第4章 第4节　科学用电—2020-2021学年【新教材】鲁科版（2019）高中物理必修第三册讲义

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第4节　科学用电
学习目标：1.[物理观念]知道空气断路器和熔断器，并了解其工作原理。知道家庭
电路的组成，能解释相关的现象。2.[科学思维]理解空气断路器和熔断器在电路中的作
用，能根据实际用电功率选择熔丝或低压断路器，学会科学用电。3.[科学探究]通过对
安全用电的探究，知道电路安全的知识及会正确选择，学会与他人合作，提高科学探
究能力。4.[科学态度与责任]能体会科技发展对人类生活和社会发展的影响，能将全安
用电和节约用电的知识应用于生活实际，知道保护环境科学用电的重要意义。
一、家庭用电
1．家庭电路一般由两根进户线、电能表、保险设备、用电器、插座、导线、开关
等组成。进户线分为火线和零线，火线和零线之间有 220 V 电压，它们构成家庭电路
的电源。电能表用来测量用户在一定时间内消耗的电能，保险设备用来保护电路。
2．现在家庭电路一般会串联空气断路器，又名空气开关，只要电路中电流超过额
定电流，它就会自动断开。空气开关除能完成接触和分断电路外，还能对电路或电气
设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护。
3．触电保护器中的电子线路能检测到由于触电或漏电所形成的其他电流通路引起
火线与零线电流的微小差异，从而自动切断电路，防止伤亡事故发生。
4．断路是由于导线没有连接好、用电器烧坏或未安装好等，使整个电路在某处断
开的状态。短路是火线和零线直接接触形成的。发生短路的原因可能是线路绝缘不良，
也可能是操作不当。
说明：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。
二、安全用电
1．火灾和触电是用电中较容易发生的安全事故。用电时发生的火灾主要是由短路
和过载造成的。
2．触电一般是人直接或间接接触带电体造成的。带电体的电压若高于 36_V
安全
电压，人接触就会导致触电。人靠近高压带电体时，也可能导致触电。
说明：因高于 36 V 的电压会有危险，所以实验时多数用学生低压电源，以确保师
生安全。
三、节约用电
全球电能的最主要来源是火力发电，节约用电，不仅可以减少能源消耗，缓解能
源紧张问题，还可以减少环境污染。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用电器的电功率越大，电流做功越多。 (×)
(2)功率是 1 kW 的空调正常工作一小时所消耗的电能是 1 J。(×)
(3)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。
(×)
(4)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．家庭电路中的保险丝烧断了，下列做法中正确的是(　　)
A．用钢丝代换
B．为了保险，选择尽量粗的保险丝代换
C．选择额定电流稍小于电路中最大正常工作电流的保险丝替换
D．选择额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流的保险丝替换
D　[用钢丝或尽量粗的保险丝代换时对电路不会起到保护作用；用小于正常工作
电流的保险丝又使电路不能正常工作，故应选等于或稍大于电路中最大正常工作电流
的保险丝，故 D正确。]
3．(多选)小红家的限电器允许通过的最大电流是 10 A，她家有 2个标有“220 V
40 W”的日光灯，4只标有“220 V　15 W”的灯泡，1个标有“220 V　1 000 W”的
热水器，1台合计起来有 160 W 的电脑，1台制冷时耗电为 140 W 的电冰箱，1台耗电
为80 W 的电视机，1台标有“220 V　1 200 W”的空调。请你通过计算判断：小红家
的这些用电器可以同时使用吗？哪些电器可以同时使用(　　)
A．不能同时使用，灯泡、电视、空调、电脑、冰箱可以同时使用
B．不能同时使用，灯泡、日光灯、电视、冰箱、空调、电脑可以同时使用
C．不能同时使用，灯泡、热水器、空调可以同时使用
D．都能同时使用
AB　[小红家最大可用电功率为 2 200 W，而所有的电器都打开时总耗电功率为 2
720 W，所以不能同时使用。热水器和空调合在一起恰好等于限电功率，打开任意一个
小功率电器，只要不跟空调、热水器共同使用即可，故 A、B正确。]
家庭电路组成
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：三孔插头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，用三孔可以接地线，把漏的电导走，
安全。
1．一般组成框图
2．进户线
①火线：火线跟零线间的电压是 220 V。
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 0 V。
③ 地线：在家庭里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 220 V，零线与地线之间的电压是 0 V。
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)，1 kW·h＝3.6×106 J。千瓦时俗称度。
【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了
C．保险丝的规格不符合规定的要求
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