第十九章 生活用电
第1节 家庭电路
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.了解家庭电路的组成和连接方式。
2.了解家庭电路各组成部分的作用。
3.了解火线,零线,试电笔的构造及作用。
4.了解三线插头与漏电保护器和安全用电的关系。
【过程与方法】
1.在观察家庭实际电路的过程中,归纳概括出家庭电路的主要特征。
2.通过实验了解试电笔的结构,会利用试电笔判定火线和零线。
【情感·态度·价值观】
激发学生对家庭电路的主要组成的兴趣,培养安全用电的意识。
◇教学重难点◇
【教学重点】
家庭电路中各主要设备、装置的功能和作用以及正确的使用方法。
【教学难点】
家庭电路及各部分的作用。
◇教学过程◇
一、新课导入
家庭电路是我们最常见的一种电路,关系着每一个家庭的日常生活。可你知道家庭电路中各种用电器是怎么连接的吗?随着社会的发展,家用电器逐渐增大,给我们带来了极大的方便,可当家庭电路出现故障时,你能准确地判断并排除故障吗?
二、教学步骤
探究点1 家庭电路的组成
[阅读课本]P105“家庭电路的组成”
[思考]一个完整的电路由哪几个部分组成的呢?
[提示]电路的基本组成有电源、导线、开关和用电器。
[思考]你知道家庭电路中的电能从哪来的吗?
[提示]家用电器所用的电能是从发电厂通过输电线输送来的,有两根线进入家中,这两根线间的电压是220 V。
[思考]观察P105图,家庭电路由哪些部分组成的呢?
[提示]家庭电路是由进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等部分组成。
[思考]你能说说家庭电路各组成部分的作用吗?
[归纳提升]进户线:提供电能;电能表:测量家庭电路消耗的电能;总开关:控制整个电路;保险装置:当电路中电流过大时,切断电路,保障安全;插座:接入各用电器。
[思考]家庭电路中的总开关和保险盒的连接顺序可以颠倒吗?
[提示]总开关必须安装在保险盒之前,这样在检修保险装置故障时,检修人员可以断开总开关,从而保护自己的人身安全。
[思考]现在家庭电路中已经看不到保险盒和熔丝了,你知道自己家中的保险装置是什么吗?
[提示]现在家庭电路中一般采用空气开关,安装在电能表后面,当电路中电流过大时,切断电路,保护电路。
[思考]家庭电路中各用电器间是如何连接的?
[提示]断开家中的任意一个用电器,不影响其他用电器的正常工作,说明各用电器间是并联的。
[思考]根据你的生活经验,能否判断开关与所控制的用电器是怎样连接的?
[提示]断开开关,所控制的用电器停止工作。闭合开关,所控制的用电器正常工作,所以两者间是串联的。
探究点2 火线和零线
[阅读课本]P106“火线和零线”
[思考]家庭电路的两根电线各叫什么?
[提示]进户的两条输电线中一条是火线,火线与地面间的电压是220 V;另一条是零线,零线在入户之前已经和大地相连接,因此与地面间的电压是0。
[思考]观察P106“图19.1—2”说说试电笔的构造?
[提示]试电笔是由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等构成。
[思考]你能根据P106“图19.1—2”说出试电笔中的电流流向吗?
[提示]当笔尖金属体与火线相连时,电流经笔尖金属体、电阻、氖管,经过人体到大地,与电源构成闭合电路。
[思考]你是根据什么现象判别火线和零线的?
[提示]有电流通过氖管时氖管就发光,说明接触的是火线;如果笔尖金属体接触的是零线,由于零线与大地的电压为零,没有电流流过氖管,所以氖管不发光。
[思考]试电笔的使用有哪些注意事项呢?
[提示]笔尖金属体与导线接触,手不能触碰笔尖金属体;笔尾金属体需与人体接触,手指得按住笔尾金属体。
[思考]试电笔中的电阻可以用普通电阻替代吗?
[提示]试电笔中的电阻阻值很大,约一百万欧姆,从而保证流过氖管和人体的电流很小,对人体有着保护作用。
[思考]控制用电器的开关接在什么位置的?为什么要这样连?
[提示]开关接在火线与用电器之间。这是为了在更换用电器时断开开关,使用电器不带电。
探究点3 三线插头和漏电保护器
[阅读课本]P107“三线插头和漏电保护器”
[思考]两孔插座中哪个孔是火线,哪个孔是零线?
[提示]为了统一安装标准,家庭电路的规定两孔插座的接法是左边孔接零线,右边孔接火线。
[思考]你知道三孔插座,多出的上面的孔是接哪儿的呢?你家里有哪些用电器是接三孔插座的?
[提示]观察三孔插座上字母:E—接地,L—接火线,N—接零线;插座上面的孔是E孔,它是与大地相连的。家中利用三孔插座的用电器:电饭锅、洗衣机、电水壶、电冰箱等。
[思考]三孔插座和插头有什么作用呢?
[提示]接三孔插座的用电器要么是外壳为金属的,要么是容易弄湿的。插座上面的孔是E孔,它是与大地相连的,用电器的外壳就是接到这个孔中的,如果用电器的外壳带电,电流就会通过地线流向大地,而不经过人体。
[思考]你知道漏电保护器在电路中的作用吗?
[提示]当有电流流入大地时,漏电保护器会及时切断电路。如人体不小心接触火线时,电流经过人体流向大地,这时漏电保护器就会立即切断电路,保障用电安全。
[归纳提升]空气开关是当电路中电流过大时自动断开,保护电路,它可以在干路中,也可以接在安装大功率用电器的支路之中;漏电保护器是当有电流流向大地时,及时切断电路,保障用电安全。它可以在干路中,也可以接在插座中,如果接插座的用电器漏电,可以切断插座中的供电,对其他用电器不影响。
三、板书设计
第1节 家庭电路
1.家庭电路的组成
(1)进户线
(2)电能表
(3)总开关
(4)保险装置
(5)插座
2.火线和零线
(1)火线、零线
(2)试电笔的构造
(3)试电笔的使用
3.三线插头和漏电保护器
(1)三线插头的结构
(2)漏电保护器的作用
◇教学反思◇
本节内容与生活联系紧密,教学时结合实物、挂图等让学生通过观察,充分调动学生的积极性,激发学生的好奇心,学生通过分析、讨论之后,很容易了解家庭电路的组成及各部分的作用。
第2节 家庭电路中电流过大的原因
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.知道造成家庭电路中电流过大的原因是家用电器的总功率过大或短路。
2.知道保险丝的作用。
【过程与方法】
1.会设计实验来说明电路中电流过大的原因。
2.通过实验,探究保险丝在电路中的作用。
【情感·态度·价值观】
有初步的安全用电的常识和节约用电的意识。
◇教学重难点◇
【教学重点】
家庭电路中电流过大的原因。
【教学难点】
家庭电路中电功率的计算。
◇教学过程◇
一、新课导入
据公安部统计,全国发生的火灾事故中,由电器引起的火灾最多。现代社会中家家户户都要用电,各行各业也要用电,如何才能安全用电,尽早并及时排除用电事故隐患呢?
二、教学步骤
[阅读课本]P109“想想议议”
[思考]在进行电路改造时,要把导线换成更粗的,电能表换成标定电流更大的,你能推测出用电功率和电流之间的关系吗?
[提示]不同的导线能承载的最大电流不同,不同的电能表承载的最大电功率也不同,电路改造是由于家庭电路的总的电功率增加,通过线路中的电流变大。
探究点1 家用电器的总功率对家庭电路的影响
[阅读课本]P109“家用电器的总功率对家庭电路的影响”
[思考]当用电器增多或接入大功率用电器时,干路电流如何变化?
[提示]由P=UI可以得I=,家庭电路的电压是一定的,用电功率P越大,电路中的电流就越大。
[思考]当电路中用电器的总功率过大时,对家庭电路会有什么影响呢?
[提示]当电路中总功率增大时,电路中的电流也增大。根据焦耳定律Q=I2Rt,导线电阻不变,电流增大,电流在导线上放出的热量会很多,使导线的温度迅速升高,极易引起火灾。
[思考]某家庭电路中的电能表上标有“220 V 10(40) A”的字样,那么这个家庭用电器的总功率不能超过多少呢?
[提示]根据P=UI=220 V×40 A=8800 W,可知从电能表的角度看,这个家庭同时工作的用电器总功率不能超过8800 W。
[思考]如果这个家庭新购置了一台2.2 kW的空调,你认为给空调提供电源的插座有什么要求呢?你能通过计算说明吗?
[提示]根据P=UI可得I==10 A,也就是说给空调提供电源的插座允许通过的最大电流不能低于10 A。
[归纳提升]用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。使用或添置家用电器时,应先计算一下,防止电流过大超过家庭供电线路、插座和电能表允许的最大值。
探究点2 短路对家庭电路的影响
[阅读课本]P110“短路对家庭电路的影响”
[思考]家庭电路中发生短路时,通过导线的电流很大,这是为什么呢?
[提示]短路时电阻很小,根据欧姆定律I=,电压为220 V,如果电阻为1 Ω,通过导线的电流就是220 A。
[思考]为什么说短路很容易引起火灾?
[提示]根据焦耳定律Q=I2Rt,当电流很大时,短时间内产生大量的热量,使导线的温度急剧升高,很容易引起火灾。
[思考]你知道生活中哪些情况会发生短路现象呢?
[提示]在电路安装中,不小心导致火线与零线直接相接通;用电器内部火线与零线相碰,如灯座、插座、插头等;导线连接处绝缘皮老化导致火线与零线相碰等。
[思考]短路时通过用电器的电流也很大吗?
[提示]短路是指火线与零线之间直接相通,没有电流从用电器流过。
[思考]开关内两接线相碰,会造成短路吗?
[提示]开关内两线头相碰是相当于闭合开关,把电路接通,与之相连的用电器工作,不会造成短路。
探究点3 保险丝的作用
[阅读课本]P111“保险丝的作用”
[思考]电路中为什么要安装保险丝呢?
[提示]当电流过大时,保险丝的温度升高,能及时熔断,从而切断电路。如果没有保险丝,导线的温度会一直升高,烧坏绝缘皮,引起火灾。
[思考]你知道制作保险丝的材料有什么特点吗?
[提示]根据焦耳定律Q=I2Rt,保险丝的电阻需比导线的电阻大,相同时间产生更多的热量,且保险丝需先于导线熔断,才有保护作用。因此,保险丝的材料一般使用的是铅锑合金,其特点是电阻大、熔点较低。
[思考]如何选择合适的保险丝?
[提示]保险丝是根据电路中导线能承载的最大电流,保险丝越粗,其额定电流越大,过粗的保险丝对电路起不到保护作用。
[思考]为什么不能用铜丝、铁丝代替保险丝呢?
[提示]铜丝、铁丝的熔点高、电阻小,当电路中的电流超过最大电流时,它们不会熔断,从而无法起到保护电路的作用。
[阅读课本]P112“想想议议”
[思考]你能应用所学知识解决他们的矛盾吗?
[提示]电费的多少反映的是用电器消耗的电能,它与用电器的功率和使用时间有关。如果说微波炉省电,应在功率一定时,加热时间较短;“烧保险”是指家庭电路中电流过大,电路正常的情况下,它是由于用电器总功率过大造成的。如果说微波炉耗电应加上一定时间内消耗的电能。
三、板书设计
第2节 家庭电路电流过大的原因
1.家用电器总功率对家庭电路的影响
(1)家用电器总功率
(2)电能表、线路和插座允许通过的最大电流
2.短路对家庭电路的影响
(1)短路
(2)造成短路的原因
3.保险丝的作用
(1)作用
(2)材料
(3)选择
◇教学反思◇
由于学生对电流过大造成的危害没有感性的认识,为了解决这个问题,可通过播放由于用电不当造成的火灾视频。让学生观看,并知道当电流过大会损坏电路,甚至引发火灾,既能够很好地引入新课,也能让学生认识到安全用电的重要性,更好地激发了学生思考、了解初步的安全用电的常识。
第3节 安全用电
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.记住安全电压的数值。
2.知道触电的原因和触电的几种形式。
3.知道安全用电的常识。
【过程与方法】
通过案例,了解常见的触电事故和正确的处理方法。
【情感·态度·价值观】
通过对常见的触电事故的了解,培养学生安全用电的意识。
◇教学重难点◇
【教学重点】
了解触电事故的原因和正确处理事故的方法。
【教学难点】
了解常见的触电事故,形成安全用电的意识。
◇教学过程◇
一、新课导入
生活中我们会经常遇到一些用电安全警示标志,如“高压危险”“有电危险”等。回忆一下,你在哪些地方见到过这些标志?
二、教学步骤
探究点1 电压越高越危险
[阅读课本]P113“电压越高越危险”
[思考]生活中常见到“当心触电”这样的警示牌,那么怎样才叫触电呢?
[提示]人或动物接触或接近带电体,有电流通过,引起伤害。
[思考]用手直接接触一节干电池两端,会发生触电吗?
[提示]通常情况下人体的电阻约为104~105 Ω;在皮肤潮湿时,人体的电阻可降低到约103 Ω。根据欧姆定律,通过人体的电流很小,所以不会引起伤害。
【拓展】人对100~200 uA的电流无反应;电流达到1 mA左右会引起麻的感觉;不超过10 mA时,人尚可摆脱电流;超过30 mA时,就会感到剧痛、神经麻痹、呼吸困难,有生命危险;当达到50 mA时,很短时间就会使人心跳停止。
[归纳提升]触电事故是指有一定强度的电流流过人体,引起伤害性的事故。
[思考]通过人体的电流对人体的伤害程度与哪些因素有关?
[提示]电流对人体造成的危害程度与通过人体电流的大小及持续时间有关。
[思考]为什么说“电压越高越危险”?
[提示]人体电阻不变时,电压越高,流过人体的电流越大,伤害越大。
[思考]你知道人体的安全电压值是多少吗?
[提示]根据人体的电阻和人体可以承受的最大电流,一般认为不超过36 V的电压是安全电压。
[思考]人体接触低于36 V的电压的带电体一定安全吗?
[提示]人体是导体,不同的人,在不同情况下的电阻也不同,身体干燥时电阻较大,潮湿时电阻较小,所以人体接触低于36 V的电压的带电体不一定安全。
[归纳提升]通过人体的电流大小决定于外加电压和人体的电阻;安全电压:只有不高于36 V的电压才是安全的;触电事故是由于一定的电流通过人体而引起的;通过人体的电流越大,通电的时间越长,越危险。
探究点2 常见的触电事故
[阅读课本]P113“常见的触电事故”
[思考]人站在凳子上,两只手分别接触火线与零线。电流是怎样流过人体的呢?
[提示]电流由火线进入人体再到零线,从而形成回路,造成触电事故。
[思考]人站在地上,手接触火线。电流是怎样流过人体的呢?
[提示]站在地上的人触到火线,电流由火线进入人体再到大地,造成触电事故。
[归纳提升]安全用电:不要接触低压带电体。
[思考]不接触导线还会造成触电事故吗?人靠近高压输电线路会发生什么呢?
[提示]高压输电线路的电压高达几万伏甚至几十万伏,即使不接触也会有触电危险,容易产生高压电弧触电。
[思考]高压输电线断落在路旁,路过的人会触电吗?
[提示]当人经过掉落的高压输电线旁时也会触电,在两脚间会形成较高的跨步电压,电流从一条腿流入,另一条腿流出,同样会发生触电事故。
[归纳提升]安全用电:不要靠近高压带电体。
[思考]人站在干燥的凳子上,用一只手接触火线会触电吗?
[提示]人站在干燥的凳子上,凳子是绝缘体,手虽与火线接触,但与零线和大地之间不能形成回路,人不能成为火线与地、火线与零线形成的回路的一部分,所以人不会触电。
[归纳提升]当人体成为闭合电路的一部分时,且有一定强度的电流流过人体,就会发生触电事故。
[思考]阅读P114“想想议议”,讨论图中案例触电的原因?除此之外,生活中还有哪些情况可能引起触电?
[提示]在电线上晾衣服,在高压线附近放风筝,用湿手接触开关、电器等。
[思考]如果在生活中遇到触电事故,我们该如何处理呢?
[提示]在发生触电事故时,千万不要用手去拉触电的人,而是要立即切断电源或用绝缘体挑开电线,必要时对触电者进行急救,尽快通知医务人员抢救。
探究点3 安全用电原则
[阅读课本]P115“安全用电原则”
[思考]家庭电路的电压远远高于人的安全电压,为了防范触电事故,家中一般都安装了漏电保护装置,这绝对可靠吗?你能总结出一些安全用电的原则吗?
[提示]漏电保护装置也有出现故障和失灵的时候,并不绝对可靠。
[归纳提升]安全用电“四不”原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体,不弄湿用电器,不损坏绝缘层。
探究点4 注意防雷
[阅读课本]P115“注意防雷”
[思考]结合你的生活常识,说说生活中该如何避免雷电对人造成伤害?
[提示]雷雨天不在树下躲雨;不要在空旷地打伞;打雷时不要用手机、听耳机等。
[思考]高大的建筑物一般都会采用什么措施取防雷?又是如何防雷的呢?
[提示]高大建筑一般都会安装避雷针、避雷网等,防止雷电带来的破坏。避雷针保护建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷击,而是引雷上身,然后通过其引下线和接地装置,将雷电引入地下,从而起到保护建筑物的作用。
三、板书设计
第3节 安全用电
1.电压越高越危险
(1)触电
(2)影响电流伤害人体的因素
(3)安全电压值
2.常见触电事故
(1)接触低压带电体
(2)靠近高压带电体
(3)高压电弧触电
(4)跨步触电
(5)触电急救方法
3.安全用电原则
(1)“四不”原则
(2)注意防雷
◇教学反思◇
由于本节内容学生对触电事故没有感性的认识,教师也无法通过实验来演示。所以课堂中需要介绍人体的电阻,人体允许通过的电流最大值等,并结合欧姆定律进行计算分析,帮助学生了解触电事故,形成安全用电的意识。
