(共21张PPT)
第十九章 生活用电
第十九章 生活用电 章节复习
一、家庭电路的连接
1. 进户线:连接户外的供电电路的电线,一根是 俗称火线;另
一根是 ,俗称零线,它们之间有220 V的电压。
2. 电能表:测量用户在一段时间内消耗 的仪器。
3. 总开关:能同时切断相线和中性线,方便室内电路的安装和检修。
相线
中性线
电能多少
4. 保险丝:当电路中电流过大时,自动熔断并 电源,起保护电
路的作用,现在家庭多用 来取代保险丝。
5. 插座与用电器:插座给可移动家用电器供电,插座 在电路
中,两孔插座 ,三孔插座 ,用
电器是直接利用电能工作的器件,各用电器之间通常是 的。
切断
空气开关
并联
左零(中性)右火(相)
左零右火上地
并联
6. 开关与灯泡:开关与被控制的灯泡 ,为了安全,开关应接
在 与灯泡的尾部金属体之间。
串联
相线
二、相线和中性线的辨别
1. 试电笔的使用方法: 接触被测导线, 按住金属
笔卡。
2. 中性线和相线的辨别:如果被测线是 ,则测电笔的氖管
发光,如果笔尖接触的是 ,则氖管中不会有电流,也就
不会发光。
笔尖
手指
相线
中性线
三、家庭电路中电流过大的原因
1. 保险装置切断(比如保险丝熔断、空气开关跳闸)一定是因为电路
,而导致电流过大的原因有两种:①电路发生 ;②用
电器 。
2. 根据电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt可知,电路总电流过大会引
起 ,严重时引起火灾。
电
流过大
短路
总功率过大
导线温度过高
3. 漏电保护器和空气开关的作用是不同的,当家庭电路中有人触电或者
用电器漏电,则会导致电流直接流入大地,那么通过相线、中性线的电
流就 (选填“相等”或“不相等”),总开关上的漏电保护器
检测到该差异后,就会迅速切断电路,对人身起到 作用。而由
于触电漏电的电流都不大时,所以 (选填“会”或“不会”)引起
空气开关跳闸,空气开关不是防止人触电的,是用于防止电流过大引起
火灾的。
不相等
保护
不会
四、安全用电常识
1. 家庭电路的触电原因:人体直接或间接接触 ,形成电流
通路。
(1)单线触电:人站在地上碰到相线。(2)双线触电:人同时碰到相线和中
性线。
2. 高压电路触电类型:(1)高压电弧触电;(2)跨步电压触电。
3. 触电急救:处理原则:迅速 ,注意自身安全。
相线
脱离电源
1. 如图所示是某同学家部分家庭电路的示意图。电能表上标有“220 V
10(40) A”的字样,他家正在使用的所有用电器总功率为6 kW,其中电
饭煲的功率为1.5 kW,饭煮熟后,他将这个电饭煲插头从插座中拔出,
再将功率为1 kW的电热水壶插头接入插座中,其他用电器仍正常工作,
闭合电热水壶上的开关,空气开关跳闸。空气开关跳闸的原因可能是
( C )
A. 照明灯的开关接在了中性线与灯泡之间
B. 用电器的总功率过大
C. 电热水壶的内部电路短路
D. 接入电热水壶的插座短路
C
2. 关于家庭电路和安全用电,下列说法错误的是( D )
A. 图甲中,螺丝刀试电笔笔尖接触相线,氖管就会发光
B. 图乙中,洗衣机的三脚插头上标着E的导线和用电器的金属外壳相连
C. 图丙中,空气开关跳闸,可能是家庭电路出现短路造成的
D. 图丁中,当人发生触电事故时,漏电保护器会迅速切断电流
D
3. 如图所示是某同学家常用的一个插线板。他在使用中发现:插线板上
的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合
时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时
插孔也能提供工作电压。下图中,插线板电路连接符合上述现象及安全
用电要求的是( C )
C
4. 小明同学家的照明电路上的导线均完好,当把开关断开的台灯插头刚
插入电源插座时,干路中的保险丝立即熔断了,发生这种情况的最大可
能是台灯 处有短路;若只是闭合台灯开关才发生保险丝熔断,
则可能是台灯 处有短路。(均选填“插头”或“灯座”)
插头
灯座
5. 老师制作了一套模拟家庭电路的实验装置,如图1甲。
(1)用试电笔能辨别相线,使用它时正确的做法是图1乙中的 (选填
“①”或“②”)。分别将试电笔插入图2甲A、B两孔中,发现插入B孔
试电笔氖管能发光,请用笔画代替导线,将图甲中的电灯、开关和插座
接入电路中。(其中开关只控制灯泡)
①
(2)此装置装有“空气开关”和“漏电保护开关”,其中 代
替保险丝。站在地面上的“人”,不慎接触到相线,发现电流表1的示数
为0.085 A,电流表2示数为0.071 A,如图2乙所示,表明在相线与大地
之间产生电流流过“人”,此时其中有一个开关跳闸,立功的开关
是 。
空气开关
漏电保护开关
6. 教室内有两盏“220 V 40 W”的电灯和1个带有保险丝的三孔插座。
要求开关S只控制两盏灯,且一盏灯坏了另外一盏灯仍然能正常发光。请
按照安全用电的要求连接电路。
7. 在如图所示的家庭电路中,闭合开关S,灯泡不发光,用试电笔检测
双孔插座左右两孔,氖管都发光。若电路中只有一处故障,由此可推断
发生断路故障的是 。(选填“fe”或“ed”)
第7题图
fe
8. 现代家庭电器化程度越来越高,用电安全是一个十分突出的问题。下
表提供了一组人体电阻数据。如图所示,用电器R接在家庭电路上,电阻
为44 Ω,电路中还有额定电流为10 A的熔断丝(俗称保险丝)。则:
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
手与手之间电阻 200 kΩ 5 kΩ
手与脚之间电阻 300 kΩ 8.8 kΩ
手与塑料鞋底之间电阻 8 000 kΩ 10 kΩ
(1)只有用电器R接入电路时,通过熔断丝的电流为多少?
解:(1)用电器两端的电压为220 V,电阻为44 Ω,根据欧姆定律可得,只
有用电器R接入电路时通过保险丝的电流
I===5 A。
解:(1)用电器两端的电压为220 V,电阻为44 Ω,根据欧姆定律可得,只
有用电器R接入电路时通过保险丝的电流
I===5 A。
解:(2)由数据知,此时人体电阻大约为R=
8.8×103 Ω,通过人体的电流
I人===0.025 A。
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过
保险丝的电流
I总=I+I人=5 A+0.025 A=5.025 A。
人触电时干路的电流未达到保险丝的额定电流,
保险丝不熔断,不能救人的命。
解:(2)由数据知,此时人体电阻大约为R=
8.8×103 Ω,通过人体的电流
I人===0.025 A。
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过
保险丝的电流
I总=I+I人=5 A+0.025 A=5.025 A。
人触电时干路的电流未达到保险丝的额定电流,保险丝不熔断,不能救人的命。
(2)一个潮湿的人,赤脚站在地上,由于不小心,手接触火线,发生触电
事故,则通过人体的电流是多少(上表电阻数据适用此人)?并分析为什么
熔断丝不会断(即熔断丝不能救人命)。
9. 阅读短文,完成下列问题。
漏电保护器
根据安全用电要求,住户家里除了要安装防止电流过大的自动空气
开关外,还必须安装如图所示的漏电保护器。其示意图如图甲所示,其
内部结构相当于一个自动开关,正常情况下,住户家中没有电流流向地
面,即图甲中I3为零,进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等,漏电
保护器内部自动开关处于闭合状态。如果电路中某处发生漏电(漏电是指
电流从墙体、人体、接保护线或其他路径流向地面),即图乙中的I3不为
零,就会造成I1和I2不相等,当I1和I2的差异达到一定值,保护器内部的
自动开关就会立即断开。排除漏电故障后,重新合闸即可恢复供电。为
确保使用安全,漏电保护器上设置了试验按钮,需要每月试按一次,如
果按下试验按钮漏电保护器无动作,说明需要更换漏电保护器。
(1)当电路发生短路时,漏电保护器 (选填“会”或“不会”)自
动切断电路。
(2)如图乙所示,如果发生漏电,漏电电流为I3,则I1 I2,I1、I2、I3
大小关系的表达式为I3= 。
不会
>
I1-I2
(3)漏电保护器的试验电路,由一只试验开关S与电阻R组成,闭合试验开
关S就能模拟漏电情形,试验电路的连接符合要求的是 (填字母)。
C (共15张PPT)
第十九章 生活用电
§19.3 跨学科实践为家庭电路做设计
2022年课程标准 学习目标
1.结合物理电学、安全用电
知识了解家庭电路工作原
理,能运用跨学科知识解释
家庭电路现象,解决实际问
题。 2.通过设计家庭电路提升动
手能力与创新思维,培养安
全意识。 1.理解家庭电路的基本组成与工作原
理,掌握电路设计规范。
2.学会在实践中探究电路设计的影响因
素,设计方案、收集证据,对结果进行
分析解释,培养跨学科思维与实践能
力。
3.增强团队协作意识,关注电路节能与
安全,提升综合素养。
【建议形式】:活动采用小组形式(4~6人一组)
每个家庭的用电情况是不一样的,假如你家正在准备装修改造,请
你根据家里的用电需求,在学过的电学知识基础上,进一步查找相关资
料,了解家庭电路的设计规范,设计并制作一个简易的家庭电路模型。
(注意:不合理的电路设计可能导致安全隐患或能源浪费)。
1. 家庭电路通常包括:电源、导线、开关、 、
等部分。
2. 在设计时,需要考虑以下问题:
插座
用电器
(1)电路的安全性:如何避免短路或过载?
首先可根据家里现有的用电器,初步估算家中的总体用电需求,然后合
理规划并设计室内的配电分支回路。还可对家庭电路中使用到的断路
器、导线等配电器材进行选型,使器材之间相互匹配。
合理布局开关和插座是家庭电路设计的核心,需兼顾安全性、实用性和
美观性。以下是基本原则:
首先可根据家里现有的用电器,初步估算家中的总体用电需求,然后合
理规划并设计室内的配电分支回路。还可对家庭电路中使用到的断路
器、导线等配电器材进行选型,使器材之间相互匹配。
合理布局开关和插座是家庭电路设计的核心,需兼顾安全性、实用性和
美观性。以下是基本原则:
(2)电路的实用性:如何合理布局开关和插座?
1. 开关布局
位置:照明开关应安装在房门入口处(距地面1.3~1.5米),方便随手
控制。
卧室推荐双控开关(门口和床头各一个),避免摸黑走动。
分类控制:大空间(如客厅)可分区域控制(主灯、射灯、氛围灯等)。
2. 插座布局
高度:普通插座距地面0.3米(防溅水),书桌、床头插座0.8米(方便充
电)。
空调、油烟机等专用插座按设备高度定位(如空调2米以上)。
1. 开关布局
位置:照明开关应安装在房门入口处(距地面1.3~1.5米),方便随手
控制。
卧室推荐双控开关(门口和床头各一个),避免摸黑走动。
分类控制:大空间(如客厅)可分区域控制(主灯、射灯、氛围灯等)。
2. 插座布局
高度:普通插座距地面0.3米(防溅水),书桌、床头插座0.8米(方便充电)。
空调、油烟机等专用插座按设备高度定位(如空调2米以上)。
3. 数量与间距:
客厅每面墙至少1个插座,电视墙预留3~4个(电视、机顶盒、路由器
等)。
厨房台面插座间距≤1.2米(小家电集中),避免拉线。
3. 数量与间距:
客厅每面墙至少1个插座,电视墙预留3~4个(电视、机顶盒、路由器等)。
厨房台面插座间距≤1.2米(小家电集中),避免拉线。
4. 特殊需求:
卫生间用防溅盒插座,远离淋浴区。
玄关预留插座(烘鞋器、智能设备)。
(3)电路的节能性:如何减少电能浪费?
安全与节能:
大功率电器(如空调、烤箱)需单独回路,配16 A插座。
插座与开关保持距离,避免线路交叉干扰。
总结:以人的动线为核心,按功能分区规划,确保“够用、好用、安
全”。
安全与节能:
大功率电器(如空调、烤箱)需单独回路,配16 A插座。
插座与开关保持距离,避免线路交叉干扰。
总结:以人的动线为核心,按功能分区规划,确保“够用、好用、安
全”。
项目1:观察与体验
在实验室中观察一个家庭电路演示板,记录其主要组成部分(如断路
器、开关、插座等)。分析电路中各元件的作用及连接方式。
项目2:提出问题
在设计家庭电路时,可能会遇到以下问题:
序号 问题 可能的原因
1 电路短路 导线连接错误或绝缘不良
2 开关控制不灵活 开关类型选择不当
3 插座布局不合理 未考虑实际使用需求
4 …… ……
项目3:设计方案与准备材料
建议:优先设计一个包含照明电路和插座电路的简易模型,确保安
全性和可操作性。安全提示:实验过程中需使用低压电源(如电池或学生
电源),避免直接接触 220 V市电。
在方框内绘制家庭电路设计简图,标注各元件名称(如电源、开关、插
座、灯泡等)。
准备材料:
低压电源(如电池盒或学生电源)、导线若干、开关、插座模型、小灯
泡或LED灯绝缘胶带、电路板(可选)。
项目4:制作与调试
参考制作步骤:
材料 环节 步骤
低压电源 搭建电源部分 连接电源,确保电压符合安全标准
导线、开关 设计照明电路 将开关与灯泡串联,测试开关能否正常控
制灯泡亮灭
插座模型 设计插座电路 将插座与电源并联,确保插座能独立供电
绝缘胶带 安全检查 检查所有连接点是否牢固,避免裸露导线
拓展 尝试为电路添加保险丝或断路器,模拟过载保护功能。可以设
计一个节能电路,如使用声控开关控制照明。
项目5:展示与交流
各小组展示家庭电路模型,从以下维度进行评价:
小组名 安全性 实用性 创意性
1
2
3
4
要求:在展示中,分享电路设计的工作原理、制作难点以及改进方
向,讨论如何在实际生活中应用所学知识。
项目6:调查家庭用电需求
请你调查并记录目前家中主要用电器的使用情况阅读各个用电器的
铭牌或说明书,重点关注它们的功率信息。明确用电需求,为规划家庭
电路的配电分支回路作准备。
表1 用电器调查细目表
家用电器 功率/kW 数量
洗衣机
电冰箱
电热水器
电饭锅
电灯1
电灯2
……
项目7:合理规划配电分支回路
甲
分支回路 用电器及数量 总功率
照明分支回路 节能灯12盏
插座分支回路1 洗衣机1台、电冰箱1台……
插座分支回路2 微波炉1台、电饭锅1台……
空调分支回路 空调2台
乙
如图甲是某同学家庭住房布局,该某同学根据家庭实际用电需求,
结合家用电器的使用环境,设计家庭电路的分支回路。请同学们讨论分
析该同学的方案,并为他设计的家庭电路优化提出方案与建议。(共33张PPT)
第十九章 生活用电
§19.1 安全用电
2022年课程标准 学习目标
有安全用电和节约
用电的意识。 1.知道相线和中性线.
2.【重点】知道家庭电路中电流过大的原因是家用
电器的总功率过大和短路。
3.有初步的安全用电常识。
据新闻报道,火灾时有发生,消防部门表示其中有些火灾就是由于
使用电气引发的,电气火灾的发生,主要是因为电线短路、接触不良、
电气设备老化、电气设备质量差、超负荷用电等因素引起,居民平时用
电需格外注意。
知识点1 相线(火线)和中性线(零线)
内容:阅读书本P128页,完成以下填空。
1. 进户的两条输电线中一条叫作相线(用 表示),俗称 ,另
一条叫作中性线(用 表示),俗称 。火线相对于地面的电压
为220 V,而零线相对于地面的电压为0 V,故火线与零线之间的电压
为 。用电器就接在火线和零线之间。
L
火线
N
零线
220 V
2. 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 的方式接在电路中。
并联
知识点2 家庭电路的总功率过大对家庭电路的影响
1. 算一算:小明家里有一个插线板上标有“220 V 10 A”字样,小明把
下表所有用电器同时连接在该插线板上使用。
(1)求此时流过插线板的总电流。
解:(1)插线板的总功率
P总=1 500 W+900 W+140 W+200 W+1 000 W+880 W
=4 620 W
流过插线板的总电流
I总===21 A。
解:(1)插线板的总功率
P总=1 500 W+900 W+140 W
+200 W+1 000 W+880 W=4 620 W
流过插线板的总电流
I总===21 A。
用电器 额定功率
微波炉 1 500 W
电熨斗 900 W
电视 140 W
电冰箱 200 W
洗衣机 1 000 W
电饭煲 880 W
(2)此时该插线板是否超负荷?
解:(2)I总=21 A>10 A,超过插线板能承受的最大电流,故插线板
超负荷。
答:(略)
解:(2)I总=21 A>10 A,超过插线板能承受的最大电流,故插线板
超负荷。
答:(略)
小结 ①家庭电路中的总功率:P=P1+P2+…+Pn,根据P=UI,可
以得到I= ,已知家庭电路中电压恒定,则家庭电路中的功率越大,电路中的 就越大;
②电路总电流过大会导致什么不良后果?
根据焦耳定律Q= 可知,导线的电阻和通电时间一定,当电流
越大,产生的热量就越 。所以电路电流过大,即使导线电阻小,
但产生的热量也非常可观,若散热不好,局部温度达到着火点,往往引
起火灾。
电流
I2Rt
多
③随着人们生活水平的提高,家庭使用的电器越来越多,大功率的用电
器也在增加,如果很多用电器同时使用,它们的总功率会相当可观,电
路中的总电流也会超过安全值。容易引起线路故障,甚至发生火灾。因
此,很多老用户就要进行电路设备增容,增容主要是把导线换成
更 的、把电能表换成额定电流更 的和把保险装置换成熔断
电流更 的。
粗
大
大
【典例1】在一个寒冷的冬天,小明家来了许多客人,当他把第二个电烤
炉接入电路中时,家里所有的灯突然熄灭,电烤炉也不发热,检查后发
现保险丝断了。导致保险丝烧断的原因可能是( D )
A. 开关接触不良
B. 第二个电烤炉的电阻丝烧断了
C. 灯泡的灯丝烧断了
D. 电路中用电器的总功率过大
D
(1)使用这台空调时,通过它的电流是多少?
解:(1)通过这台空调的电流
I1==≈4.5 A,
解:(1)通过这台空调的电流
I1==≈4.5 A,
【变式1】炎炎夏日即将来临,明明家新购置了一台1 kW的空调。已知
他家原有用电器的总功率是5 600 W,电能表上标有“220 V 10(40) A”
的字样。请你通过计算说明:
(2)从电能表使用的角度考虑,明明家的电路是否允许安装这样一台
空调?
解:(2)增加这台空调后,明明家的用电器总功率
P总=5 600 W+1 000 W=6 600 W,
此时通过明明家的总电流
I总===30 A,
30 A<40 A,从电能表使用的角度考虑,可以安装这样一台空调。
答:(略)
解:(2)增加这台空调后,明明家的用电器总功率
P总=5 600 W+1 000 W=6 600 W,
此时通过明明家的总电流
I总===30 A,
30 A<40 A,从电能表使用的角度考虑,可以安装这样一台空调。
答:(略)
知识点3 短路对家庭电路的影响
1. 算一算:小明家电能表标有“10(40 A)”字样,他家中的一些用电器
的额定功率如表所示。
(1)求他家电饭煲正常工作时的电流。
解:(1)电饭煲正常工作时的电流
I1===4 A。
解:(1)电饭煲正常工作时的电流
I1===4 A。
用电器 额定功率
微波炉 1 500 W
电熨斗 900 W
电视 140 W
电冰箱 200 W
洗衣机 1 000 W
电饭煲 880 W
(2)若电饭煲正在煲粥,粥沸腾后溢出导致插头进水短路,此时短路处电
阻只有2 Ω,求此时的电流。
解:(2)电饭煲短路电流
I2===110 A。
答:(略)
解:(2)电饭煲短路电流
I2===110 A。
答:(略)
用电器 额定功率
微波炉 1 500 W
电熨斗 900 W
电视 140 W
电冰箱 200 W
洗衣机 1 000 W
电饭煲 880 W
小结 ①电线和用电器使用年限过长,绝缘皮破损或老化,使相线和
中性线直接连通,或用电器进水造成短路……根据欧姆定律I= 可
知,家庭电路的电压为 V不变,当电路发生短路时,由于短路处
的 很小,导致电路中的电流会 。
②短路时电路中的电流非常大,会产生大量的热,使导线的 急
剧升高,很容易造成火灾。
220
电阻
很大
温度
【典例2】接线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电。如果
指示灯断路,开关闭合时插孔也能正常通电,但现在闭合接线板上的开
关,接线板的插头插入家庭电路中的插座时,总出现“跳闸”(空气开关
断开)现象。下列说法中正确的是( B )
B
A. “跳闸”的原因是接线板上的指示灯发生了断路
B. “跳闸”的原因是接线板上的指示灯发生了短路
C. “跳闸”的原因是接线板上的开关发生了断路
D. “跳闸”的原因是接线板上的开关发生了短路
【变式2】电焊利用电流的热效应将焊条熔化,从而使金属部件连接在一
起。某电焊机输出电压40 V、输出功率2 000 W。各种橡胶绝缘铜芯导线
在常温下安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如表。从安全角度考
虑,应选择哪种导线作为电焊机的输出导线?请计算后说明。
导线规格 导线横截面积S/mm2 2.5 4 6 10
安全载流量I/A 28 37 47 68
解:电焊机工作时电流
I===50 A,
由表可知,应选横截面积为10 mm2的导线。
答:(略)
知识点4 触电事故
1. 阅读小资料,回答问题:
如表,人体是导体,当有一定大小的电流通过人体,就会出现一些不良
的生理反应,称为触电。
电流的大小 人体反应
0.1~0.2 mA 对人体无害反而能治病
1 mA左右 引起麻的感觉
不超过10 mA 人尚可摆脱电源
超过30 mA 感到剧痛,神经麻痹,呼吸困难,有生命危险
达到100 mA 只要很短时间可使人心跳停止
思考 电对人体造成的伤害程度与通过人体 及持续时间
有关。
电流大小
2. 算一算,回答问题:
有一个人,他的电阻约为50 kΩ。
(1)他在维修灯泡时,没有断开开关,不小心触碰到家庭电路火线接线
柱,则流过他的电流约 mA。
(2)在路边的变压器,接线端电压为5×104 V,若该人不慎碰到接线端,
则流过他的电流约 A。
4.4
1
(3)人体皮肤在潮湿时电阻会更小,这个人在用热水器洗澡时发生触电事
故,此时他的电阻约1 kΩ,则流过他的电流约 mA。
220
思考 ①根据以上计算可知,因为 ,在人体的电阻一定的情
况下,加在人体上的电压越 ,流过人体的电流就会越 ,到
一定程度就会有危险。
②通常情况下人体的电阻为104~105 Ω;在皮肤潮湿时,人体的电阻可
降低到约103 Ω。根据I= 可知,在电压一定的情况下,人体电阻
越 ,通过人体的电流越大,因此不要用湿手触摸电器。触电电流
大小由人体电阻和加在人体两端的电压决定。
I=
大
大
小
3. 常见的触电事故
(1)低压触电
、人体、
构成闭合回路 、人体、 构成闭合回
路
双线触电 单线触电
相线
中性线
相线
大地
(2)高压触电
高压带电体会在周围形成强大
的电场,当人靠得很近时,容
易产生电弧触电 高压输电线掉在地上,当人经过该区域
时,两脚之间存在相当高的电压,称做
“跨步电压”。这时电流从一条腿流
入,另一条腿流出
高压电弧触电 跨步电压触电
4. 看到有人发生触电,应该怎样做?
在发生触电事故现场,千万不要用手去拉触电的人,而是要立即
,然后进行抢救。
切断
电源
【典例3】在家庭电路中,假如站在地上的人一只手接触了相线,如图所
示,由于人体是 (选填“导体”或“绝缘体”),人体成为闭合电
路中的一部分,就会有 通过人体,发生触电事故。经验证明,
只有不高于36 V的电压对人体才是安全的。
导体
电流
【变式3】电工维修电路有时需要带电操作,以下操作,不会发生触电事
故的是( B )
A. 甲站在绝缘凳上同时接触相线和中性线
B. 乙站在绝缘凳上仅接触相线
C. 丙站在地上仅接触相线
D. 丁站在地上同时接触相线和中性线
B
1. 相线(火线)和中性线(零线)
(1)进户线:一条叫作 (用L表示),俗称 ,另一条叫
作 (用N表示),俗称 。
相线
火线
中性线
零线
(2)在家庭电路中,用电器采用 的方式接在电路
并联
2. 家庭电路中电流过大的原因
(1)家庭电路中用电器 ;P= 。
(2)家庭电路中某处发生 ;I= 。
总功率过大
UI
短路
3. 触电事故
触电电流大小由人体电阻和加在人体两端的电压决定。电压越 越
危险。
(1)低压触电:
①单线触电:人体接触 和 触电;
②双线触电:人体接触 和 触电;
高
相线
大地
相线
中性线
(2)高压触电:①高压电弧触电;②跨步电压触电。
1. 夏季是用电高峰期,电路火灾时有发生。起因都是电路“超负荷”,
金属导线温度过高引燃了外面的绝缘皮。请根据学过的物理知识判断,
“超负荷”是指电路中( A )
A. 电流过大 B. 电压过高
C. 电压过低 D. 电阻过大
基础评价
A
2. 在家庭电路中,各用电器之间是 (选填“串联”或“并联”)
连接的。星期天,小天在家里正开着空调上网查资料,当妈妈做饭时把
电热水壶插头插进插座时,空气开关立刻“跳闸”,小天分析其原因可
能是电热水壶插头内部 ,也可能是家庭电路中用电器总功
率 。
并联
短路
过大
3. 如图所示的用电器电路,会造成电路 ,从而引起干路
中的 ,根据 定律,可知导线中将产生大量的
,使导线发热,甚至燃烧引起火灾。
总功率过大
电流过大
焦耳
热
量
4. 某同学家中电能表的规格是“220 V 5(10) A”,他家允许使用的用
电器总功率不能超过 W。若已经有40 W电灯3盏,100 W电视机
一台,200 W的冰箱一台,1 500 W的空调一台正在工作, (选填
“能”或“不能”)再将一个400 W的烤箱接入电路中使用。
2 200
不能
5. 小明家有100 W的电视机一台,150 W的冰箱一台,1 000 W的电热水
器一台,照明灯总功率为180 W。现他家又买了一台全自动洗衣机,其
铭牌如下表。他家安装的电能表上允许通过的最大电流为10 A。则:
(1)他家新买的洗衣机在额定电压下洗衣时,通过洗衣机的电流是多少?
解:(1)通过洗衣机的电流
I===1.5 A。
素养评价
解:(1)通过洗衣机的电流
I===1.5 A。
额定电压/V 220
额定频率/Hz 50
机身尺寸/mm3 600×560×850
洗涤功率/W 330
(2)现在,他家的这些用电器能不能同时使用?
解:(2)电能表允许通过的最大电流为10 A,因此电能表的最大功率
P最大=UI最大=220 V×10 A=2 200 W,
所有用电器的总功率
P总=100 W+150 W+1 000 W+180 W+330 W=1 760 W。
1 760 W<2 200 W,因此他家的所有用电器可以同时使用。
答:(略)
解:(2)电能表允许通过的最大电流为10 A,因此电能表的最大功率
P最大=UI最大=220 V×10 A=2 200 W,
所有用电器的总功率
P总=100 W+150 W+1 000 W+180 W+330 W=1 760 W。
1 760 W<2 200 W,因此他家的所有用电器可以同时使用。
答:(略)
额定电压/V 220
额定频率/Hz 50
机身尺寸/mm3 600×560×850
洗涤功率/W 330
方法点拨 电能表有为了安全而设定的额定电流和最大功率。上
面的题目需要结合电学公式I=,P=UI,算出电流或总功率,对
比进行判断。(共37张PPT)
第十九章 生活用电
§19.2 家庭电路的基本组成
2022年课程标准 学习目标
1.了解家庭电路的组
成。 2.有安全用电和节约
用电的意识。 1.【重点】知道保险丝的作用。
2.【重点】了解使用试电笔判定相线和中性线的
方法,并利用试电笔判断家庭电路故障。
3.【重点】了解三线插头与漏电保护器和安全用
电的关系。
4.了解家庭电路的组成部分及其作用。
知识点1 电流过大的防护
1. 家庭电路电流过大有引起火灾的危险,怎样避免这种危险?这就需要
当出现电流过大时,能马上断开电路,能起这个作用的是 。
2. 你知道保险丝是如何起到“保险”作用的吗?
保险丝
如图所示,A、B两个接线柱间是一段保险丝,C、D两个接线柱间是一段
铜丝,移动变阻器的滑片,当电流逐渐增大时, 熔断,
而 不熔断。
保险丝
铜丝
3. 保险丝材料:保险丝是用铅锑合金制成的,电阻比较 ,熔点比
较 。
4. 保险丝应与被保护电路 联,并安装在 (选填“相线”或
“中性线”)那一端。
大
低
串
相线
5. 新建楼房的供电线路已经不再使用保险丝,而用带有保险装置的
代替,如图所示,当电流过大时,空气开关中的电磁铁起作
用,使空气开关断开,切断电路,俗称“跳闸”。当电路被保险装置切
断后,不要急于 ,要先找到发生故障的原因,排除故障后
再恢复供电。
空
气开关
接通电源
小结 1.保险丝是用电阻比较 、熔点比较 的铅锑合金制
作的。
大
低
2. 把保险丝或空气开关接在电路中,当电路中的 过大时,会切
断电路,起到保护电路的作用。
电流
【典例1】家庭电路中,保险装置应接在 (选填“电能表”或
“总开关”)之后,保险装置内装有熔丝,熔断器的陶瓷外壳属于
(选填“导体”或“绝缘体”),当家庭电路中电流过大时,熔丝会自
动熔断,这是利用了电流的 效应;相同长度和材料做成的熔
丝, (选填“粗”或“细”)的更容易熔断,下表是一些材料的数
据,适合制作保险丝的是 。
总开关
绝缘
体
热
细
铅
金属 铅 铜 铁 钨
长1 m、横截面积1 mm2的导线在20
℃时的电阻/Ω 0.206 0.017 0.096 0.053
标准大气压下的熔点/℃ 328 1 083 1 535 3 410
【变式1】如图所示,A为一根5 A的保险丝,B、C均为3 A的保险丝。灯
泡L1的电阻R1=21 Ω,灯泡L2的电阻R2=18 Ω。S断开时,通过L1的电流
为2.4 A。则当S闭合时,求:(保险丝电阻不计、忽略灯泡电阻的变化)
编号 直径/mm 额定电流/A 熔断电流/A
1 0.40 1.5 3
2 0.71 3 6
3 0.98 4.5 9
4 1.26 6 12
5 1.58 7.5 15
6 1.98 15 30
(1)由表中的数据,你能得到哪些有关保险丝的知识?写出两条:
①
保险丝越粗,它的额定电流(或熔断电流)越大。
②
同规格保险丝的熔断电流是额定电流的2倍。
(2)流过A保险丝的电流为多少安?
解:(2)由I=可知,电源电压U=U1=I1R1=
2.4 A×21 Ω=50.4 V,
通过R2的电流I2===2.8 A,
所以通过保险丝A的电流I=I1+I2=2.4 A+2.8
A=5.2 A。
解:(2)由I=可知,电源电压U=U1=I1R1=
2.4 A×21 Ω=50.4 V,
通过R2的电流I2===2.8 A,
所以通过保险丝A的电流I=I1+I2=2.4 A+2.8
A=5.2 A。
(3)哪根保险丝有可能熔断?该根保险丝应该选用上表中的直径为多大的
保险丝?
解:(3)根据表中数据和上述计算结果可知:I>
5 A,I1<3 A,I2<3 A,所以保险丝A会熔断,
应选择直径为1.26 mm的保险丝。
解:(3)根据表中数据和上述计算结果可知:I>
5 A,I1<3 A,I2<3 A,所以保险丝A会熔断,
应选择直径为1.26 mm的保险丝。
知识点2 相线(火线)和中性线(零线)的辨别
1. 试电笔——辨别相线(火线)、中性线(零线)的工具
(1)试电笔的结构如图所示。
(2)使用方法(如图):用手接触笔尾的金属体,笔尖接触被测电路。若氖
管发光,则接触的是相线(火线),否则为中性线(零线)。原理(如图):相
线(火线)与地面间有 V电压,辨别相线(火线)时,人体和试电笔连
通了相线(火线)和大地,有电流产生,所以 发光。但是由于试电
笔中电阻的阻值很 ,所以电流很 ,不会伤害人体。(使用验
试电笔时,手指千万不能碰到笔尖,并想一想为什么?
。
220
氖管
大
小
手指碰到笔
尖,如果笔尖接触相线(火线),等于人直接接触相线(火线),有触电危险
结论2 使用试电笔时,手与笔尾金属体接触。笔尖接触相线时,相
线、试电笔、人体、大地构成 回路,氖管发光;试电笔笔尖接
触中性线时,氖管不发光。
闭合
【典例2】如图所示,是某同学家中烧水时的电水壶的接电线示意图。电
水壶在正常工作情况下,“L”和“N”两根导线之间的电压
为 V;若用验电笔去接触“L”和“N”两根导线,其中,能使验
电笔内的辉光管发红色辉光的导线是 (选填“L”和“N”)。
220
L
【变式2】用试电笔辨别相线(火线)和中性线(零线)时,手应接触的是金
属 (选填“笔尾”或“笔尖”),如图甲、乙所示的两种握法,其
中正确的是 (选填“甲”或“乙”)。在如图丙所示的电路中,闭合
开关后,灯不亮,用试电笔分别接触A、B、C点,氖管均发光,接触D点
氖管不发光,则电路故障可能是 (选填“开关处接触不
良”“灯泡断路”或“CD间断路”)。
笔尾
甲
CD间断路
知识点3 三线插头和漏电保护器
1. 插座是随时灵活连接各种家用电器的元件,有两孔插座和三孔插座(如
图),一般左孔接 线,右孔接 线。三孔插座上方的
孔接 ,保护线与大地相连,所以俗称地线。(插座连入
电路原则:左 右 中 )
中性(零)
相(火)
保护线(地线)
零
火
接地
2. 洗衣机、电冰箱等带金属外壳的用电器连的是三线插头(如图),插头
的三条线,其中一条接相线(L),一条接中性线(N),第三条线标有“E”
的导线与 相连,接入插座中的地线。当电冰箱插头
插入插座后,会使电冰箱金属外壳与 相连。万一电冰箱的外壳
和电源 线之间的绝缘损坏,使电冰箱外壳带电,电流会从地线直
接流入大地,此时即使人体接触漏电的电冰箱,电流也不会从人体流入
大地,所以人不会有危险。
用电器金属外壳
大地
相
第2题图
3. 总开关上“漏电保护器”的作用:
正常情况下,用电器通过相线、中性线和供电系统的电源构成闭合电
路,家庭电路中不会有电流直接流入大地。但下面两种情况:
第3题图
(1)如果有人不小心接触了相线(触电),电流会经过人体流入 。
大地
(2)由于潮湿或绝缘层损坏,使用电器外壳与相线相通,用电器外壳带
电,电流会通过地线流入 。
(3)当家庭电路中有电流直接流入大地,使得通过相线、中性线的电流不
相等,总开关上的漏电保护器(如图)检测到该差异后,就会迅速切断
,对人身起到 作用。
大地
电
源
保护
第3题图
小结 1.插座连线原则:“ ”。
2. 漏电保护器是在用电器漏电或人体触电时实施保护的装置。
左零右火中接地
【典例3】在图中把插头与电水壶正确连线。
【变式3】如图是一个住宅户内的配电系统方框图,当吊灯正常发光时,
用试电笔接触P处的导线,氖管 (选填“会”或“不会”)发光;当
站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内的金属片时,
(选填“空气开关”或“漏电保护器”)会迅速切断电流,对人身起到
保护作用;N处应安装的家庭电路元件为 。
会
漏电保护
器
电能表
知识点4 家庭电路的组成
电在我们生活中的作用功不可没,雄伟的高压输电塔翻山越岭,把
电从遥远的发电厂输送到城市和乡村的每个角落。家庭中如何用电?
1. 内容:阅读书本138页,完成以下内容的填写。
如图是比较简单的家庭电路示意图,观察图片,回答下列问题:
(1)家庭电路的组成包括:进户线(相线和中性线)、 、总开关
(含保险装置)、插座、用电器、导线等组成。
电能表
(2)电能表:接在家庭电路的 (选填“干路”或“支路”)上,用
来测量整个家庭电路消耗的电能。
(3)总开关:接在家庭电路的 (选填“干路”或“支路”)上,控
制家庭内全部电路。
(4)保险盒:内装保险丝, 时,保险丝会熔断,切断电路,
对用电器起到保护作用。
(5)随着科技发展,现在家庭一般用空气开关来代替闸刀开关和保险丝。
干路
干路
电流过大
2. 用电器的连接原则(如图)。
(1)插座与灯要 联。
并
(2)开关与被控制的用电器 联,且开关要串联在 线和用电器
之间,这样开关在切断电路时,才能将相线与用电器之间断开。
小结 1.家庭电路的连接顺序是进户线、 、总开关、保险
装置和用电器。
串
相
电能表
2. 用电器开关与用电器 联,并且开关应该接在 线与用电器
之间。
串
相
【典例4】输电线进户后,经过家庭电路元件再连接用电器,图中
(1)(2)(3)内的元件分别是( B )
A. 电能表、保险盒、总开关
B. 电能表、总开关、保险盒
C. 总开关、电能表、保险盒
D. 保险盒、总开关、电能表
B
【变式4】如图为家庭照明电路的示意图,有关此电路,下列说法错误的
是( D )
A. 电能表用来测量电路消耗的电能
B. 开关应安装在灯泡A与相线之间
C. 灯泡A与插座B并联
D. 若开关短路,空气开关会自动“跳闸”断开电路
D
1. 电流过大的防护
(1)保险丝:
①材料:用 比较大, 比较低的铅锑合金制成。
②作用:当 时,自动切断电路,起到保护电路作用。
③选择原则:保险丝的额定电流 电路中的最大正常工
作电流。
④使用: 在电路中。
电阻
熔点
电流过大
等于或稍大于
串联
(2)新型保险装置: 。
空气开关
2. 试电笔——辨别相线(火线)和中性线(零线)
(1)构造:笔尖金属体、 、氖管、弹簧和笔尾金属体。
(2)使用:手接触笔尾金属体,笔尖接触 ,氖管发光;若
笔尖接触 ,则氖管不发光。
高值电阻
相线(火线)
中性线(零线)
3. 三线插头和漏电保护器
(1)插座连线原则: 。
(2)漏电保护器:是在 时实施保护的装置。
左零右火中接地
用电器漏电或人体触电
4. 家庭电路的组成
(1)家庭电路的连接顺序是进户线、 、总开关、保险装置和用
电器。
(2)用电器开关与用电器 联,并且开关应该接在 线与用电器
之间。
电能表
串
相
基础评价
1. 如图甲、乙所示,分别表示试电笔的两种握法,其中正确的
是 (选填“甲”或“乙”)。如图丙所示,电路中画“×”处表示断
路之处。开关闭合后,用试电笔测试电路中A、B、C、D四点,试电笔的
氖管会发光的点是 。
甲
A、B、C
2. 图甲是一个家庭电路中常用的插座,其中A孔应接 线,B孔应
接 线,C孔应接 线。图乙是某同学连接的两个家庭电路,
其中正确的是 (选填字母)。
中性
相
保护
b
3. 居民楼的楼道里,夜间楼道灯一直亮着会造成浪费。科研人员用“光
敏”材料制成“光控开关”,它能在天黑时自动闭合,天亮时自动断
开;利用“声敏”材料制成“声控开关”,它能在有人走动发出声音时
闭合,无人走动时自动断开。请将图中的“光控开关”“声控开关”、
灯泡用笔画线代替导线正确连入电路,设计出只有在夜间且有声音时灯
才亮的楼道灯自动控制电路。
第3题图
4. 如图所示,一间教室要安装2盏“220 V 40 W”的电灯,要求开关S
控制两盏灯,且每盏灯都能正常发光,电路连接要符合安全用电的要
求,请按以上要求将图中元件用笔画线代替导线连接起来。
第4题图
5. 如图所示是220 V的家庭电路,电路中安装了额定电流为10 A的保险丝
和漏电保护器(在图中虚线框内,未画出),电路中有一个用电器正在工
作,其实际功率是1 000 W。
素养评价
(1)保险丝是利用电流的 效应工作的,保险丝应该选择电阻比
较 (选填“大”或“小”),熔点比较 (选填“高”或“低”)
的材料制作。
热
大
低
(2)若图中用电器发生短路,则 (选填“保险丝会熔断”
或“漏电保护器会断开”)。
(3)若此时有一人赤脚站在地上,不小心手接触了火线,假设人的电
阻为4.4 kΩ,此时通过人体的电流是 A,保险丝
(选填“会”或“不会”)熔断,漏电保护器检测到通过A、B两处的
电流IA (选填“>”“<”或“=”)IB,从而切断电路,保护
人身安全。
保险丝会熔断
0.05
不会
>
方法点拨 保险丝熔断或空气开关跳闸一定是因为电路中电流过大导
致的,而引起家庭电路电流过大的原因有两种可能性:1.电路发生短
路。2.用电器总功率过大。
空气开关的作用和漏电保护器的作用是不一样的,空气开关是电流过大
时,为了防止火灾,可以切断电路。而当人触电或用电器漏电时,电路
电流不会很大,空气开关不会跳闸,但是此时会有电流流入大地,漏电
保护器会断开电路保护人体安全,防止人触电。