新教材物理粤教版必修第三册学案第四章第五节家庭电路与安全用电

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第五节家庭电路与安全用电必备知识·自主学习一、家庭用电1.家用电器:(1)简称家电,包括电视机、空调机、电冰箱、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、智能化和网络化。(3)家电一般包含控制部分、工作部分和安全部分。控制部分用于控制家电的运转,工作部分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:一般由供电电路、电能表、总开关、保险设备、插座、导线、用电器等组成,如图所示: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。二、安全用电1.电能表和供电导线应与所用的家电匹配。2.为安全起见,最好使用固定插座。3.电源插头应该与插座匹配。4.使用三脚插头的电器比两脚插头的电器更安全。三、节约用电与环境保护我国每年因电视机待机所消耗的电能就达2.5×109kW·h,相当于250万盏1kW的灯昼夜不停点亮多少天?提示:2.5×109kW·h的电能相当于一盏1kW的灯昼夜不停点亮2.5×109h,如果是250万盏灯可点亮1000h,按一天24h算大约为41天。1.节约用电:家用电器的选择要根据家庭人口和实际需要,不要盲目地追求大型化;应该参考能效标识,选择高能效节能产品,减少能源消耗和对环境的污染;合理配置照明电器,尽量选用发光效率高的节能光源。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)用电器的电功率越大,电流做功越多。 (×)(2)功率是1kW的空调正常工作一小时所消耗的电能是1J。 (×)(3)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。 (×)(4)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。 (√)(5)当出现短路故障时,漏电保护器会自动切断电路。 (×)关键能力·合作学习知识点一家庭电路和用电故障1.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:在家庭里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。2.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】某家庭要安装一套家庭供热水系统。所选用电热水器的技术参数中标有:“加热功率/电压3800W/220V”。若需要为电热水器安装一个熔断器,参考下列数据并通过计算说明,应该选择多大直径的熔丝?常用铅锡合金熔丝的技术数据(铅95%,锡5%)额定电流I/A22.63.34.8711151822直径d/mm0.5080.610.710.9151.221.632.032.342.65【解析】P=3800W,U=220V,I=QUOTE=QUOTEA≈17.27A,查表可得,应选用直径为2.34mm、额定电流为18A的熔丝。答案:2.34mm1.如图所示,闭合电键S后,发现电灯L不亮,且保险丝没有熔断。某同学测试灯头的两根电线C、D,发现这两处都能使测电笔的氖管发光,再用测电笔测试火线A和零线B时,氖管在测火线A时能发光,在测零线B时不发光。那么可以判定故障是 ()A.火线和零线短路B.电灯L短路C.电线AC段某处断路D.电线BD段某处断路【解析】选D。用排除法来判断,如果火线和零线短路或电灯L短路,都会使电路中电流过大,造成保险丝熔断,故A、B不符合题意;若AC段某处断路,会使C与火线脱离接触,就不会使测电笔的氖管发光,而BD段某处断路一方面造成灯泡不能发光,另一方面D点通过灯丝与火线连通,能使氖管发光。2.(2020·广州高二检测)下列所述的情况,会造成家庭电路短路的是 ()A.将插座串联在火线上B.将电灯的开关装在了零线上C.当用电器不经过开关就直接连在电源上D.用钢丝钳同时将连接着火线和零线的双绞线剪断【解析】选D。家庭电路中各用电器并联连接,互不影响,当将插座串联在火线上,不会将火线和零线连在一起,但电路不正常,故A错误;将电灯的开关装在了零线上,电灯能正常发光,但不安全,故B错误;当用电器不经过开关就直接连在电源上,不会形成电源短路,但不安全,故C错误;钢丝钳同时将连接着火线和零线的双绞线剪断,因此将火线与零线连通,会形成电源短路,故D正确。常见故障处理方法(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。【加固训练】小宇同学准备检查生活用电线路是否有问题,他先断开所有用电器和总开关,然后将火线上的保险丝取下,换上一只额定电压为220V的灯泡,闭合总开关,发现灯泡正常发光。由此判新 ()A.线路安装完全正确,因为灯泡正常发光B.线路安装不正确,电路中有短路C.线路安装不正确,电路中有断路D.仅由此不能判断线路是否有问题【解析】选B。保险丝与用电器是串联连接的,将火线上的保险丝取下,换上的灯泡与电路中原来的用电器也是串联的。如果原来的电路没有问题,那么它们的总电压是220V,这个换上的灯泡因实际电压低于额定电压而不能正常发光,现在发现这个换上的灯泡正常发光,说明它的电压就是220V,也就是原来的用电器两端电压为零,即电路中有短路。知识点二家庭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)避免大功率电器同时使用:不要在同一插座上同时使用几个大功率的用电器,以免流过插座的电流太大,引起火灾。(5)避免火灾: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。【典例】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。请你算算1台电脑显示器的待机功率约为多大?并就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节约用电?【解析】20台电脑显示器消耗的电能W=QUOTE×3.6×106J=6×103J1台电脑显示器消耗的电能W′=QUOTE=QUOTE=300J1台电脑显示器的待机功率P=QUOTE=QUOTEW=5W节约用电要从小事做起,如平时不使用电视时,最好要关闭电源,不要使其处于待机状态。答案:5W见解析1.在家庭安全用电中,下列做法正确的是 ()【解析】选B。A项中,负载过大可能烧坏接线插板,引起短路,甚至引起火灾,该做法错误,故A错误。B项中,发生火灾后,若不先切断电源就用水浇灭电火,火会灭,但此时人若接触到水,就会触电,发生更大的危险,即使是使用泡沫灭火器,也要先断电,因为泡沫也导电。所以遇到火灾时,先切断电源是正确的做法,故B正确。C项中,如果用钢丝代替熔丝,当电路短路或者用电量增大时,不容易熔断,会造成火灾隐患,这种做法错误,故C错误。用手抓电线拔出插头,容易把插头里面的线扯坏,有时会把绝缘层弄坏致使触电,所以这种做法不正确,故D错误。2.(2020·汕头高二检测)教室里有“220V40W”的电灯8盏,“220V60W”的电风扇6台,还常使用一台“220V120W”的投影仪,那么教室里应选用的保险丝的规格为 ()A.额定电流为1A的保险丝B.额定电流为3A的保险丝C.额定电流为5A的保险丝D.额定电流为10A的保险丝【解析】选C。由题可知,教室共有8盏40W的白炽灯,6台60W的电风扇,一台120W的投影仪,它们的总功率为P=40×8W+60×6W+120×1W=800W,因为P=UI,所以电路中总电流I=QUOTE=QUOTEA≈4A,保险丝允许通过的最大电流应略大于4A,故选C。【加固训练】小明家新购微波炉一台,铭牌如图所示,他家为此铺设了专用电线,此专用电线上应该安装额定电流为__________的熔丝。

电源:220V50Hz额定功率:800W500W800W生产日期【解析】用电器的总功率为:P=(800+500+800)W=2100W,由公式:P=UI得,I=QUOTE=QUOTEA≈9.5A,即应选10A的熔丝。答案:10A情境·模型·素养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,但电器在待机状态下仍有能耗。表中是小明家两台电器的数据统计。探究:(1)这两台电器每天待机共耗电多少度?(2)若能及时断开电源,他家每月可以节约多少电费?(电价为0.5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电视0.00820机顶盒0.01222【解析】(1)电视每天待机耗电:W1=0.008×20度=0.16度,机顶盒每天待机耗电:W2=0.012×22度=0.264度,总共每天耗电0.424度。(2)若能及时断开电源,每月可节约电费: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两地用两根导线输电,由于受暴风雨影响,在两地之间某处一棵树倒在两根导线上造成故障,工人师傅为查明事故地点,先在A地两端加12V电压,在B地两端测得电压10V,在B地两端加12V电压后,在A地两端测得电压4V。探究:故障处距A地多远?【解析】设A到大树处两段导线的总电阻是RA,B到大树处两段导线的总电阻是RB,大树电阻是R0,A地加电压12V,串联电路中电压和电阻成正比,故:QUOTE=QUOTE ①B地加电压12V,故QUOTE=QUOTE ②由①②得:QUOTE=QUOTEA到大树处的距离是sA,B到大树处的距离是sB=11km-sA,根据电阻定律,电阻与长度成正比,故:QUOTE=QUOTE=QUOTE解得:sA=1km。答案:故障处距A地1km课堂检测·素养达标1.(多选)关于安全用电,下列说法正确的是 ()A.不用手或导电物去接触、探试电源插座内部B.可以用湿布擦拭电器C.电器使用完毕后应拔掉电源插头D.发现有人触电要设法及时切断电源【解析】选A、C、D。若用手或导电物去接触、探试电源插座内部,容易引起短路,故A正确;用湿布擦拭电器容易发生触电事故,故B错误;电器使用完毕后应拔掉电源插头,可以消除安全隐患,故C正确;发现有人触电要设法及时切断电源,保证人身安全,D正确。2.关于家庭线路的安装,下列说法不正确的是 ()A.照明线不要与插座线合用B.所有插座线均要通过漏电保护器C.开关应控制火线D.火线、零线都安装保险丝【解析】选D。照明线若与插座线合用有安全隐患,故A正确;插座线通过漏电保护器,能保护家用电器,故B正确;开关控制火线,以免发生漏电事故,故C正确;保险丝应安装在火线上,故D错误。3.某同学为测量家里一盏灯的实际功率,他只开这一盏灯,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 ()A.30W B.60WC.600W D.120W【解析】选B。消耗的电能W=QUOTE×3.6×106J=1.08×104J,灯泡的实际功率P=QUOTE=QUOTEW=60