高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第五节 家庭电路与安全用电学案及答案

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第五节 家庭电路与安全用电学案及答案，共19页。

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、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：一般由供电线路、电能表、总开关、保险设备、插座、导线、用电器等组成，如图所示：
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。
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“220V 40W”的日光灯，4只标有“220V 15W”的灯泡，1个标有“220V 1000W”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“220V 1200W”的空调。由此可知：小明家的这些用电器不可以(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？
[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。
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。
B [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．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
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。]
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：
(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可求出电流。
[解析] (1)n1＝200kΩ5kΩ＝40，n2＝300kΩ8kΩ≈38，n3＝800kΩ10kΩ＝80，所以干燥时电阻大约是潮湿时电阻的38～80倍。
(2)潮湿时电流分别为：I1＝220V5kΩ＝44mA，I2＝220V8kΩ＝27.5mA，I3＝220V10kΩ＝22mA。
(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＝6.8275A