人教版九年级物理 第十九章生活用电第1节安全用电（教学设计）

人教版九年级物理 第十九章 生活用电
第1节 安全用电（教学设计）
【课题】第1节 安全用电
【学习目标】
1．知道电功率越大，电路中的电流就越大。
2．知道电路短路，电路中电流会过大。
3．知道常见的触电事故。
4.了解安全用电的原则，并具有安全用电的意识。
【学习重点】
1．了解电路中电流过大的原因。
2．理解影响电流的因素、防雷的重要性、两种类型的触电和触电的急救。
【学习难点】
家庭电路以外的防触电安全知识。
【新课导入】
问题引入：
生活中，你有过同时使用多个用电器而断电的经历吗？是否遇到过用电器不慎进水后因接通电源而彻底损毁的情况？是否听说过触目惊心的触电事故？如何安全用电呢？
电给我们的生活带来了极大便利，但不规范用电却会带来很大危害，甚至会危及生命。影响家庭电路安全的常见用电问题有很多，例如用电器的总功率过大、短路和触电事故等。
【板书课题】第1节 安全用电
【新课学习】知识点一 总功率过大对家庭电路的影响
家庭中的电能一般是从发电厂通过输电线输送来的。我国家庭电路的电压是220 V，如图所示，在进户的两条输电线中，一条叫作相线（用L表示），俗称火线； 另一条叫作中性线（用N表示），俗称零线。
通常情况下，在家庭电路中，为了使各个用电器能够独立工作，各自的通断不影响其他用电器的通断，用电器采用并联的方式接在电路中。
在家庭电路中，如果用电器总功率过大，电路中电流会怎么样？
【播放视频】电路的总功率过大对电路的影响
根据 P =UI，可得到 I=P/U ， 家庭电路的电压U=220V一定， 所以电路（用电器）总电功率P 越大， 电路中的电流 I 就越大。
如果家里添置了新的大功率用电器，例如电热水器、空调，就可用公式I=P/U 估算一下通过它们的电流。由于各个用电器是并联的，家里用电线路上的总电流会随着用电器数量的增加而变大。因此，一定注意不要让总电流超过家里供电线路允许的安全值。即使每个用电器的电功率不算很大，但如果很多用电器同时使用，它们的总功率也会相当大，电路中的总电流也可能超过安全值，导致线路故障，甚至发生火灾。
家庭电路的总功率过大对家庭电路的影响
家庭电路中的供电线路、保险装置和电能表都有允许通过的最大电流。若电路中的电流超过允许值，根据焦耳定律可知，电流通过电路产生的热量就多，会引起线路故障，甚至发生火灾。
【例题1】小明家购置了一台1kW的空调。他家原有用电器的总功率是5600W，电能表上标有“220V 10（40）A”的字样。
请你通过计算说明：
（1）使用这台空调时，通过它的电流是多少？
（2）从安全用电的角度考虑，小明家的电路是否允许安装这样一台空调？
【解答】（1）空调接入家庭电路使用，电压为220 V.
由P=UI得，通过这台空调的电流I1=P1/U=1000W/220V=4.5A
（2） 接入空调后，用电器的总功率P =P1+P2=1000 W +5600W=6600W
由P=UI得， 接入空调后，电路的总电流I=P/U=6600W/220V=30A＜40A
所以，从安全用电的角度考虑，可以安装这样一台空调。
问题
有时候家庭电路中用电器的总功率并不是很大，但是也会产生电流过大的现象，原因可能是什么？
电路发生短路
电源(或电路，或用电器）发生短路时，会造成电路中电流很大。
知识点二 电路对家庭电路的影响
二、短路
如图所示的电路，电路AB端接入低压电源，当把开关闭合时，会看到什么现象？
现象：当把开关闭合时，开关把电源短路，电流会很大，会看到保险丝（熔丝）熔断。
根据 I=U/R 可得，家庭电路的电压220V是一定的，短路时，电路的电阻很小，接近于零，所以电路中的电流 I 就很大。
【播放视频】电路短路对电路的影响
当家庭电路中的相线（火线）与中性线（零线）碰在一起时，会发生短路，使电路中的电流过大。
（1）短路发生的原因：
①改装电路时不小心将相线（火线）和中性线（零线）直接连通。
②电线绝缘皮被刮破，电线和用电器使用年限过长，导致绝缘皮破损或老化，使相线和中性线直接连通。
③用电器进水。
（2）短路对家庭电路的影响
当家庭电路中发生短路时，电流过大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾，会造成人员伤亡，财产损失。
防止电路中电流过大引发事故方法措施
①避免同时使用大功率的用电器；
②改造线路: 例如：把电线换成更粗的；电能表换成额定最大电流更大的。
【课堂练习】
【例题2】（2025年江西中考题）某同学刚把电热蚊香加热器的插头插入插座，家里空气开关立即“跳闸”。原因可能是插头内部发生了_______故障，从而使干路中的_______过大，导致空气开关自动切断电路。
【答案】短路 电流
【解析】当他把电热蚊香加热器的插头插入插座时，家里的空气开关就“跳闸”了，说明电路中电流过大，电热蚊香加热器还没有通电使用，只是插头插入插座的瞬间跳闸，不是总功率过大而是插头处短路造成的。
【例题3】如图所示的家庭电路中，开关闭合后，保险丝因电流过大而熔断。甲、乙两图产生电流过大的原因是不同的，甲图中的原因是____________________；乙图中的原因是__________。
【答案】总功率过大 短路
【解析】甲图中开关闭合后，所有用电器都工作，导致电路中用电器的总功率过大，根据P＝UI可知，电压一定时，功率越大，电流越大；乙图中开关闭合后，电流不经过用电器造成短路。
知识点三 触电事故
人体是导体。通常情况下，人的皮肤在干燥时电阻约为103 ～105 Ω.在潮湿时皮肤的电阻会大幅降低，可降低到103 Ω 以下。
当人体成为闭合电路的一部分时，人体中就会有电流通过。如果电流达到一定值，就会发生触电事故。
研究表明，电对人体造成的伤害程度与通过人体电流的大小及持续时间有关。
很低的电压不会对人体造成伤害。例如，我们可以用手直接接触1.5 V干电池的两极。
由欧姆定律I =U/R 可知，加在人体两端的电压越高，通过人体的电流就越大，到一定程度就会有危险。
我国家庭电路的电压是220 V， 工厂用的动力电路的电压是380V， 输电线路的电压为10～1 100 kV， 这些都远远超出了安全范围。人一旦触电，就会有生命危险。
只有不高于36V的电压对人体才是安全的。
【想想议议】
①为什么不能用湿手触摸电器？
当人用湿手触摸电器时，人体电阻变小，同时用电器潮湿后，很容易变成导体，产生漏电现象，通过人体电流变大，易造成触电事故。
②电吹风为什么不可在浴室中使用？
浴室中水分多，电吹风易进水漏电，潮湿的皮肤比干燥时电阻要小，若电吹风进水漏电时，会有不安全的电流通过人体，很危险！
【课堂练习】
【例题4】通常情况下，人体的电阻约为103～105Ω，在皮肤潮湿时，人体的电阻可降到103Ω以下。若某时刻某人身体的电阻为2000Ω，他站在地上不小心接触到家庭电路中电压正常的火线，这时流过他身体的电流为______mA，这个电流远大于人体的安全电流，对于人体来说电压越高越_________。
【答案】110 危险
【解析】家庭电路的电压 U =220V，所以通过人体的电流
I=U/R=220V/2000Ω=0.11A=110mA
由欧姆定律可知，R一定时，电压U越高，电流I 就越大，越危险。
【播放视频】低压触电
常见的触电事故：低压触电
人的一只手接触相线，另一只手接触中性线，于是导线、人体和电网中的供电设备就构成了闭合电路，大电流通过人体就会发生触电事故。（双线触电）
人的一只手接触相线，另一只手虽然没有接触中性线，但是由于人站在地上，相线、人体、大地和电网中的供电设备同样构成了闭合电路，因此电流同样会通过人体，从而发生触电事故。（单线触电）
【想想议议】人站在干燥的木头凳子上，一只手接触火线，会发生触电吗？
不会触电。因为干燥的木头凳子是绝缘体，不容易导电，一只手接触火线，电流构不成回路，所以没有电流通过人体。
归纳总结：人体触电都是人体直接或间接接触相（火）线造成。
触电的急救
发现有人触电，应该怎样进行急救呢？
在触电事故现场，千万不要用手去拉触电的人，而是要立即安全地切断电源,迅速使触电人摆脱电源。切断电源后，必要时应该对触电者进行急救，同时尽快通知医务人员抢救。
【课堂练习】
【例题5】在下列情况中，会造成触电事故的是 【 】
A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丙 D．甲、丁
【答案】B
【解析】甲图中，人站在绝缘凳上同时接触火线和零线，人体中有较大电流通过，会触电；乙图中，人站在绝缘凳上仅接触火线，人带电，但不能构成电流回路，不会触电；丙图中，人站在地上仅接触火线 ，人体中有较大电流通过，会触电；丁图中，人站在地上接触零线，不会触电。
家庭电路以外的防触电安全须知
防范高压触电：高压输电线路的电压高达几万伏甚至上百万伏，即使不接触也会有危险。
高压带电体会在周围形成强大的电场，当人靠近时，容易产生电弧触电。（高压电弧触电）
如果高压输电线掉落在地上，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，称之为跨步电压。这时电流从一条腿流入，从另一条腿流出，同样会发生触电事故。（跨步电压触电）
要远离高压带电体，比如不在高压输电线附近玩耍、钓鱼等。当发现有高压输电线掉落在地上时，千万不要靠近输电线落地点！一旦不小心跨入输电线落地点区域，可用单脚跳离或双脚并拢跳离等方法离开该区域，以避免构成闭合电路而发生触电事故。
注意防雷
雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层和大地之间的电压可达几亿伏，放电时的电流可达二十万安，产生很强的光和声。云层和大地之间的放电如果通过人体，能够立即致人死亡；如果通过树木、建筑物，巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。
高大建筑的顶端都有针状的金属物，通过很粗的金属线与大地相连，可以防雷。
高压输电线最上面的两条导线也是用来防雷的。
防雷的原理是为雷电提供一条低电阻的通道，或避免将自己连入雷电的通路中。
在雷电天气，人在开阔地行走时，不要举着雨伞或肩扛长的易导电物体，也不要在户外进行骑行等活动，更不可在大树下避雨 。要及时进入室内躲避，或尽快躲入车内，并注意不要接触金属部分。
归纳总结：安全用电原则
① 不接触低压带电体，不靠近高压带电体；
②更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关；
③不弄湿用电器，不损坏绝缘层；
④保险装置、插座、导线、用电器达到使用寿命应及时更换。
【课堂练习】
【例题6】（2025年甘肃兰州中考题）如图所示的情境中，符合安全用电要求的是【 】
A. 甲图，在高压线下钓鱼 B. 乙图，使用绝缘皮已破损的电线
C. 丙图，将电动车推进楼道停放或充电 D. 丁图，用电器着火时先断电再灭火
【答案】D
【解析】A．在高压线下钓鱼，钓鱼竿或鱼线可能接触到高压线，容易引发触电事故，不符合安全用电要求；
B．使用绝缘皮破损的电线，容易使人体接触到内部的导线，从而引发触电，不符合安全用电要求；
C．将电动车推进楼道停放或充电，存在火灾隐患，且一旦发生火灾，会阻碍人员疏散通道，不符合安全用电及消防安全要求；
D．用电器着火时先断电再灭火，可防止在灭火过程中发生触电事故，符合安全用电要求。
【课后作业】练习与应用： 1、2、3、4、5、6题