第4章 第4节 科学用电-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第4节　科学用电 【核心素养目标】 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。 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。 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，能将安全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。 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。 学生用书第110页 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。 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。 判断正误 (1)当出现短路故障时，空气断路器会自动切断电路。(　　) (2)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。(　　) (3)为了提高插座的利用率，尽可能多个电器接在同一移动插座上。(　　) (4)随手关闭不使用的用电器就是节约用电的一种方式。(　　) 答案：　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　 知识点一　家庭电路组成及故障分析 如图为常用的插座，上面为两孔插座，下面为三孔插座。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，更加安全。 1．家庭电路一般组成框图 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．故障处理 (1)短路故障的处理：查明短路原因并排除故障后换上同样的熔丝，绝对不能换用比原来粗的熔丝或者其他材料的金属丝。 (2)断路故障的处理：一般情况是接线螺丝松脱、电线接头处接触不良，导线断裂等。在确认电源没有停电的情况下，可以使用测电笔逐段排查断路点。使用测电笔时要注意安全，手绝对不能接触笔尖的金属部分。 (3)漏电故障的处理：仔细检查灯座、吊线盒、开关、插座等容易漏电处，再检查电线连接处、电线穿墙处、电线转弯处等电线绝缘层容易受损的部位。 如图所示，闭合电键S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。某同学测试灯头的两根电线C、D，发现这两处都能使测电笔的氖管发光，再用测电笔测试火线A和零线B时，氖管在测火线A时能发光，在测零线B时不发光。那么可以判定故障是(　　 ) 学生用书第111页 A．火线和零线短路 B．电灯L短路 C．电线AC段某处断路 D．电线BD段某处断路 D　[用排除法来判断，如果火线和零线短路或电灯L短路，都会使电路中电流过大，造成保险丝熔断，故A、B不符合题意；若AC段某处断路，会使C与火线脱离接触，就不会使测电笔的氖管发光，而BD段某处断路一方面造成灯泡不能发光，另一方面D点通过灯丝与火线连通，能使氖管发光。] 针对练　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 D．插座中的两根导线的线头相碰了 B　[选项A中，过载可以引起保险丝熔断；选项D中，插座中两根导线的线头相碰，发生短路，也会使保险丝熔断；选项C中，保险丝的规格不符合规定也可能会使保险丝熔断；选项B中，拉线开关线头相碰火线接通，不会使保险丝熔断。] 知识点二　安全用电及节约用电 很多家用电器都有待机功能，比如，电视可以用遥控器关机而不必断开电源。这一功能虽给人们带来了方便，但电器在待