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第1节 安全用电(教学设计)
年级 九年级 学科 物理 教师
课题 第1节 安全用电
教学 目标 物理观念 知道家庭电路中常见的用电安全问题。
科学思维 通过运用电学知识分析家庭电路中常见用电安全问题发生的原因,发展推理能力。
科学探究 能根据实验现象分析导致电路中电流过大的原因,发展获取证据的能力。
科学态度 与责任 通过用电安全的学习,提升保护自己和他人人身安全的意识。
教材 分析 本节主要包括电功率过大、短路、触电事故三部分内容。教材介绍了家庭电路中常见的用电安全问题,引导学生运用所学知识对这些问题发生的原因进行分析,为学生了解家庭电路提供了明确的方向。教材还通过“科学世界”介绍了防范高压触电、注意防雷等家庭电路以外的重要安全问题。 本节教学的重点有两个:一是电功率过大和短路会使电路中的电流超过供电线路允许的安全值,导致线路故障,甚至引发火灾;二是人体直接或间接触碰相线,若成为闭合回路的一部分,会引发触电事故。教学中,建议教师引导学运用欧姆定律、电功率的表达式P=UI、焦耳定律等电学知识对这些用电安全问题进行分析,明确其发生的原因,为帮助学生寻找解决用电安全问题的方法打好基础。
。
学情分析 1. 知识储备分析:九年级的学生已经具备了一定的物理基础知识,包括电路的基本概念、欧姆定律、电功率等。他们对于家庭电路中的一些基本元件,如灯泡、开关、插座等,也有一定的了解。然而,对于家庭电路中电流过大的原因及其可能带来的危害,他们还缺乏深入的认识。 2. 学习难点分析:理解短路和用电器总功率过大导致电流过大的原理可能是学生学习的一个难点,还有保险丝的选用原则,对于学生来说,解决实际题具有一定的难度。另外,学生可能容易混淆短路和断路的概念。在分析电路故障时,学生可能会忽略一些细节,如导线的接触不良、电器的老化等。
教学重点 电功率过大和短路会使电路中的电流超过供电线路允许的安全值导致线路故障;人体直接或间接触碰到相线,会引发触电事故。
教学难点 运用电学知识分析家庭电路中常见用电安全问题发生的原因。
教学 器材 电源、小灯泡(带座)、保险丝、铜丝、导线等。 多媒体ppt,包含视频《家用电器的总功率、短路对家庭电路的影响》。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 【问题】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 【引入】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。 思考问题,激发兴趣,进入情景。
学习新课 一、电功率过大 1. 家庭电路中的相线、中性线 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220V,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。 【过渡】在我们日常家庭用电过程中,有时会出现以下现象:家庭电路中同时使用空调、微波炉等大功率用电器时出现跳闸断电;阴雨天即使不使用大功率用电器也出现跳闸断电;甚至由于电路老化,用电不当等造成火灾事故,这些都是电流过大造成的。家庭电路中,电流过大的原因是什么? 2. 家用电器的总功率 (1)家用电器的总功率:在家庭电路中,各用电器是并联的,家用电器的总功率和各用电器的功率之间的关系是 P = P1+ P2 + …+ Pn (2)家庭电路的电流:根据P =UI,可得I=P/U。因为家庭电路中的电压220V是一定的,所以用电器总电功率P越大,电路中的电流I就越大。 (3)结论:用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。 3. 家用电器的总功率对家庭电路的影响 即使每个用电器的功率不算很大,如果很多用电器同时使用,它们的总功率也会相当可观,电路中的总电流也可能超过安全值。根据焦耳定律可知,产生的热量就越多,会引起线路故障,甚至发生火灾。因此,电路中同时使用的用电器不能太多,一定注意不要让总电流超过家里供电线路允许的安全值。 【提问】为了防止家庭电路出现总功率过大的现象,家庭用电时,要注意什么? 【分析】①大功率用电器不要同时使用; ②对于空调、电暖器、电热水器等功率较大的用电器,应采用独立供电的方式,即一条线路专供一大功率的用电器使用。 【播放视频】—《总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一》 【例题1】如题图所示的插座“不堪重负”,容易引起线路故障,甚至引发火灾,这是因为( A ) A.电路的总功率过大 B.电路的总电阻过大 C.电路的总电压过大 D.通过每个用电器的电流过大 【解析】由于家庭电路的连接方式是并联,接入电路中的用电器增加后,每个用电器两端的电压和通过的电流不变,而由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则干路的总电流即通过插座的电流增大,由R=U/I可知,干路的总电阻减小;因为电压不变,电流变大,由P=UI可知,电路的总功率变大,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。 知道相线、中性线;知道家庭电路的供电电压。 回忆家用电器的总功率和各用电器的功率之间的关系。 理论推导出用电器总功率越大,电路中的电流越大。 思考问题并回答。 做例题1,知道电路的总功率过大是是家庭电路中电流过大的原因之一。
学习新课 二、短路 【过渡】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,你认为原因可能是什么? 1. 短路是家庭电路中电流过大的另一原因 【演示实验】如图所示,断开开关,用导线将A、B两点起来,闭合总开关观察发生的现象。 【实验现象】保险丝快速熔断。 【现象分析】当用导线将A、B两点连接起来时,火线与零线直接相连,发生短路,由于导线的电阻很小,电源电压为220V不变,根据I=U/R可知,短路时电路中的电流非常大。由Q = I2Rt 可知,保险丝会产生大量的热量,温度急剧升高,快速熔断。 【现象结论】短路是家庭电路中电流过大的另一个原因. 【播放视频】—《短路是家庭电路中电流过大的另一个原因》 2. 造成家庭电路中短路的原因 家庭电路中的短路就是直接或间接将相线与中性线连通,如下列情况: (1)人为原因。如在电路安装维修中不细心造成相线和中性线连通。 (2)使用问题。如电线绝缘层破损,或使用时间长,或使用环境恶劣,使得导线绝缘层老化,用电器和插座进水造成相线和中性线线直接连通。 (3)元件损坏。例如家用电器绝缘材料老化,设计、制造、安装、维护不良等造成的设备缺陷发展为短路。 3. 短路对家庭电路的影响 根据前面学过的知识可知,由于导线的电阻很小,短路时电路中的电流非常大,会产生大量的热,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。 【提问】为了防止电路中电流过大引发事故,你有哪些好的建议? 【归纳】避免同时使用大功率的用电器;改造线路,例如把电线换成更 粗的铜导线;电能表换成额定电流更大的。 【例题2】某电能表标有“220V 10A(20A)”的字样。家中正在使用着一台1000W的空调、两盏22W的节能灯。此时需要再用一个18W的台灯,可每当台灯的插头插进插座时,台灯不亮,空气开关就“跳闸”,发生这种现象的原因可能是( C ) A.节能灯断路 B.用电器总功率过大 C.插头或台灯短路 D.空调的额定功率突然增大 【解析】由电能表上的参数可得,电路中允许的最大功率为 P=UI=220V×20A=4400W 而家中使用的用电器的总功率为P总=1000W+2×22W+18W=1062W 远小于电能表的最大功率;故空气开关跳闸不是因为功率过大,而是由于短路引起;当台灯的插头插进插座时,空气开关就“跳闸”,说明是由于插头或台灯短路。 故选C。 观察并分析实验现象,归纳结论。 观看视频演示。 分析造成家庭电路中短路的原因。 思考并回答,为防止电路中电流过大引发事故的建议。 做例题2,知道短路对家庭电路的影响,会分析判断短路的原因。
学习新课 三、触电事故 【过渡】电给我们的生活带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害,甚至会危及生命。在生活中,有时会听到人触电的事故,想一想,什么是触电?为什么会发生触电事故?触电有哪些情形? 1. 人体触电的实质 (1)电流对人体作用的特征:人体是导体,人体触及带电体并形成闭合电路时,有电流通过人体。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。 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8~10mA人手很难摆脱电源超过30mA剧痛,神经麻痹,呼吸困难达到100mA只要很短时间,使人窒息,心跳停止
(2)通过人体电流的影响因素 【提问】通过人体的电流与哪些因素有关? 【归纳】①电压对通过人体电流的影响 由欧姆定律I=U/R 可知,通过人体的电流I取决于人体的电阻R和加在人体两端的电压U。当人体的电阻一定时,人体两端的电压越大,通过人体的电流I越大,对人的生命危害越大。 大量实验数据表明:人体的安全电压不高于36伏。 ②人体电阻对通过人体电流的影响 由欧姆定律I=U/R可知,当U一定时,R减小,I随着增大,所以触电时,人体电阻越小,通过人体的电流越大,对人的生命危害越大。 人体电阻约为104~105Ω;在皮肤潮湿时,人体的电阻可降低到约103Ω。
家庭电路的电压为220V,若人体接触火线,根据欧姆定律计算通过人体可能产生的最大电流(人体的电阻取103Ω): I=U/R=220V/103Ω=0.22A=220mA 这个电流值远远超过安全电流10mA,是不安全的。 ③结论:人体两端的电压越大,人体电阻越小,通过人体的电流越大,对人的生命危害越大。 (3)常见的一些电压值 ①家庭电路的电压220V; ②工厂动力电路的电压380V; ③高压输电线路的电压10 kV~500 kV。 这些电压值远远超过安全范围,都是不安全的。 【提问】①为什么不能用湿手触摸电器?②电吹风为什么不可在浴室中使用? 【分析】①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,若电吹风进水漏电有电压存在时,会有不安全的电流通过人体,很危险! 2. 低压触电 (1)双线触电:如图甲所示,假如人的一只手接触相线,另一只手接触中性线,这样,人体、导线和电网中的供电设备就构成了闭合电路,大电流流过人体,就会发生触电事故。 (2)单线触电:如图乙所示,假如人的一只手接触相线,另一只手虽然没有接触中性线,但是由人于站在地上,相线、人体、大地和电网中的供电设备同样构成了闭合电路,电流同样会通过人体,发生触电事故。 3. 高压触电 (1)高压电弧触电:高压输电线路的电压高达几万伏甚至几十万伏,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,当人靠得很近时,容易产生电弧触电(如图甲)。 (2)跨步电压触电: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(如图乙)。 4. 触电的急救 【提问】发现有人触电,应该怎样进行急救呢? 【分析】(1)首先切断电源。 (2)使触电者脱离电源。用一根绝缘棒将电线挑开,尽快使触电者脱离电源。在整个救护过程中,千万不要用手去拉触电者,防止自己也触电。 (3)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。 5. 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。 (1)防雷的原理: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。 (2)防雷措施: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。 【例题3】如图所示,A、B、C、D四人均直接与家庭照明电路的火线接触,以下关于A、B、C、D四人是否会发生触电事故的判断中,正确的是 A.A、B、C、D四人都直接或间接跟火线连通,所以都会发生触电事故 B.A、B、D三人因站在干燥的木凳上,所以不会发生触电事故 C.A、B二人只接触火线,不会发生触电事故 D.B、C、D三人因构成电流的通路,所以都会发生触电事故 【答案】D 【详解】A中,由于人踩在干燥的木凳上,且只有一只手接触火线,不能构成电流的路径,故不会发生触电; B、C中,B接触火线,BC相连,C踩在地上,所以此时相当于BC串联,故会造成BC中有电流通过,即BC都会触电; D中一只手抓火线,一只手抓零线,所以通过人体会有电流,也会造成触电;故分析上述四个选项,D是正确的.所以选D. 知道什么是触电,了解电流大小对人体作用的特征。 思考问题,根据欧姆定律分析电压对通过人体电流的影响。 根据欧姆定律通过计算分析人体电阻对通过人体电流的影响。 知道一些不安全的电压值。 交流讨论2个问题并回答。 与老师共同分析二种低压触电类型。 阅读课本第131页《家庭电路以外的防触电安全须知》,了解高压触电的两种形式。 知道触电急救的一些措施。 知道防雷原理,防雷的一些措施。 做例题3,理解掌握触电事故发生的原因。
课 堂 练 习 课 堂 练 习 1. 下列做法符合安全用电原则的是( ) A.图甲:电水壶紧靠插线板烧水 B.图乙:更换灯泡前先断开电路 C.图丙:在电暖器上烘烤衣物 D.图丁:电动自行车应在室内停放充电 【答案】B 【详解】A.生活用水是导体,电水壶紧靠插线板烧水,溅出的水会导致短路和触电,故A不符合题意; B.更换灯泡时,要先切断电源,然后再换新灯泡,否则容易发生触电事故,故B符合题意; C.在电暖器上烘烤衣物易引发火灾,故C不符合题意; D.电动自行车应在规定位置停放充电,在室内充电易引发火灾,故D不符题意。 故选B。 2.如图所示为某家庭中接线板的使用情况,下列说法正确的是( ) A.符合使用规范 B.可以正常使用 C.这是超负荷运行 D.不会引起安全事故 【答案】C 【详解】A.电功就是电流做功的多少,电流做功的过程,是电能转化为其它形式能的过程,两者不是同一个物理量,故A错误,符合题意; B.电流做功的过程,是电能转化为其它形式能的过程,电流做功越多,消耗的电能就越多,故B正确,不符合题意; C.电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗的电能的仪器,而电流做多少功的,就有多少电能转化为其他形式的能,等于消耗的电能,故可以直接用电能表测量电流做功的多少,故C正确,不符合题意; D.电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功,即电功是多少,即电功是表示电流做功多少的物理量,故D正确,不符合题意。故选C。 3. 下列做法符合安全用电原则的是( ) A.使用绝缘皮破损的导线 B.在高压线的附近放风筝 C.用湿抹布擦发光的灯泡 D.有人触电立即切断电源 【答案】 D 【详解】A.使用绝缘皮破损的导线容易接触火线而触电,A不符题意; B.在高压线附近放风筝容易碰到或靠近高压线导致触电,B不符题意; C.生活用水是导体,用湿抹布擦发光的灯泡容易触电,C不符题意; D.发现有人触电应立刻切断电源,再抢救,可以避免施救人员触电,故D符合题意。故选D。 4.下列关于生活用电常识的认识中,符合要求的是( ) A.发现有人触电时,立即用手将触电者拉开 B.长期不在家应切断电源 C.在高压输电线下可以放风筝、钓鱼 D.小李家的空气开关跳了闸,一定是电路中的总功率过大 【答案】B 【详解】A.发现有人触电时,由于人是导体,若立即用手将触电者拉开,会再次发生触电现象,故A不符合题意; B.为了节约电能与用电安全,长期不在家应切断电源,故B符合题意; C.为了防止高压触电,在高压输电线下不可以放风筝、钓鱼,故C不符合题意; D.小李家的空气开关跳了闸,可能是电路中的总功率过大,也可能是电路中发生短路,导致电路电流过大,故D不符合题意。故选B。 5.现代家庭电器化的程度越来越高,用电的安全问题十分重要,下表是小明同学通过查阅资料获得的一些数据: 测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电阻/ kΩ电阻/kΩ手与手之间3.60.9手与脚之间5.41.08手与塑料鞋底之间14.41.448
(1)分析表格中的数据,可以得到的正确认识是 。 (2)若对人体的安全电流是10 mA以下,那么干燥的人体的安全电压范围是 ,潮湿的人体的安全电压范围是 。 (3)通过(2)的计算可获得的认识是: 。 【答案】 同一个人身体潮湿时电阻会变小 不大于36 V 不大于9 V 人体变潮湿后安全电压会降低 【详解】(1)由表格数据可知人体干燥时的电阻比潮湿时电阻大的多,所以可以得到的正确认识是:同一个人身体潮湿时电阻会变小; (2)由欧姆定律可知,干燥时人体的最大安全电压: 所以干燥的人体的安全电压范围是不大于36V; 潮湿时人体的安全电压: 潮湿的人体的安全电压范围是:不大于9 V; (3)通过计算可以认识到人体潮湿时安全电压降低。 6. 明明家电能表规格是“220V 10A”,他家现已安装“220V 630W”热水器一台,“220V 180W”电视机一台,“220V 150W”的电冰箱一台,“220V 800W”的电饭锅一个。请你通过计算说明: (1)若家中已安装的这些电器同时工作,电路中的电流是多大? (2)从电能表使用的角度考虑,他家是否还可添置一台1kW的空调? 【答案】(1)8A;(2)不能。 【详解】(1)已安用电器的总功率 P=630W+180W+150W+800W=1760W 这些电器同时工作时的电流 I=P/U=1760W/220V=8A (2)该电能表允许接入的用电器的最大功率 P大=UI大=220V×10A=2200W 还可安装用电器的功率P2=2200W-1760W=440W=0.44kW<1kW 所以,从电能表使用的角度考虑,不能安装这样一台空调。
板 书 设 计 第1节 安全用电 一、电功率过大 1.家庭电路中的两条输电线:相线、中性线,之间电压220V。 2. 家庭电路中电流过大的原因:①用电器的总功率过大; ②短路。 二、触电事故 1. 电对人体的伤害与通过人体的电流和持续时间有关。 2. 常见电压:家庭电路220V;动力电路380V;人体的安全电压不高于36V。 3. 低压触电:单线触电;双线触电。 4. 高压触电:高压电弧触电;跨步电压触电。 三、安全用电 1. 触电急救;2. 不接触低压带电体,不靠近高压带电体;3. 更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关;4. 不弄湿用电器,不损坏绝缘层; 5. 注意防雷。
课 堂 小 结 第1节 安全用电
作 业
教学反思
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共39张PPT)
人教版物理(新教材)九年级全册
第1节 安全用电
第十九章 生活用电
核心素养目标
1.物理观念
2.科学思维
通过分析触电事故案例,运用电路知识解释触电原因,培养逻辑推理能力;在讨论安全用电措施时,能 结合物理、生物等多学科知识进行综合分析,提升科学思维的全面性。
3.科学探究
经历“分析触电案例一模拟触电场景一探究急救方 法”的过程,学会观察、分析生活中的用电安全隐患,通过模拟实 验理解触电原理,提升对安全问题的探究能力和实践操作能力。
4.科学态度与责任
①能主动识别生活中潜在的用电安全隐患,树立“安全第一”的责任意识。 ②能在真实情境中做出正确应对决策,如发现触电立即切断电源,体现应急处理的责任担当。
①能根据P=UI分析家庭电路中总功率与电流的关系。②能结合短路现象解释导线发热的原因。③能说出安全电压的范围(不高于36V);④区分常见 的触电类型及阐述安全用电的基本原则
教学重点01①理解家庭电路中电流过大的两个主要原因:用电器总功率过大和短路。②掌握保险丝的作用及其工作原理,能解释其“自动切断电路”的保护机制。教学难点02①从“闭合电路”角度理解触电的本质:人体成为导体构成回路,而非仅“接触电线”。②区分高压触电中的“电弧触电”与“跨步电压触电”,并能描述对应的逃生方法。教学重点难点课堂导入
夜幕降临,华灯初上,一栋栋高楼大厦因灯光而璀璨,繁华的城市亮丽而温馨。家人团聚,听音乐,看电视……实现这一切,电的作用无可替代!
课堂导入
电给我们的生活带来了极大便利,但不规范用电会带来很大危害。
生活中,同时使用多个用电器而断电;用电器不慎进水后因接通电源而彻底损毁......
影响家庭电路安全的常见用电问题有哪些呢?
用电器的总功率过大
电路短路
触电危险
探究新知
电功率过大
1. 我国家庭电路供电
①电能来源:
前几章我们做电学实验时,通常用干电池或学生电源来提供电能,而家庭中的电能一般是从发电厂通过输电线输送来的。
探究新知
a. 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。
②火线和零线
b. 火线跟零线之间的电压为220V。
c. 火线和地线间电压为220V,零线与大地间电压为0V。
探究新知
2. 家用电器的总功率过大
①家庭电路中的总功率与电流的关系
根据根据电功率和电流、电压的关系式 P = UI,可得
I =
P
U
家庭电路中的电压U是一定的,U = 220V
电功率 P 越大,电路中的电流 I 越大。
探究新知
a. 接入电路的用电器功率过大。
②电功率过大导致电流过大的原因
b.多个用电器同时使用。
电功率P越大,电路中的电流I越大。
用电器采用并联的方式接在电路中,并联数量越多,电流越大。
探究新知
根据焦耳定律
Q=I2Rt
在 R 、t 一定时,I 越大,Q 越多。
容易引发火灾
3. 家用电器的总功率对家庭电路的影响
如果家庭电路中,接入的用电器功率过大或同时使用的用电器过多,则电路中总功率会很大,电路中的总电流会过高。根据焦耳定律可知,产生的热量越多,会引起线路故障,甚至发生火灾。
探究新知
【学习任务一】总功率过大对家庭电路的影响
同时接入电路的用电器过多容易引起火灾,这就是生活中所说的“超负荷”。“超负荷”是指电路中( )
A.用电器电阻过大 B.用电器个数过多
C.电源电压过高 D.总电功率过大
D
解:家庭电路中,如果同时接入电路的用电器过多时,电路中总功率过大,则可能是干路中电流过大,产生热量过多,容易发生火灾,这就是我们所说的“超负荷”,而用电器电阻过大、电源电压过高不是造成“超负荷”的原因,而只是用电器个数过多,其总功率不大,也不会“超负荷”。只ABC不合题意,D符合题意。
故选:D。
探究新知
【变式训练】总功率过大对家庭电路的影响
炎热的夏天,家家户户都开空调时,很容易使路线因为“超负荷”工作而引发火灾,请用相关知识解释这一现象。
解:当电流通过导体时,通常会发热,居民家的用电器是并联的,当空调都开启时,并联的支路越多,干路中的电流会越大,根据焦耳定律Q=I2Rt,产生的热量会越多。所以很容易产生火灾。
当电流通过导体时,通常会发热,居民家的用电器是并联的,当空调都开启时,并联的支路越多,干路中的电流会越大,根据焦耳定律Q=I2Rt,产生的热量会越多。所以很容易产生火灾。
探究新知
短路
1. 家庭电路中的短路现象
①不小心使相线和中性线直接连通造成短路。
②电线绝缘皮破损或老化,使相线和中性线直接连通造成短路。
③用电器进水造成短路。
探究新知
2.短路引起电流过大的原因
根据欧姆定律
I=
R
U
在短路的情况下,电阻 R 很小;
若电压不变,电路中的电流 I 会很大。
×
A
保险丝
。
不变
探究新知
3.短路对家庭电路的影响
根据前面学过的知识可知,短路时电路中,导线的电阻变得很小,而电流非常大,会产生大量的热,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
根据焦耳定律
Q=I2Rt
在 R 、t 一定时,I 越大,Q 越多。
容易引发火灾
探究新知
【学习任务二】短路对家庭电路的影响
下列说法中错误的是( )
A.引起家庭电路中电流过大的原因,一定是连入电路中的用电器实际功率过大
B.在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越小
C.金属导体中的电流方向与其中自由电子定向移动方向相反
D.家庭电路中的空气开关突然断开,应先找出引起电流过大的原因,解决后再闭合空气开关
A
解:A、引起家庭电路中电流过大的原因,一是短路;二是用电器的总功率过大,故A错误;
B、家庭电路中各用电器是并联的;由并联电路特点知,并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,并联电路支路越多,并联电路总阻值越小,故B正确;
C、自由电子带负电,因此金属导体中的电流方向与其中自由电子定向移动方向相反,故C正确;
D、家庭电路中的空气开关突然断开,应先找出引起电流过大的原因,解决后再闭合空气开关,故D正确。故选:A。
探究新知
触电事故
1. 人体电阻及触电的实质:
人是导体。当人体触及带电体并成为闭
合电路的一部分时,人体就会有电流通过。
通常情况下,人的皮肤在干燥时电阻为104~105Ω,
在潮湿时皮肤的电阻会大幅降低。
如果电流达到一定值,就会发生触电事故。
电源
人体
探究新知
2. 人体接触不同电流的作用特征
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。
通过人体的安全电流为不超过10mA。
电压越高,触电时,通过人体电流越大,对人的生命危害越大。
大量实验数据表明:人体的安全电压不高于36伏。
探究新知
3. 电压越高越危险
触电电流大小由人体电阻和加在人体两端的电压决定。
根据欧姆定律
I=
R
U
在电阻一定时下,电压越高,
电路中的电流 I 越大。
不变
探究新知
I = = = 2.2×10-1 A = 220mA
U
R
220 V
103 Ω
【例题】根据所学知识说明为什么家庭电路中,人体触电是很危险的。
家庭电路的电压值通常情况会超过安全电压
这个电流值远远超过安全电流10mA,是不安全的。
分析:家庭电路的电压为220V,当人体触电时,由欧姆定律可得,通过人体产生的电流(人体的电阻取104Ω)。
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4. 常见的一些电压值
①家庭电路的电压 220 V
②工厂动力电路的电压 380 V
②高压输电线路的电压 10 kV~500 kV
这些电压值远远超过安全电压36V,都是不安全的。
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【学习任务三】人体电阻及触电的实质
我们日常生活用电的电压是____V,大量事实表明,不高于___V的电压对人体是安全的。触电对人的生命是一种严重威胁,家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接接触_____引起的。当发现有人触电时,你首先应该立即切断电源。
解:我们日常生活用电的电压是220V,大量事实表明,不高于36V的电压对人体是安全的。
触电对人的生命是一种严重威胁,家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接接触火线引起的,发现有人触电时,不要直接去救援,因为人体是导体,如果接触触电人,救援人员可能直接或间接接触火线,发生触电事故,所以一定先切断电源。
故答案为:220;36;火线。
220
36
火线
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常见的触电事故
当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。
1.双线触电
假如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。
2.单线触电
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3.可能引起触电情况
在高压电线下放风筝
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4. 触电的急救措施
应当赶快切断电源,或者用干燥的木棍将电线挑开,使触电的人迅速脱离电源。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若;若同时发生火灾,要先切断电源,绝不能在未断电的情况下泼水救火。
特别需要注意不能直接去碰触电的人,否则施救者也会触电。
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【学习任务四】常见的触电事故
当人体成为闭合电路的一部分时,就会有电流通过,如果电流达到一定大小就会发生触电事故。如图所示,请分别说出
四幅图的触电类型。
A. ____________ B.____________
C. ____________ D._____________
解:A、图中人站在地面上接触火线,造成单线触电;
B、图中 人站在干燥的木凳上一只手接触火线,另一只手接触零线,造成双线触电;
C、图中人靠近高压带电体,容易造成高压电弧触电;
D、图中高压线落到地上,人走近时容易造成跨步电压触电。
故答案为:A、单线触电;B、双线触电;C、高压电弧触电;D、跨步电压触电。
单线触电
双线触电
高压电弧触电
跨步电压触电
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【学习任务四】触电急救
当有人触电时,下列说法中正确的是( )
A.立即用手把触电的人弄开
B.立即用剪刀把电线剪断
C.立即断开总开关,切断电源
D.立即打电话向有关部门反映情况
解:A、立即用手把触电的人弄开,会使自己也触电,发生危险。不合题意。
B、立即用剪刀把电线剪断,金属物体是导体,接触时也会触电。不合题意。
C、立即断开总开关,切断电源,使电路断路没有电流。符合题意。
D、立即打电话向有关部门反映情况,从救人的顺序上来说,应是切断电源后,再向有关部门反映。不合题意。故选:C。
C
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科学世界
家庭电路以外的防触电安全须知
1. 高压触电及防范
①电弧触电:
高压输电线路电压高达几万伏至百万伏,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。
②跨步电压触电:
当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(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。
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③防范高压触电
我们要远离高压带电体,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。
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2. 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。
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。
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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。
远离树水、桅杆、高塔、电线杆广告牌、铁轨等。
在空旷场地不宜打伞或肩扛长的易导电物体。
雷雨天气时不要在高处使用手机或无线电设备。
停止室外游泳、钓鱼等水上活动。
课堂小结
安全用电
家庭电路中的短路现象
电功率过大
短路
我国家庭电路供电
家用电器的总功率过大
家用电器的总功率对家庭电路的影响
短路引起电流过大的原因
短路对家庭电路的影响
触电事故
电压越高越危险
人体电阻及触电的实质
常见的触电事故
双线触电
单线触电
可能引起触电情况
触电的急救措施
1.(2019 大庆一模)CCTV“广而告之”栏目曾播放过一段公益广告,如图所示,通过插座接入电路的用电器同时工作时,电路中消耗的总功率过大,引起干路中的_____(填“电阻”或“电流”)过大。根据焦耳定律可知,
干路上的电流产生过多的_____,使导线的温度急剧升高,
从而烧坏插座和干路的导线,容易引起火灾。
课堂练习
热量
电流
解:家庭电流中电压为220V,由P=UI可知,通过插座接入电路的用电器同时工作时,电路中的总功率过大,干路电流会过大。
根据焦耳定律可知,电流过大时,干路导线会产生过多的热量,使导线温度升高,容易引起火灾。
故答案为:电流;热量。
点评:本题考查学生对P=UI和焦耳定律的掌握情况,是一道基础题。
2.(2017秋 琼中县期末)造成人体发生触电事故的原因是( )
A.人体带了电
B.有电流通过人体
C.有电压加在人体上
D.通过人体的电流超过安全值
D
课堂练习
解:通常情况下,不高于36V的电压对人是安全的,称为安全电压。当加在人体上的电压大到一定数值时,通过人体的电流就达到一定程度,发生触电事故。
故选:D。
点评:本题考查了发生触电事故的原因,平时一定注意安全用电(不接触低压带电体、不靠近高压带电体),以避免触电事故的发生。
3.(2023 承德模拟)当发现有人触电时,下列措施中绝不可以首先施行的是( )
A.立即切断电源开关
B.用干燥的木棒将电线挑开
C.迅速用手将人拉离电线或者用剪刀将电线剪断
D.紧急呼叫,求援
课堂练习
解:A、当发现有人触电时,应立即切断电源,防止人发生触电,故可行但不符合题意;
B、由于干燥的木棒是绝缘体,所以用干燥的木棒拨开电线,使触电者脱离带电体,故可行但不符合题意;
C、人、剪刀都是导体,若用手去拉触电者或用剪刀剪断电线,则会发生触电事故,故不可行但符合题意;
D、当发现有人触电时,若在其它措施都不适用的情况下,应紧急呼叫、求援,故可行但不符合题意;故选:C。
点评:此题考查了触电事故后应该采取的措施,这是必须掌握的知识,其处理的原则是迅速切断电源,注意自身安全。
C
4. (2025 乐山一模)如图所示,2024年2月23日凌晨,因电动车违规进入居民楼充电,南京市某小区发生特大火灾,引发社会关注。关于安全用电下列做法不正确的是( )
A.发生火灾时要先断电再灭火
B.用电器充完电后要及时拔掉充电器
C.只要插排上的插孔足够多,就可以插满不同用电器同时使用
D.带金属外壳的家用电器通常使用三孔插座并接地
课堂练习
解:A.发生火灾时要先断电再灭火,以免用水灭火时因电路短路造成触电事故,故A正确;
B.用电器充完电后要及时拔掉充电器,防止用电器由于长时间充电发热引起电路短路而造成安全隐患,故B正确;
C.插排上的插孔足够多,也不可以插满不同用电器同时使用,因为这样会造成电路的总功率过大,总电流过大,故B错误;
D.带金属外壳的家用电器通常使用三孔插座并接地,防止由于电器漏电时人触碰金属外壳而发生触电事故,故D正确。故选:C。
点评:本题考查了安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体,属于基础知识。
C
布置作业
1.基础性作业:完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业:
观察并思考生活中的一些关于用电安全的现象,如小鸟站在高压输电线上为什么不会触电?
小鸟只站在一根电线上,两爪间的距离较小,因此电压很小,所以不会触电。
分析思路
谢谢聆听