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教科版九年级物理第九章《家庭用电》教案
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这是一份教科版九年级物理第九章《家庭用电》教案,共34页。
第九章 家庭用电
本章主要介绍了家庭生活中常见的用电器,生活用电的常识,结合生活实际了解家庭电路是由进户线、导线、电能表、总开关、保险盒、插座和家用电器等组成的;火线和零线间有220V的电压;三线插头的一根线要与大地连通;触电的急救知识;了解现代家庭生活中,各种电器、电路的自动化和智能化。通过本章的学习,引导学生认识安全用电的重要性,在实际生活中注意用电安全,保护自身生命和财产安全.本章共分4节:
1.“家用电器”,通过实践活动和探究活动,能识别家用电器,将不同类型的家用电器按其特性和用途进行分类;了解插座和插头的结构原理,并能正确使用验电笔;通过对家庭用电负荷的计算,培养学生安全用电的意识和节能意识.
2.“家庭电路”,通过实地考察、了解家庭电路的控制电器和保护电器,了解新旧住宅家庭配电线路示意图,并比较其异同之处;让学生知道家庭电路的组成,火线和零线间电压的大小;结合电路图和生活实际理解使用三线插头为什么安全,及漏电保护器的原理;在学习完家庭电路的组成的基础上,分析家用电器的总功率对家庭电路的影响,短路对家庭电路的影响,认识保险丝在家庭电路中起到的重要作用.
3.“安全用电与保护”,通过生活实例引导学生认识到电压越高越危险,列举常见的触电原因以及触电的几种形式;开展课堂讨论使学生学会一些有人触电时的急救方法,了解安全用电原则;通过了解避雷针,明确防雷是为了安全.
4.“家庭生活自动化、智能化”,了解家庭生活自动化、智能化的有关知识;培养学生应用物理知识解决实际问题的能力,使学生体会物理与生活密切相关;通过学习,使学生认识到科学技术在人们生活中的巨大作用,进而形成正确的科学观、技术观.
【教学目标】
1.在知识与技能方面:①了解常见的家用电器,知道验电笔的结构及原理;②知道家庭电路的组成,火线和零线间电压的大小;③知道使用三线插头为什么安全及漏电保护器的原理;④了解家庭电路短路的原因以及短路对家庭电路的影响;⑤知道电路中安装保险丝为什么能够“保险”;⑥记住安全电压数值以及生活中常见的一些电压值,知道电压越高越危险;⑦知道触电的原因和触电的几种形式,懂得触电的急救方法;⑧了解安全用电原则,通过了解避雷针,明确防雷是为了安全;⑨了解家庭生活自动化、智能化.
2.在过程与方法方面:通过观察家庭电路、体验保险丝怎样保险,培养学生的观察能力,初步分析和概括能力;通过联系生活实际,培养学生利用物理知识解决简单问题的能力;通过了解安全用电知识,增强学生的安全意识和自我保护意识.
3.在情感、态度与价值观方面:通过本章的学习,使学生了解家庭电路的有关知识,增强学生安全用电的意识和社会责任感,进一步激发学生学习物理的兴趣;培养学生热爱科学的精神以及严谨的科学态度;通过学习了解家庭电路中电流过大的原因以及危害,树立安全用电意识.
【教学重点】家用电器之间是如何的连接,试电笔的使用方法,保险丝的特点,几种触电方式的共同之处,触电的急救措施,安全用电的原则.
【教学难点】家用电器的金属外壳接地的原因,安全用电教育,对学生安全用电意识的培养.
【课时建议】本章共4节,建议6课时
1.家用电器1课时
2.家庭电路2课时
3.安全用电与保护1课时
4.家庭生活自动化、智能化1课时
本章复习和总结1课时
1. 家用电器
【教学目标】
一、知识与技能
1.能识别家用电器,将不同类型的家用电器按其特性和用途进行分类;
2.了解插座和插头的结构原理并能正确使用验电笔.
二、过程与方法
通过实践活动和探究活动,培养学生动手操作能力和运用物理知识解决实际问题的能力.
三、情感、态度与价值观
通过交流讨论,使学生学会与人交流,学会倾听别人的见解,培养与他人合作的意识.
通过对家庭用电负荷的计算,培养学生安全用电的意识和节能意识.
【教学重点】认识家用电器
【教学难点】家用电器与电源的连接
【教具准备】多媒体课件、验电笔、插座
【教学课时】1课时
【新课引入】
多媒体展示:流光溢彩的城市夜景,熟悉的家用电器.学生很自然地走进电的世界,体会到电给人们带来的好处.
师:电已经成为现代社会离不开的“空气和水”大家想一想,如果没有了电,我们的生活将发生什么变化?或者说,如果停电了,结果会怎样?
师:让各组派一个代表,发表你们组内讨论的结果.(学生自由发言)
生:如果没有电,夜晚将不再流光溢彩,我们将看不到我们喜爱的动画片、卡通片,高楼也不再那么容易上去,地铁将擁疾,手机电话将无法使用等等.
师:事实上,“电”是通过各式各样,各种用途的家用电器发挥作用的,这一节课我们就来学习我们几乎每天都要接触到的家用电器的知识.
播放:003年美国、加拿大部分城市停电的有关资料,学生观看影片.
分组讨论:组内先讨论交流,各组间相互交流.
【进行新课】
教学探究点1 认识家用电器
了解插座和插头的结构原理并能正确使用验电笔.
在课前,就布置学生调查自己家中的家用电器,写出调查报告,在课堂上进行交流.调查报告格式如下:
电器名称
数量
额定功率/W
用途
师用实物投影仪在全班展示某几位同学的调查报告.根据这些不同的家用电器的性能和用途,可以将家用电器大体分为几类呢?教师引导学生进行交流、总结,鼓励学生发表意见和观点.
师(总结并板书):
1.家用电器
(1)家用电器的定义:家用电器是把电能转变为其他形式的能量或利用电能进行某种信息处理,服务于家庭生活电器设备.
(2)家用电器的分类:根据家用电器的特性和用途大体分为:电热类,电动类,照明类,信息类等等.
2.电热类用电器:
原理1:靠电流通过导体产生热量加热(即焦耳定律).如电热水器、电饭锅、电熨斗等.
原理2:利用交变电流的磁场变化在铁磁性锅体中产生涡旋.如电磁灶.
原理3:利用特定高频电磁波使食物分子运动加快而使温度升高.如微波炉.
教学探究点2 家用电器与电源的连接
师:以上,我们对家用电器有了一个初步的了解,知道了不同家用电器的不同用途,下面我们就来研究一下家用电器与电源的连接情况.家用电器要工作,必须与电源连接,大家都清楚一般情况下家用电器都是通过自身的插头与墙壁上的插座相连下面我们首先来对插座和插头进行研究.
(1)插座和插头
教师展示一些常见的插座和插头并提问:这些插头有什么不一样?插头的插孔有什么不一样?
生:插座有两孔插座和三孔插座之分,插头有两脚插头和三脚插头之分.
师:大家清楚什么时候使用两孔插座和两脚插头,什么时候使用三孔插座和三脚插头吗?这些插孔各有什么用途呢?
生:一般带有金属外表的电器用三孔插座,没有的则用两孔
PPT展示:
1.插座有两孔插座和三孔插座之分,插头有两脚插头和三脚插头之分;
2.一般带有金属外表的电器用三孔插座,没有的则用两孔插座;
3.连接导线有三根:a.相线(L),俗称火线,带电;b.中性线(N),俗称零线,通常不带电;.保护接地线(PE),俗称接地线,通常不带电.
教学探究点3 验电笔
师:那我们如何才能够清楚地判断出哪个插孔有电?有人说,我们可以用手摸摸,这样行不行?这样肯定不行.
我们知道电很有用,但是又很危险.事实上,判断物体是否带电我们可以用验电笔去检验.
展示实物验电笔,并拆开验电笔让学生观察其内部结构.总结分析:
电阻:阻值较大,使电流较小,避免电流过大对人体的伤害.
弹簧:控制电笔的接通和断开.
氖管:通过氖管是否发光来判定物体是否带电.
教师展示使用过程和注意事项.(注意安全)
PPT展示:4.三孔插座在一般情况下,左孔是中性线,右孔是相线(验电笔发光),上孔是保护接地线.
【教师结束语】
本节课我们了解了家用电器的各种用途和分类,知道了插头的构造以及如何正确使用验电笔,希望同学们在以后的实践中运用所学解决实际问题.
【课后作业】
完成本课时对应练习,并提醒学生预习下一节内容.
教材习题解答
自我评价
家用电器中无金属外壳的一般使用两脚插头,有金属外壳的使用三脚插头.三脚插头的上脚接保护接地线,标有符号“PE”或“”;插入插座左孔中的脚接中性线,标有符号“N”;插入插座右孔中的脚接相线,标有符号“L”.
提示:有金属外壳的家用电器都应该用三脚插头,如:电水壶、微波炉、电饭锅等.没有金属外壳的家用电器用两脚插头,如台灯等.在使用三脚插头时注意其标识.
走向社会
家用电器说明书中有很多项内容,有些内容不必了解.只需了解额定电压、额定电流、额定功率、适用电压的范围以及正确的使用方法等.
1.本节课主要是介绍家用电器,大多数知识学生常识性了解即可,课堂容易变得平淡、乏味.为此,本节课可采用学生自学、研学的形式,突出学生的主动性,提高学生积极参与的意识.
2.在教学过程中,尽量直观教学.让学生接触实物、模型,发挥多媒体的功效,这样对于试电笔的结构和家用电器怎样接入电路等较难理解的问题也容易掌握了,同时还能够引起学生的兴趣,调节课堂节奏,使教学过程顺利进行.
2.家庭电路
第1课时 认识家庭电路
【教学目标】
一、知识与技能
1. 认识家庭电路的配电线路;
2. 知道家庭电路量电装置和配电装置各自的作用.
二、过程与方法
通过实地考察,了解家庭电路的控制电器和保护电器,培养学生的观察能力和理论联系实际的能力.
三、情感、态度与价值观
通过学生相互交流,培养学生与他人合作的意识,增强安全责任意识.
【教学重点】认识家庭电路的配电线路和各装置的作用.
【教学难点】家庭电路配电装置各自的作用.
【教具准备】多媒体
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师:前面一节课我们学习了家用电器,了解了形形色色的家用电器,这一节课我们将学习给家用电器输送电能的家庭电路.学生回忆前面一节课所学的知识.
【进行新课】
教学探究点1 认识家庭电路
教师用多媒体展示家庭的配电线路.
师:家庭电路的基本组成电器元件有哪些?
生:现代住宅中,家庭电路由进户线、量电装置、配电装置、用电器和导线组成.安排小组交流讨论:家庭用电时,各电器是处于并联还是串联关系?
师:如果用电器选择串联关系,如果某一用电器坏了,其他用电器还能否继续使用?
生:不能.
师:那么,如果各用电器都并联,如某一用电器坏了,其他用电器还能否继续使用?
生:如果某一用电器支路损坏,将不影响其他各支路的用电器工作.
结论1:家庭配电线路中,各用电器应处于并联关系.
师:上图中两根干线,哪根是相线(火线),哪根是中性线(零线)?
小组讨论教师引导:
问题1:相线和中性线有何区别?
答:用验电笔,相线有电,中性线无电.
问题2:开关控制用电器,应控制火线还是零线?
答:应控制火线,只有这样,当开关断开时,用电器才会处于无电状态.
结论2:用电器开关应控制相线(L),即火线,所以上图上面应为火线,下面应为零线.
教学探究点2 量电装置和配电装置
1. 电能表的作用:测量用户在一定时间内消耗的电能.
接法:通常装在家庭电路的户外干路上.
2. 总开关的作用:接通和切断电源,便于检测电路,更换电器或维修设备.
接法:电源线连在静触点上,而静触点一定要在上边.
3. 总开关后面是保险装置,熔丝(保险丝)电流过大时熔丝会熔化,切断电路,对用电器起到保护作用.
师:新宅中多用低压断路器代替闸刀开关和保险丝,低压断路器也属接通、切断电路的电器,又称空气开关.
4. 漏电保护器:正常情况下,用电器通过火线、零线和供电系统中的电源构成闭合电路,不应该有电流直接流入大地.但是,如果站在地上的人不小心接触了火线,电流就会经过人体流入大地,这时总开关上的“漏电保护器”就要起作用了,它会迅速切断电路,对人身起到保护作用.
教师总结:
(1)控制电器:开关:接通、切断电路的电器,如闸刀开关.
(2)保护电器:①熔断器;②漏电保护器.
【教师结束语】
本节课我们学习了家庭电路的配电线路、控制电器和保护电器,了解到各用电器所处并联状态,知道了控制电器和保护电器的结构和原理,并亲自动手检测了配电箱中的保护器.最后,我们要理论联系实际,回家看看自己家里的家庭电路,看看配电箱里的控制电器和自己家里的线路连接.
【课后作业】
完成本课时对应练习,并提醒学生预习下一节内容.
本节课学生学习的难点是家庭电路配电装置各自的作用.此处采用老师简介,学生自学阅读、小组讨论交流的形式,培养学生自主学习和相互交流的能力.所以,在设计本节教学过程的时候尽量通过学生的自学、合作、探究及师生交流、共同发展的互动过程,教给学生学习的方法,从而培养学生的能力.
2.家庭电路
第2课时 安装家庭电路
【教学目标】
【教学目标】
一、知识与技能
1. 知道开关、三孔插座、螺口灯泡在家庭电路中的安装;
2. 能合理配置家庭电路中的元件.
二、过程与方法
通过模拟家庭电路的安装,培养学生应用知识解决实际问题的能力.
三、情感、态度与价值观
通过学生相互交流合作,培养学生与他人合作的意识,增强安全责任意识.
【教学重点】家庭电路的安装
【教学难点】合理配置家庭电路中的元件
【教具准备】多媒体、多用排插、家庭电路模拟安装板
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师:上一节课我们认识了家庭电路,及家庭电路中量电装置和配电装置的作用,这一节课我们将学习怎样合理的安装家庭电路.学生回忆前面一节课所学的知识.
【进行新课】
教学探究点1现代家庭电路
师:现代家庭电路常用电器较多,负载功率较大,采用多回路配电线路.
师:现代家庭电路中多用低压断路器代替闸刀开关和保险丝,低压断路器也属接通、切断电路的电器,又称空气开关.
PPT展示:1.现代家庭电路常用电器较多,负载功率较大,采用多回路配电线路.
家庭电路中用电器是必不可少的.用电器的一端接零线,一端连开关,开关的另一端连火线.各房间的用电器是并联在火线、零线之间.各用电器都需要一个开关控制.
师:在家庭电路中如果开关控制零线,这样在更换灯泡或检修电路时断开开关,人会不会触电?
生:会,因为此时人如果赤脚站在地上,人将火线与大地导通,火线与大地间有220V的电压,这样就会有较强电流通过人体.
师:三孔插座的上端孔接地有何作用?
生:三孔插座剩余一孔是接地用的,当电路中接入带金属外壳的电器,如电冰箱,即使用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏,使外壳带电,外壳所带的电也会从接地导线流走,人体接触用电器也不会有危险了.这和高大建筑物上的“避雷针”原理相似.
PPT展示:
2.开关、螺口灯泡、三孔插座在家庭电路中的安装
(1) 电灯在家庭电路中安装时一定要注意:开关应控制相线,这样在更换灯泡或检修电路时,断开开关,才不会触电
(2) 螺口灯座的安装:相线中性线并排走,中性线接进灯座螺口接线柱,相线接进开关里,经过开关接灯座中心接线柱.
(3) 三孔插座的接法:左零右火上接地.
师:分析一下家庭电路中保险丝熔断,可能有哪些原因?保险丝熔断后,能用铜丝或铁丝代替保险丝吗?
生:家庭电路中保险丝熔断,是因为电路中总电流大于保险丝的额定电流造成的,其原因可能是电路短路或是用电器总功率过大.保险丝熔断后,若用铜丝或铁丝代替保险丝,这时电路中总电流超出了家庭电路负载,而“保险丝”不会自动熔断,起不到保护作用,会烧坏其他电路元件或引发火灾.
师讲解:保险丝是用电阻率比较大、熔点比较低的铅锑合金做成的.当干路电流过大时,保险丝发热很快,温度急速上升,到达其熔点时,保险丝熔断,干路就成为断路,支路上一切电器都停止工作.因此在供电正常情况下,家中所有电器同时停止工作,往往意味着保险丝熔断了.有些用户为了自家用电方便,私自将保险丝换成粗的(允许通过的电流大)或干脆换成铁丝或铜丝,这样使用大功率电器时,保险丝就不会断了.但这种做法引起的后果是极其危险的,曾经就有这样的事例,干路中电流大到已使火线和零线成为两条火龙,并且沿着各个支路蔓延开去,而保险丝却安然无恙,根本没有切断电源,起不到保险的作用.
PPT展示:
3.合理配置家庭电路中的元件
(1) 家庭电路中保险丝的选用原则:应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中的正常工作电流,不能用铜丝或铁丝代替保险丝.
(2) 家庭电路用电器的总功率不能超出电能表提供的最大电功率.
教学探究点2 家庭电路故障的排查
1.验电笔是判断照明电路中的火线和零线、检验低压电气设备是否漏电的常用而又方便的工具.
在连接家庭电路时,首先应区分零线和火线.我们可以用验电笔来完成这项工作.验电笔的构造如图所示:由金属笔尖、大电阻、氖管和笔尾金属体依次相连而成.在使用验电笔时,用手捏住笔尾金属体,将笔尖接触进户线,若碰到的是火线,则氖管发光.这是因为火线与人所站的大地之间存在电压,而大电阻和氖管的电阻比人体电阻大很多,所以大部分电压加在了大电阻和氖管上,使氖管发光.若笔尖接触的是零线,氖管就不会发光.验电笔分为高压验电笔和低压验电笔,一般一千伏以上的电压称为高压,我们家庭电路的电压属于低压.千万不要用低压验电笔去测高压火线,因为此时人体按比例分得的电压会超过人体所能承受的安全电压
PPT展示:
2. 如果多个电器都要用同一个插座,就必须用插座板了(出示实物插座板),这样可以解决多个用电器的用电问题.
学生观察打开的插座板,师提问:
①插座板中哪些地方是导电的、哪些地方是绝缘的?
②怎样安装插座板?
③安装插座板时一定要注意什么问题?(两根导电的弹簧片间必须绝缘)
④插座板外壳上的数字有什么意义?
学生分组交流,老师指导.
3. 学生分组安装模拟家庭电路.
【教师结束语】
本节课我们学习了家庭电路的安装,知道了常见的家用电器的安装,在家庭用电的学习中,我们要更重视理论联系实际,让物理知识服务于我们的生活.
【课后作业】
完成本课时对应练习,并提醒学生预习下一节内容.
教材习题解答
家庭实验室
实验器材:已知额定功率为P的电水壶,秒表.实验步骤:(1)电路中只接入电水壶,用电水壶烧水10min,用秒表测量加热时间.并数出电能表的表盘转过的转数(或电子式电能表的脉冲数)n.
(2) 先根据公式W=pt算出电水壶消耗的电能W1根据电能表的转速N r/kW•h和10min内的转数n计算出电能表所显示的用电器消耗的电能W2=
(3)比较W1和W2大小,得出结论.
自我评价
1.家庭电路的进户线入户后先接电能表,电能表在家$庭电路的最前面.
解析:电能表在家庭电路的最前面,经闸刀开关后分成多个由用电器并联的支路,这样可以测量出一定时期内整个家庭电路的总耗电量.
2.家庭配电箱里面多数安装有电能表、空气开关(或闸刀开关和熔丝)、漏电保护器.电能表测量家庭电路消耗的电能;空气开关或装有熔丝的闸刀开关的作用是过载保护和短路保护;漏电保护器可以防止人体触电和插座接错线等故障产生.
解析:配电箱中的电器对整个用户实施测量、控制和保护作用.
走向社会
从教材图中可了解到:①照明电路LWl〜LW3各由一个断路器控制各支路,而插座所在的电路LW4〜LW8中除每个支路安装一个断路器外,还要安装上漏电保护器.②接有插座的用电设备发生故障,漏电保护器自动切断电路,不影响照明电路;③照明电路LWl、LW2中的最大电流不得超过16A,LW3中的最大电流不得超过20A;插座所在电路中的电流不得超过20A;④漏电保护器的动作电流为30mA等.
本节课学生学习的难点是合理地配置家庭电路中的元件.在教学中要多用实物展示和让学生实际操作,小组合作交流的形式,能够培养学生的动手能力和相互合作的能力.所以,在设计本节教学过程的时候尽量通过学生合作、探究及师生交流、共同实践的互动过程,让物理从生活中来,并走进生活,服务生活,从而培养学生的能力.
3.安全用电与保护
【教学目标】
【教学目标】
一、知识与技能
1. 知道人体安全电压;
2. 了解触电原因和触电形式;
3. 知道安全用电常识.
二、过程与方法
通过学习安全用电常识,培养学生理论联系实际的能力.
三、情感、态度与价值观
通过学习,提高学生安全用电意识,提高执行和宣传安全用电的意识.
【教学重点】关于安全用电的常识性知识.
【教学难点】知道触电的原因和触电的几种形式.
【教具准备】多媒体
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师:随着家电的普及,现代生活已离不开电.电可以为我们服务,如不注意安全,也可以造成危害,致使设备烧毁、引起火灾、人触电身亡等,因此,合理安全地使用电能是非常重要的.触电是怎么回事?(电流从人体中流过造成的)触电的原因是什么?
实验:让学生用手捏住一节干电池的两极,问有没有不舒服的感觉,接着让学生用万用表测出自己的电阻,引导学生用欧姆定律计算通过人体的电流.
人体是导体,当人体上加有电压时,就会有电流通过人体.当通过人体的电流很小时,人没有感知;当通过人体的电流稍大,人就会有“麻电”的感觉,当电流达到8〜10师:A时,人就很难摆脱电压,形成了危险的触电事故.所以当加在人体上的电压大到一定数值时,就发生触电事故.
师:人体的安全电压是不高于36V.
【进行新课】
教学探究点1 触电
播放有关触电的录像,并让学生看完录像后总结触电形式
教师:引导学生一起进行归纳:
(1)家庭电路中的触电(低压触电):人接触了火线与零线或火线与大地
①人误与火线接触的原因:火线的绝缘皮破坏,其裸露处直接接触了人体;潮湿的空气导电;不纯的水导电;电器外壳未按要求接地,其内部火线外皮破坏接触了外壳等.
②人自以为与大地绝缘却实际与地连通:人站在绝缘物体上,却用手扶墙或其他接地导体或与站在地上的人接触.
(2)高压触电.
高压带电体不但不能接触,而且不能靠近.
高压触电有两种:
①电弧触电:人与高压带电体距离到一定值时,高压带电体与人体之间会发生放电现象,导致触电.
②跨步电压触电:高压电线落在地面上时,在距高压线距离不同的两点之间存在电压.人的两脚间存在足够大电压时,就会发生触电.
教学探究点2 安全用电
1.播放有关用电事故的录像,认真观察、认识到不注意安全用电的危害性.
在用电中,怎样才能防止触电事故,保证用电安全呢?应注意什么问题?(教师引导学生总结)
生:a.开关接在火线上,避免断开开关时使零线与接地点断开;
b.安装螺口灯的灯口时,火线接中心、零线接外皮;
c.室内电线不要与其他金属导体接触,不要在电线上晾衣物、挂物,电线有老化与破损时,要及时修复;
d.电器该接地的地方一定要按要求接地;
e.不用湿手扳开关、换灯泡,插插头;
f.接触电线前,先把总电闸断开,在不得不带电操作时,要注意绝缘,先用验电笔检测接触处是否与火线连通,并尽可能单手操作.
g.高压触电比220V电压的触电更危险,所以看到“高压危险”的标志时,一定不能靠近它;室外天线必须远离高压线,不能在附近放风筝、捉蜻蜓、爬电杆等.
2.触电事故后的措施(通过实例进行分析)
(1)如果发现有人触电了,下列哪些措施是正确的?
A.迅速用手拉触电人,使他离开电线;
B. 用铁棒把人和电源分开;
C. 用干燥的木棒将人和电源分开;
D. 迅速拉开电闸、切断电源.
要让学生明确首先切断电源,然后再进行抢救.
(2)如因电线短路而失火,能否立即用水去灭火?为什么?
生:不能,因水可导电,会加重灾情.必须迅速采用砂土、灭火器扑灭火焰.
【教师结束语】
本节课我们学习了触电的四种形式、安全电压值和用电常识,知道安全用电的原则,在生活中我们要牢记并遵守安全用电的原则.
【课后作业】
完成本课时对应练习,并提醒学生预习下一节内容.
家庭实验室
熔丝容易烧断.因为熔丝是熔点低的铅锑合金,而铜的熔点比熔丝的熔点高得多,所以铜导线不易烧断而熔丝易烧断.
点拨:在家庭电路中要安装规格合适的熔丝,选择的原则是I额等于或略大于I实,千万不能用铜丝等其他金属丝代替熔丝
自我评价
1.发生触电事故的第一时间应采取的措施是:立即切断电源并用干燥的木棍、竹竿将电线挑开,迅速使被触电的人脱离电源.不能用手直接拉动触电的人体,是因为人体是导体,用手直接拉动触电的人体,不但不能救助触电的人,伸手的救助者也会触电.
2.安全电压额定值有五种,它们分别是42V、36V、24V、12V和6V.
解析:人体的安全电压与环境有很大关系,它不是一个定值.
3.不一样长,接保护接地线的上脚较其他两脚要长一些,这样做的道理是:在接插电源时,用电器的金属外壳先接通保护接地线,使保护措施先行一步,从而确保安全。
物理在线
1. 雷电危害的种类
雷电是与电有关的一种自然灾害,一旦发生就会给人们带来严重灾难.雷击的危害主要有以下三个方面.第一是直击雷.它是指雷云对大地某点发生的强烈放电.它可以直接击中设备,雷电击中架空线,如电力线、电话线等,雷电电流便沿着导线进入设备,从而造成损坏.第二是感应雷.它可以分为静电感应及电磁感应.当带电雷云(一般带负电)出现在导线上空时,由于静电感应作用,导线上聚集了大量的正电荷.一旦雷云对某目标放电,雷云上的负电荷便瞬间消失,此时导线上的大量正电荷依然存在,并以雷电波的形式沿着导线经设备入地,引起设备损坏.当雷电电流沿着导体流入大地时,由于频率高,强度大,在导体的附近便产生很强的交变电磁场,如果设备在这个场中,便会感应出很高的电压,以致损坏.对于灵敏的电子设备,尤需注意.第三是地电位提高.据有关统计表明:直击雷的损坏占85%.目前,直击雷造成的灾害已明显减小,而随着城市经济的发展,感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加.一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷,而强大的磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及互联网微机等弱电设备.
2.防雷的方法和技术
在科学技术日益发展的今天,虽然人类不可能完全控制暴烈的雷电,但是经过长期的摸索与实践,已积累了很多有关防雷的知识和经验,形成一系列对防雷行之有效的方法和技术.
(1)接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去.把一定保护范围的闪电放出的电捕获到,纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中.避雷针是一种主动式接闪装置,其功能就是把闪电电流导入大地.避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的.采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施.
(2)接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地,良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击.过去有些规范要求电子设备单独接地,目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作.接地是防雷系统中最基础的环节.接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来.防雷接地是防雷设施安装验收规范中最基本的要求。
(3)均压连接接闪装置在捕获雷电时,引下线立即升至高电位,会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络,并使其电位升高,进而对人员和设备构成危害.为了减少这种闪络危害,最简单的办法是采用均压环,将处于低电位的导体等电位连接起来,一直到接地装置.金属设施、电气装置和电子设备,如果其与防雷系统的导体,特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时,应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接.这样在闪电电流通过时,所有设施立即形成一个“等电位岛”,保证导体部件之间不产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电.完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生反击.
(4)分流就是在一切室外来的导线与接地线之间并联一种适当的避雷器.当直击雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时,避雷器的电阻突然降到低值,近于短路状态,将闪电电流分流入地.分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点,是防护各种电气电子设备的关键措施.由于雷电流在分流之后,仍会有少部分沿导线进入设备.这对于不耐高压的微电子设备来说仍是危险的,所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流.采用分流这一防雷措施时,应特别注意避雷器性能参数的选择,因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能.
本节课学生学习的难点是触电的四种形式.老师利用多媒体讲解,同时学生自学阅读,能够培养学生阅读理解的能力.所以,在设计本节教学过程的时候尽量通过形象直观的展示,配合老师的讲解,将电学计算等理论知识与生活实际联系起来,学以致用.
4. 家庭生活自动化、智能化
【教学目标】
一、知识与技能
了解家庭生活自动化、智能化的有关知识.
二、过程与方法
通过学习,培养学生应用物理知识解决实际问题的能力
三、情感、态度与价值观
通过学习,使学生体会物理与生活的密切相关,使学生认识到科学技术在人们生活中的巨大作用,进而形成正确的科学观、技术观.
【教学重点】家庭生活自动化、智能化的有关知识.
【教学难点】引导学生认识到物理对人类生活的巨大推进作用.
【教学方法】自学讨论法
【教具准备】多媒体
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师:引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师:可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
提前一周的时间布置给学生一个作业:搜集整理有关家庭生活自动化的一些案例.(楼道声光控开关、电冰箱及饮水机的温控开关等).请各个小组按顺序汇报成果,大家进行信息交流.汇报完毕后教师进行总结与补充.
师:楼道声光控开关的工作原理是怎样的?
【进行新课】
教学探究点1 自动控制
1.声光控开关
师:声光控开关必须同时具备两个条件,有声音、无光才起作用.从声光控开关的结构上分析,开关面板表面装有光敏二极管(即光控开关),内部装有柱极体话筒(即声控开关).而光敏二极管,只有在黑暗时才起到作用,也就是说当天色变暗到一定程度,光控开关闭合,这时在楼梯口等处只要有响声出现,这时声光控制开关电路闭合.因为必须要二个条件同时存在,声光控开关才起作用.
师:那这两个开关在电路中应怎样连接?并画出简单的声光控灯电路图
生:声光控开关应串联在火线与灯泡之间.
2.红外线开关
红外线感应开关的探头和感应线路有延时功能,所以说它的特点是对移动物体而言,相对静止状态时,红外线开关效果并不理想.所以说红外线开关同样适用于安装在楼道、厨房和卫生间.
教学探究点2 家庭生活智能化
PPT展示:如图甲是HG2002型台式饮水机结构剖面示意图,控体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,未浸没时,此时C略有下降,桶内水流入控水槽.图乙是饮水机的温控电路,水沸腾前温控开关1和2闭合,才会使红灯亮、绿灯灭、加热管工作;水沸腾后两开关同断开,才会使绿灯亮、红灯不亮(此时L绿与L红串联,绿灯电阻远大于红灯电阻,所以绿灯实际功率远大于红灯实际功率,红灯不亮),加热管不工作.
师:请同学们阅读课本相关内容,了解家庭生活智能化
【教师结束语】
本节课我们了解了物理知识在现代家庭生活自动化、智能化中起到举足轻重的作用,学好物理,努力创新,让未来的生活更加舒适与梦幻.
【课后作业】
完成本课时对应练习,并提醒学生预习下一节内容.
家庭实验室
制作一只会叫的电子鸟
这里介绍的是一台光控式“电子鸟”.将它放在窗台上,天亮时就会发出阵阵婉转悦耳的鸣叫声,提醒你:天亮了,该起床啦!
(1)工作原理
电子鸟的电路如图所示.它主要采用了模拟鸟的鸣叫声专用集成电路芯片A,所产生的鸟的鸣叫声十分逼真,可以达到以假乱真的地步。
光敏电阻器RL和微调电阻器RP组成光控电路,它对A起光触发作用.天亮时,RL受光线照射,其内阻仅为数千欧,A的触发端TG通过它从电源正极获得高电平(>1/2VDD=1.5V),A受触发从输出端反复输出内部储存的模拟鸟的鸣叫声电信号,经晶体三极管VT功率放大后,推动扬声器B发出鸟的鸣叫声;天黑时,RL因无光照,其内阻增大到200kΩ以上,A失去合适触发信号,不工作,B亦不会发声.
电路中,RP用来调节光控灵敏度.实际上A的触发电平高低由RL和RP对电源G的分压决定,在RP调定的情况下,RL接受光线多少将直接决定A获得的触发电平高低.
(2)元器件选择
A选用HFC1500系列集成电路中内储鸟的鸣叫声的模拟声芯片.该芯片采用软包封装,小印制板尺寸为20mm×12mm,使用很方便.VT选用9031或3DG12,3DX201型硅NPN晶体三极管,要求电流放大系数β>100.RL宜选用MG44-02型塑料树脂封装光敏电阻器,它的外形及符号表示如下图所示.这种光敏电阻器的管芯由陶瓷基片构成,在上面涂有硫化镉多晶体并经烧结制成,由于管芯怕潮湿,所以在其表面涂上了一层防潮树脂,它的受光面就是其顶部有曲线花纹的端面.RL也可用其他亮阻小于2kΩ,暗阻大于200kΩ的普遍光敏电阻器来代替.
RP可用普通WH7-B或WH124-2型微调电阻器.B用Φ27mm×9mm或Φ29mm×9mm、8Ω、0.1W超薄微型动圈式扬声器,以减小体积、方便安装.SA用小型单刀单掷开关.G用两节5号干电池串联而成,电压3V.
(3)制作与使用
整个电路以A芯片为基板进行焊接,无需另外再设计制作电路板.焊接时要特别注意的是,因为所用模拟声集成电路A是典型的CMOS电路,所以电烙铁外壳必须要有良好的接地,也可拔去电烙铁的电源插头利用烙铁余热焊接,这样就可避免集成电路被交流感。
应电压击穿,而造成永久性损坏.焊接用的电烙铁功率要小于30W,每个焊点焊接时间不要超过2s;助焊剂宜用普通松香,不能用焊油或焊膏.
全部电路装入一个体积合适的扁圆形塑料盒(如护肤霜空盒)内,盒面板开孔固定光敏电阻器RL和电源开关SA,并为扬声器B开出释音孔.电路盒上面还要固定一只小鸟造型的工艺品或儿童塑料玩具,以起到装饰美化作用.制作成功的电子鸟外形如下图所示
此电路调试很简单:在天刚放亮需要鸟鸣的环境条件下,由小往大缓慢调节微调电阻器RP的阻值,直到使扬声器B刚好发声为止.如果电路在调节或使用时产生自激振荡,可通过在集成电路A的电源端跨接一只22μF~47μF的电解电容器(正极接VDD,负极接VSS)来加以排除.
使用时,将电子鸟放置在窗台上易接受外界自然光线的地方,在晚上临睡觉前闭合电源开关SA.第二天清晨,鸟鸣器便会自动发出鸟叫声,直到主人起床后切断开关SA为止.
自我评价
1.(1)光声控楼道灯,具有光自动控制和声自动控制功能.(2)电冰箱、空调,具有自动控温功能和定时功能.(3)全自动洗衣机,具有自动加水、排水、洗涤时间预约等功能.
2.微电脑微波炉,具有温度自动控制、功率自动切换和自动报警功能.
3.最简单的是电饭煲,煮饭到达预定时间后自动切断电源.最巧妙的是光声控楼道灯,当光线太暗且有较大声音时自动闭合电路,一定时间后,自动切断电路.
本文主要通过学生搜集整理资料,进而了解生活中有关物理知识.体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程改革理念.
本章复习训练
【教学目标】
1.认识常见的用电器,知道验电笔的作用及用法.
2.知道家庭电路的组成,三线插头的结构及漏电保护器的作用;知道保险丝、空气开关具有保护电路的作用.
3.了解常见的触点类型,知道安全用电的原则,培养安全用电的意识.
4.了解家庭生活自动化、智能化.
【教学方法】
1.归纳法:通过对本章知识的归纳总结,体会知识内容之间的联系,进而系统地复习本章知识.
2.联系生活实际法:本章涉及到我们日常生活中用电知识,结合之前学习的电学知识,联系我们生活中家庭电路、保险丝、安全用电的知识,加深学生对知识的理解及掌握
3.引导分析法:通过引导学生对典型事例的分析,帮助学生进一步理解物理概念、规律,锻炼学生分析问题、解决问题的能力
【教具准备】多媒体课件
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【本章总结】
1.知识结构(用多媒体展示并总结)
2.例题讲解:(用多媒体展示)
考点1 用电器
例题1 以下几组答案中,元件均为用电器的是( )
A.电灯、开关、导线B.电灯、开关、电池
C.电灯、电铃、电炉D.电灯、电池、电炉
解析:导线是来传输电能的;开关是控制电路的通断,故AB错误;电池是提供电能,将其它形式的能转化为电能,故D错误;电灯、电铃、电炉等都是消耗电能,并将电能转化为其它形式的能,故C正确.
考点2 家庭电路
例题2 如图所示的电路中,正常发光的三盏灯突然全部熄灭,经检查保险丝完好,用验电笔插进插座的两孔,氖管均发光.造成这一现象的原因是( )
A.插座发生短路了 B.进户的火线断了
C.进户的零线断了 D.某盏电灯的灯丝断了
解析:若插座发生短路,会导致电路中的电流急剧增大,保险丝要熔断,故A选项错误;进户线的火线断路,试电笔插进插座的两孔,氖管不会发光,试电笔必须接触到火线才可能发光,故B选项错误;进户的零线断路,不会导致保险丝烧断,但会影响灯泡的发光,同时插座的两个插孔都与火线接触,验电笔氖管都会发光,故C选项正确;各用电器之间是并联的,如果某一个灯的灯丝断路,不会影响其他用电器的正常工作,即其他的灯应会亮,故D选项错误.
答案:C
例题3 小明要将一个“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起,如图甲所示)安装在新房里.图为从正面观察的部分接线示意图,请你帮他将乙图中的电路连接完整,使开关控制电灯,插座方便其他电器使用
解析:开关控制灯泡,应该串联在灯泡与火线之间,三孔插座的接线要求是“左零右火上接地”,即上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线.
考点3 验电笔
例题4 如图所示是验电笔的构造示意图.请说明图中各部分的名称,a: ,b: ;图中甲、乙、丙三种验电笔的握法中,是错误的
解析:验电笔由金属笔尖、电阻、氖管、弹簧和笔尾金属体组成,图甲中握到了前端用来接触待测导线的金属笔尖,不但无法进行正常的测试,而且有触电的危险.
答案:电阻;氖管;甲
例题5—位“法师”在铺有塑料火线_地毯的舞台上表演不怕电的“功夫”他将一盏普通白炽灯泡接到两道线头欠、B之间,灯泡正常发光;随后将灯泡取下,“法师”两手分别抓住两导线头A、B,如图所示,其助手用验电笔分别测试A、B及“法师”的皮肤,发现试电笔的氖管都发光.对此表演的合理解释是()
A.“法师”有特异功能,确实不怕电
B.“法师”的两手均戴有特制绝缘手套
C.在人、灯交替过程中,助手将零线断开了
D.在人、灯交替过程中,助手将火线断开了
解析:助手将零线断开后,用验电笔分别测试B及“法师:”的皮肤时,“法师:”人体、试电笔、助手串联后接在火线与大地之间,与供电设备构成闭合通路,试电笔都能发光•助手将零线断开后,“法师:”两手之间不再有20V的电压,所以A错误;若是“法师:”的两手均戴有特制绝缘手套,则在测试B及“法师:”的皮肤时,氖管不会发光,所以B错;若断开的是火线,则测试4、B、及“法师:”的皮肤时,氖管都不会发光,故D错误.
答案:C
解析:验电笔检测时要接触笔尾金属体,才能有效辨别火线与零线,不能触及笔尖金属体,否则在测试到火线时就会造成触电事故,故A错;多个大功率用电器同时使用一个插座,易造成插座导线局部电流过大,发热过高,引发火灾,C错;绝缘层破损的导线易导致短路或触电,D错;有金属外壳的用电器通过三孔插座将金属外壳与室外大地相连,能在金属外壳带电时将电流通过导线流入大地,保护触摸外壳的人员的生命安全,B正确.
答案:B
例题7如图甲是小、刚同学为学校办公楼中央空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表格所示.已知电阻R0为50H,左边控制电路电源电压为6V恒定不变,电流表0〜30mA量程接入电路,当控制电路的电流大于或等于12mA时,右边空调电路启动并开始工作
.
请通过计算回答下列问题:
(1)该空调的启动温度;
(2)如果设定30°C为启动温度,则设计时应将R0更换为多大的电阻;
(3)为了给空调设定不同的启动温度,请你提出一种可行的、调节方便的措施;并说明启动温度调大调小的方法.
解析:(1)空调启动的温度是12mA,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出热敏电阻的阻值,由表格可知空调的启动温度;(2)由表格得出启动温度为30C时热敏电阻的阻值,利用电阻的串联求出更换后R0的阻值;(3)给空调设定不同的启动温度,就是改变电磁铁磁性的强弱,改变电压、改变弹簧的倔强系数、改变线圈的匝数、电路中串联一个滑动变阻器等等.
解:(1)空调启动时的电流:/=1211^=1.2\10_1,
根据欧姆定律可得,电路中的总电阻:
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴热敏电阻的阻值:R=R总-R0=500H-50H=450H,
由表格数据可知:空调启动时的温度为25°C;
(2)由表格可知,启动温度为30°C时热敏电阻的阻值R'=42011,更换后R。的阻值:
R/=R总-R'=500H-420H=80H;
(3)给空调设定不同的启动温度,就是改变电磁铁磁性的强弱,改变电压、改变弹簧的倔强系数、改变线圈的匝数、电路中串联一个滑动变阻器等等.
答:I)该空调的启动温度为25°C;(2)如果设定30°C为启动温度,则设计时应将Ro更换为80Ω的电阻;(3)使用滑动变阻器改变电路中的电流,从而达到改变电磁铁磁性的目的.(答案不唯一)
【课后作业】
完成本课时对应训练的练习.