2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章閉合電路第五節(jié)家庭電路與安全用電學(xué)案粵教版必修3

PAGE10-第五節(jié)家庭電路與平安用電必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)一、家庭用電1.家用電器:(1)簡稱家電,包括電視機、空調(diào)機、電冰箱、洗衣機、錄像機、音響系統(tǒng)、微波爐、電磁爐、電熱水壺、電飯煲、電風(fēng)扇、電暖器等。(2)家電的總體發(fā)展趨勢是逐步實現(xiàn)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。(3)家電一般包含限制部分、工作部分和平安部分。限制部分用于限制家電的運轉(zhuǎn),工作部分是實現(xiàn)家電功能的核心,平安部分則用于防止各種緣由損害家電或者造成事故。2.家庭電路的組成:一般由供電電路、電能表、總開關(guān)、保險設(shè)備、插座、導(dǎo)線、用電器等組成,如圖所示:3.電能表:供電線路在接其他元件之前,首先接在電能表上。電能表用來測量用戶在肯定時間內(nèi)消耗的電能。4.總空氣開關(guān):空氣開關(guān)又叫空氣斷路器,是一種只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開的裝置。總空氣開關(guān)安裝在電能表之后,專線空氣開關(guān)之前。5.插座:在家庭電路中插座是為了給可移動電器供電,分為固定插座和可移動插座,又可分為兩孔插座和三孔插座,三孔插座的兩個孔分別接火線和零線,另一孔是接地的,這樣在把三腳插頭插入時,會把用電器的金屬外殼和大地連接起來。6.用電器:各用電器之間并聯(lián)連接,使各用電器兩端的電壓均為220V,用電器的限制開關(guān)要接在火線上,不允許接在零線上,大功率家電須要用專線連接。二、平安用電1.電能表和供電導(dǎo)線應(yīng)與所用的家電匹配。2.為平安起見,最好運用固定插座。3.電源插頭應(yīng)當(dāng)與插座匹配。4.運用三腳插頭的電器比兩腳插頭的電器更平安。三、節(jié)約用電與環(huán)境愛護我國每年因電視機待機所消耗的電能就達2.5×109kW·h,相當(dāng)于250萬盞1kW的燈晝夜不停點亮多少天?提示:2.5×109kW·h的電能相當(dāng)于一盞1kW的燈晝夜不停點亮2.5×109h,假如是250萬盞燈可點亮1000h,按一天24h算大約為41天。1.節(jié)約用電:家用電器的選擇要依據(jù)家庭人口和實際須要,不要盲目地追求大型化;應(yīng)當(dāng)參考能效標(biāo)識,選擇高能效節(jié)能產(chǎn)品,削減能源消耗和對環(huán)境的污染;合理配置照明電器,盡量選用發(fā)光效率高的節(jié)能光源。家電的運用應(yīng)符合節(jié)約用電的原則,養(yǎng)成良好習(xí)慣,例如電器停止運用時要剛好切斷電源等。2.環(huán)境愛護:科學(xué)地回收和循環(huán)利用淘汰的家電,既可以削減環(huán)境污染,又能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。(1)用電器的電功率越大,電流做功越多。 (×)(2)功率是1kW的空調(diào)正常工作一小時所消耗的電能是1J。 (×)(3)選擇熔絲時,應(yīng)當(dāng)使它的額定電流等于或稍小于電路的最大正常工作電流。 (×)(4)在選擇電線時,應(yīng)當(dāng)使電線的平安電流稍大于最大正常工作電流。 (√)(5)當(dāng)出現(xiàn)短路故障時,漏電愛護器會自動切斷電路。 (×)關(guān)鍵實力·合作學(xué)習(xí)學(xué)問點一家庭電路和用電故障1.家庭電路組成:(1)一般組成框圖。(2)進戶線。①火線:火線跟零線間的電壓是220V。②零線:零線是與大地相連的,正常狀況下零線跟大地之間的電壓是0V。③地線:在家庭里干脆與大地相通的導(dǎo)線,這是為了平安另外加接的?；鹁€與地線之間的電壓是220V,零線與地線之間的電壓是0V。2.故障處理:(1)短路故障的處理:查明短路緣由并解除故障后換上同樣的熔絲,肯定不能換用比原來粗的熔絲或者其他材料的金屬絲。(2)斷路故障的處理:一般狀況是接線螺絲松脫、電線接頭處接觸不良、導(dǎo)線斷裂等。在確認(rèn)電源沒有停電的狀況下,可以運用測電筆逐段排查斷路點。運用測電筆時要留意平安,手肯定不能接觸筆尖的金屬部分。(3)漏電故障的處理:細(xì)致檢查燈座、吊線盒、開關(guān)、插座等簡單漏電處,再檢查電線連接處、電線穿墻處、電線轉(zhuǎn)彎處等電線絕緣層簡單受損的部位。【典例】某家庭要安裝一套家庭供熱水系統(tǒng)。所選用電熱水器的技術(shù)參數(shù)中標(biāo)有:“加熱功率/電壓3800W/220V”。若須要為電熱水器安裝一個熔斷器,參考下列數(shù)據(jù)并通過計算說明,應(yīng)當(dāng)選擇多大直徑的熔絲?常用鉛錫合金熔絲的技術(shù)數(shù)據(jù)(鉛95%,錫5%)額定電流I/A22.63.34.8711151822直徑d/mm0.5080.610.710.9151.221.632.032.342.65【解析】P=3800W,U=220V,I==A≈17.27A,查表可得,應(yīng)選用直徑為2.34mm、額定電流為18A的熔絲。答案:2.34mm1.如圖所示,閉合電鍵S后,發(fā)覺電燈L不亮,且保險絲沒有熔斷。某同學(xué)測試燈頭的兩根電線C、D,發(fā)覺這兩處都能使測電筆的氖管發(fā)光,再用測電筆測試火線A和零線B時,氖管在測火線A時能發(fā)光,在測零線B時不發(fā)光。那么可以判定故障是 ()A.火線和零線短路B.電燈L短路C.電線AC段某處斷路D.電線BD段某處斷路【解析】選D。用解除法來推斷,假如火線和零線短路或電燈L短路,都會使電路中電流過大,造成保險絲熔斷,故A、B不符合題意;若AC段某處斷路,會使C與火線脫離接觸,就不會使測電筆的氖管發(fā)光,而BD段某處斷路一方面造成燈泡不能發(fā)光,另一方面D點通過燈絲與火線連通,能使氖管發(fā)光。2.(2024·廣州高二檢測)下列所述的狀況,會造成家庭電路短路的是 ()A.將插座串聯(lián)在火線上B.將電燈的開關(guān)裝在了零線上C.當(dāng)用電器不經(jīng)過開關(guān)就干脆連在電源上D.用鋼絲鉗同時將連接著火線和零線的雙絞線剪斷【解析】選D。家庭電路中各用電器并聯(lián)連接,互不影響,當(dāng)將插座串聯(lián)在火線上,不會將火線和零線連在一起,但電路不正常,故A錯誤;將電燈的開關(guān)裝在了零線上,電燈能正常發(fā)光,但擔(dān)心全,故B錯誤;當(dāng)用電器不經(jīng)過開關(guān)就干脆連在電源上,不會形成電源短路,但擔(dān)心全,故C錯誤;鋼絲鉗同時將連接著火線和零線的雙絞線剪斷,因此將火線與零線連通,會形成電源短路,故D正確。常見故障處理方法(1)短路故障的處理:查明短路緣由并解除故障后換上同樣的熔絲,肯定不能換用比原來粗的熔絲或者其他材料的金屬絲。(2)斷路故障的處理:一般狀況是接線螺絲松脫、電線接頭處接觸不良、導(dǎo)線斷裂等。在確認(rèn)電源沒有停電的狀況下,可以運用測電筆逐段排查斷路點。運用測電筆時要留意平安,手肯定不能接觸筆尖的金屬部分。(3)漏電故障的處理:細(xì)致檢查燈座、吊線盒、開關(guān)、插座等簡單漏電處,再檢查電線連接處、電線穿墻處、電線轉(zhuǎn)彎處等電線絕緣層簡單受損的部位?！炯庸逃?xùn)練】小宇同學(xué)打算檢查生活用電線路是否有問題,他先斷開全部用電器和總開關(guān),然后將火線上的保險絲取下,換上一只額定電壓為220V的燈泡,閉合總開關(guān),發(fā)覺燈泡正常發(fā)光。由此判新 ()A.線路安裝完全正確,因為燈泡正常發(fā)光B.線路安裝不正確,電路中有短路C.線路安裝不正確,電路中有斷路D.僅由此不能推斷線路是否有問題【解析】選B。保險絲與用電器是串聯(lián)連接的,將火線上的保險絲取下,換上的燈泡與電路中原來的用電器也是串聯(lián)的。假如原來的電路沒有問題,那么它們的總電壓是220V,這個換上的燈泡因?qū)嶋H電壓低于額定電壓而不能正常發(fā)光,現(xiàn)在發(fā)覺這個換上的燈泡正常發(fā)光,說明它的電壓就是220V,也就是原來的用電器兩端電壓為零,即電路中有短路。學(xué)問點二家庭平安用電及節(jié)約用電1.家庭平安用電必需留意以下幾點:(1)高度重視,謹(jǐn)防觸電:接觸、搬運電器時,頭腦中要時刻想著避開觸電,不能大意;要定期檢查用電器的插頭,大功率用電器的插頭極易因過熱而損壞,更要留意。(2)避開短路:短路時電路中的電流特別大,輕則電源、電線燒毀,重則發(fā)生火災(zāi),釀成大禍;從插座拔出插頭時要手握插頭,切勿用力拉扯電線,以免電線絕緣皮破損或插座接頭脫落,形成短路。(3)電器金屬外殼應(yīng)當(dāng)接地線:簡單潮濕的電器如洗衣機等更要接地。(4)避開大功率電器同時運用:不要在同一插座上同時運用幾個大功率的用電器,以免流過插座的電流太大,引起火災(zāi)。(5)避開火災(zāi):不要讓紙張等易燃物過分靠近電燈、電飯鍋、電爐等。2.節(jié)約用電:(1)養(yǎng)成良好的用電習(xí)慣,記住順手關(guān)閉不運用的用電器。(2)節(jié)約用電,堅持可持續(xù)發(fā)展?！镜淅慨?dāng)李老師最終離開計算機機房要去關(guān)閉總電閘時,發(fā)覺電能表(如圖所示)的轉(zhuǎn)盤仍在緩慢地轉(zhuǎn)動。他用手表粗略地估測了一下。1min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動了5r。經(jīng)檢查發(fā)覺,原來機房內(nèi)還有20臺電腦顯示器處于待機狀態(tài)。請你算算1臺電腦顯示器的待機功率約為多大?并就此問題聯(lián)系實際談?wù)勗谌粘Ｉ钪腥绾喂?jié)約用電?【解析】20臺電腦顯示器消耗的電能W=×3.6×106J=6×103J1臺電腦顯示器消耗的電能W′===300J1臺電腦顯示器的待機功率P==W=5W節(jié)約用電要從小事做起,如平常不運用電視時,最好要關(guān)閉電源,不要使其處于待機狀態(tài)。答案:5W見解析1.在家庭平安用電中,下列做法正確的是 ()【解析】選B。A項中,負(fù)載過大可能燒壞接線插板,引起短路,甚至引起火災(zāi),該做法錯誤,故A錯誤。B項中,發(fā)生火災(zāi)后,若不先切斷電源就用水澆滅電火,火會滅,但此時人若接觸到水,就會觸電,發(fā)生更大的危急,即使是運用泡沫滅火器,也要先斷電,因為泡沫也導(dǎo)電。所以遇到火災(zāi)時,先切斷電源是正確的做法,故B正確。C項中,假如用鋼絲代替熔絲,當(dāng)電路短路或者用電量增大時,不簡單熔斷,會造成火災(zāi)隱患,這種做法錯誤,故C錯誤。用手抓電線拔出插頭,簡單把插頭里面的線扯壞,有時會把絕緣層弄壞致使觸電,所以這種做法不正確,故D錯誤。2.(2024·汕頭高二檢測)教室里有“220V40W”的電燈8盞,“220V60W”的電風(fēng)扇6臺,還常運用一臺“220V120W”的投影儀,那么教室里應(yīng)選用的保險絲的規(guī)格為 ()A.額定電流為1A的保險絲B.額定電流為3A的保險絲C.額定電流為5A的保險絲D.額定電流為10A的保險絲【解析】選C。由題可知,教室共有8盞40W的白熾燈,6臺60W的電風(fēng)扇,一臺120W的投影儀,它們的總功率為P=40×8W+60×6W+120×1W=800W,因為P=UI,所以電路中總電流I==A≈4A,保險絲允許通過的最大電流應(yīng)略大于4A,故選C。【加固訓(xùn)練】小明家新購微波爐一臺,銘牌如圖所示,他家為此鋪設(shè)了專用電線,此專用電線上應(yīng)當(dāng)安裝額定電流為__________的熔絲。

電源:220V50Hz額定功率:800W500W800W生產(chǎn)日期:2024.9.1【解析】用電器的總功率為:P=(800+500+800)W=2100W,由公式:P=UI得,I==A≈9.5A,即應(yīng)選10A的熔絲。答案:10A情境·模型·素養(yǎng)許多家用電器都有待機功能,比如電視可以用遙控器關(guān)機而不必斷開電源。這一功能雖給人們帶來了便利,但電器在待機狀態(tài)下仍有能耗。表中是小明家兩臺電器的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。探究:(1)這兩臺電器每天待機共耗電多少度?(2)若能剛好斷開電源,他家每月可以節(jié)約多少電費?(電價為0.5元/度,每月按30天計算)家用電器待機功率P/kW每天平均待機時間t/h電視0.00820機頂盒0.01222【解析】(1)電視每天待機耗電:W1=0.008×20度=0.16度,機頂盒每天待機耗電:W2=0.012×22度=0.264度,總共每天耗電0.424度。(2)若能剛好斷開電源,每月可節(jié)約電費:0.424×30×0.5元=6.36元。答案:(1)0.424度(2)6.36元相距11km的A、B兩地用兩根導(dǎo)線輸電,由于受暴風(fēng)雨影響,在兩地之間某處一棵樹倒在兩根導(dǎo)線上造成故障,工人師傅為查明事故地點,先在A地兩端加12V電壓,在B地兩端測得電壓10V,在B地兩端加12V電壓后,在A地兩端測得電壓4V。探究:故障處距A地多遠(yuǎn)?【解析】設(shè)A到大樹處兩段導(dǎo)線的總電阻是RA,B到大樹處兩段導(dǎo)線的總電阻是RB,大樹電阻是R0,A地加電壓12V,串聯(lián)電路中電壓和電阻成正比,故:= ①B地加電壓12V,故= ②由①②得:=A到大樹處的距離是sA,B到大樹處的距離是sB=11km-sA,依據(jù)電阻定律,電阻與長度成正比,故:==解得:sA=1km。答案:故障處距A地1km課堂檢測·素養(yǎng)達標(biāo)1.(多選)關(guān)于平安用電,下列說法正確的是 ()A.不用手或?qū)щ娢锶ソ佑|、探試電源插座內(nèi)部B.可以用濕布擦拭電器C.電器運用完畢后應(yīng)拔掉電源插頭D.發(fā)覺有人觸電要設(shè)法剛好切斷電源【解析】選A、C、D。若用手或?qū)щ娢锶ソ佑|、探試電源插座內(nèi)部,簡單引起短路,故A正確;用濕布擦拭電器簡單發(fā)生觸電事故,故B錯誤;電器運用完畢后應(yīng)拔掉電源插頭,可以消退平安隱患,故C正確;發(fā)覺有人觸電要設(shè)法剛好切斷電源,保證人身平安,D正確。2.關(guān)于家庭線路的安裝,下列說法不正確的是 ()A.照明線不要與插座線合用B.全部插座線均要通過漏電愛護器C.開關(guān)應(yīng)限制火線D.火線、零線都安裝保險絲【解析】選D。照明線若與插座線合用有平安隱患,故A正確;插座線通過漏電愛護器,能愛護家用電器,故B正確;開關(guān)限制火線,以免發(fā)生漏電事故,故C正確;保險絲應(yīng)安裝在火線上,故D錯誤。3.某同學(xué)為測量家里一盞燈的實際功率,他只開這一盞燈,視察電度表轉(zhuǎn)盤在3min內(nèi)轉(zhuǎn)了9轉(zhuǎn),若每千瓦時該表轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),則這只燈泡的實際功率為 ()A.30W B.60WC.600W D.120W【解析】選B。消耗的電能W=×3.6×106J=1.08×104J,燈泡的實際功率P==W=60W?！炯庸逃?xùn)練】電