选择合适的导线横截面积。1.一般来说,人体的电阻可分为体内电阻和体表电阻两部分。其中体内电阻大约为500Ω,受

环境影响较小;而体表电阻则受环境影响较大;当人体触电时,靠自身的力量能摆脱电源的电

流值是30mA以下,在这种情况下,保证人体安全的电压值为15V。2.我国规定的安全电压等级共5级,分别为42V、36V、24V、12V、6V,适用于不同场合,

其中36V是一般情况下使用的标准;特别恶劣的情况,如在金属容器内、特别潮湿处等特别

危险环境中使用的手持照明灯要采用更低电压12V;水下等作业场所的手持照明灯具应采用

最低电压6V。知识点2有关安全用电的几个问题3.家庭电路安全防护措施(1)安装可靠的接地线在接地线连接良好的情况下,电器的金属外壳与大地的电势相等,人就不会发生触电事故了。(2)过载保护和漏电保护低压断路器,又名自动空气开关,它代替闸刀开关控制电路的通断,还兼有防止电流过大

以及漏电保护等多种功能,是低压配电网中一种重要的保护电器。1.尽量使用节能的电器。2.合理使用空调。3.较长时间不使用的电器,请关闭电源。知识点3节约用电1.家庭电路中,如果同时使用的用电器过多,可能发生什么故障?2.平时常说“低压电器可以靠近,但不能接触;高压电器设备不可以接近”,其中不可以接近

高压电器设备的原因是什么?3.洗衣机的金属外壳为什么要接地?4.遇到用电器冒火,若一时无法判明原因,最好的解决方法是什么?知识辨析一语破的1.可能导致电线温度升高过多,造成绝缘外皮老化烧坏,从而漏电。2.因为高压电器设备周围电场很强,人体接近时容易产生高压电弧触电。3.洗衣机的金属外壳接地是为防止外壳漏电发生触电事故。4.借用绝缘工具拔下插头或拉开闸刀开关。学科素养题型破讲解分析1.闭合电路涉及的几种功率(1)电源的功率①电源的功率一般指电源将其他形式的能转化为电能的功率,也称为电源的总功率,计算式

为:P=IE(普遍适用),P=

=I2(R+r)(只适用于外电路为纯电阻的电路)。②电源内阻消耗的功率P内:电源内阻的热功率,也称为电源的损耗功率,计算公式为P内=I2r。③电源的输出功率P出:外电路上消耗的功率,计算式为P出=IU外(普遍适用),P出=I2R=

(只适用于外电路为纯电阻的电路)。R与r越接近,电源的输出功率越大,当R=r时,电源的输出功题型闭合电路的功率问题率最大。(2)定值电阻的功率定值电阻的功率P定=I2R,R为定值电阻,P定只与电流有关,当R外最大时,I最小,P定最小;当R外最小

时,I最大,P定最大。(3)变化电阻的功率利用等效思想,把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r',则变化电阻的

功率就是等效以后的电源的输出功率,故当R变=r'时,P变有最大值。如图所示,R1为定值电阻,R2为电阻箱,E为电源的电动势,r为电源的内阻。

①当R2最小时,定值电阻R1的功率最大,电源内阻的功率最大;②当R1+R2=r时,电源的输出功率最大;③当R2=R1+r时,变化电阻R2的功率最大。上面的结论都是在电源的内电阻r不变且外电路为纯电阻电路的情况下适用。2.解决最大功率问题应注意的两点(1)在电源的内电阻r不变时,电源的输出功率(即外电阻消耗的功率)随外电阻的变化不是单

调递增或递减的,存在极值。如图所示,当外电阻等于内电阻时,输出功率达到最大值。

(2)如果一个电路的外电阻固定不变,当电源的内电阻r发生变化时,电源的输出功率随内电阻

r的变化是单调递减的,P出=I2R=

,内电阻r减小,输出功率增大,当内电阻最小时,输出功率最大(此情况下,当内电阻等于外电阻时,内电阻消耗的功率最大)。3.图像问题中的功率(1)电源的U-I图像

坐标U、I的乘积表示电源的输出功率。(2)电阻的U-I图像坐标U、I的乘积表示电阻消耗的功率。(3)两图线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点,即将电阻接在该电源上时,电阻中的电

流和两端的电压,此交点横、纵坐标的乘积表示了电源的输出功率和电阻消耗的功率。

典例呈现例题如图所示,已知电源电动势为6V,内阻为1Ω,保护电阻R0=0.5Ω,R为电阻箱。闭合开关

后,

(1)要使R0消耗的电功率最大【1】,R应取多大阻值,R0消耗的电功率最大值为多少?(2)当电阻箱R的读数为多少时,电阻箱R消耗的功率最大【2】,这个最大值为多少?(3)当电阻箱R的读数为多少时,电源的输出功率最大【3】,这个最大值为多少?信息提取

【1】R0为定值电阻,流过的电流越大,R0消耗的功率就越大。【2】电阻箱R消耗的功率不是电源的输出功率。【3】电源的输出功率指的是保护电阻R0和电阻箱R消耗的功率之和。思路点拨

(1)R0为定值电阻,当流过它的电流最大时,R0消耗的功率最大。(2)当R=r'=r+R0时,电阻箱R消耗的功率最大【4】。(3)当内阻等于外电阻时,电源的输出功率最大【5】。解析

(1)R0是定值电阻,消耗的电功率P0=I2R0=

R0当R=0时,P0最大,P0max=

R0=8W。(由【1】得到)(2)把保护电阻R0和电源内阻等效成内阻,即r'=r+R0=1.5Ω当R=r'时,R消耗的功率最大,PRmax=

R=6W。(由【2】【4】得到)(3)电源的输出功率P出=

R外=

当R外=r时,P出最大,即R+R0=r(由【3】【5】得到)则R=0.5Ω时,P出max=

=9W答案