第1节 安全用电（培优教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“安全用电”核心知识，涵盖家庭电路电流过大的原因、触电类型及安全用电原则，通过生活中断电、用电器进水等实例提问导入，搭建生活现象与物理原理的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于结合演示实验和动画演示分析电流过大原因，通过例题培养科学思维，强化安全意识渗透科学态度与责任。学生能提升探究能力和安全意识，教师可借助系统内容高效开展教学。

九年级全一册•人教版 第1节 安全用电 夜幕降临，华灯初上，璀璨的灯光点亮了一栋栋高楼大厦，夜晚的城市亮丽而温馨。下班了，放学了，一家人团聚在一起，看着电视，听着音乐，品尝着美食…… 这样惬意的生活，电的作用功不可没!高压输电线翻山越岭，把电从遥远的发电厂送到城市和乡村的每个家庭。我们如何安全地享受电带来的便利?家庭中电路的设计非常重要。 本章就让我们开启对安全用电及家庭电路的探索，并尝试提出你的电路设计方案。 第十九章 生活用电 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? 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。 导入新课 学习目标 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。 重点难点 1. 电功率过大 2. 短路 3. 触电事故 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 一、 电功率过大 第1节 安全用电 一、电功率过大 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。 1. 家庭电路中的相线、中性线 一、电功率过大 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 可见，在家庭电路中，同时工作的用电器越多，尤其是同时工作的大功率用电器越多，电路消耗的总功率就越大。 一、电功率过大 （2）家庭电路的电流 根据P =UI，可得 I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 。 一、电功率过大 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。 一、电功率过大 想一想： 为了防止家庭电路出现总功率过大现象，家庭用电时，要注意什么？ 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。 一、电功率过大 演示实验——《总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一 》 一、电功率过大 【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．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。 A 二、短路 第1节 安全用电 二、短路 1. 短路是家庭电路中电流过大的另一原因 【演示实验】 （1）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。 （2）实验现象：保险丝快速熔断。 （3）现象分析：当用导线将A、B两点连接起来时，相线与中性线直接相连，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。 【结论】短路是家庭电路中电流过大的另一个原因. 二、短路 实验演示—《短路是家庭电路中电流过大的另一个原因》 二、短路 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. 造成家庭电路中短路的原因 二、短路 （2）使用问题。 如电线绝缘层破损，或者是使用时间长，或者是使用环境恶劣。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。 电器进水 绝缘皮破损容易造成短路 二、短路 　　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。 3. 短路对家庭电路的影响 二、短路 想一想 为了防止电路中电流过大引发事故，你有哪些好的建议？ ①避免同时使用大功率的用电器； ②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。 二、短路 【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（　　） 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 C 【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。 三、触电事故 第1节 安全用电 三、触电事故 1. 人体触电的实质 （1）电流大小对人体作用的特征：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 三、触电事故 （2）通过人体电流的影响因素 由欧姆定律I=U/R知，通过人体的电流 取决于人体两端的电压和人体的电阻。 ①电压对通过人体电流的影响 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 三、触电事故 ②人体电阻对通过人体电流的影响 由欧姆定律I=U/R 知，当人体两端的电压一定时，人体电阻越小，通过人体的电流越大，对人的生命危害越大。 I =　　= 　　　 = 0.22 A = 220mA U R 220 V 103 Ω 人体电阻约为103～105Ω，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，若人体接触相线，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）： 这个电流值远远超过安全电流10mA，是不安全的。 三、触电事故 （3）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 ③高压输电线路的电压10kV～1100kV 这些电压值远远超过安全范围，都是不安全的。 三、触电事故 ④部分国家的市电电压和频率 国家 电压/V 频率/Hz 美国、加拿大 120 50 日本 110 50 60 英国、澳大利亚 240 50 中国、法国、德国、 西班牙、希腊、荷兰等　 220 50 俄罗斯、瑞典 120 220 50 韩国 100 60 挪威、新西兰、新加坡　 230 50 三、触电事故 想想议议 ①为什么不能用湿手触摸电器？ 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电吹风为什么不可在浴室中使用？ 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！ 三、触电事故 2. 低压触电 （1）双线触电 如图，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。 双线触电 三、触电事故 （2）单线触电 如图，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。 单线触电 三、触电事故 动画演示——《低压触电》 三、触电事故 想一想 人站在干燥的木头凳子上，一只手接触相线，会发生触电吗？ 不会触电。 因为干燥的木头凳子不导电，一只手接触相线，电流构不成回路，所以没有电流通过人体。 相线 三、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）。 三、触电事故 （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。 三、触电事故 动画演示——《高压触电》 三、触电事故 4. 触电的急救 发现有人触电，应该怎样进行急救呢？ （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。 三、触电事故 （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。 三、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。 三、触电事故 （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。 高大建筑的顶端都有针状的金属物，通过很粗的金属线与大地相连，可以防雷。 高压输电线最上面的两条导线也是用来防雷的。 三、触电事故 （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。 三、触电事故 【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相线连通，所以都会发生触电事故 B．A、B、D三人站在干燥的木凳上，不会发生触电事故 C．A、B二人只接触相线，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 D 三、触电事故 【解析】触电的实质是有一定大小的电流通过人体；家庭电路的触电事故有两种：单相触电和双相触电；单相触电是站在地上和相线接触或间接接触相线；双相触电是人体一端接触相线，一端接触中性线． A中，由于人踩在干燥的木凳上，且只有一只手接触相线，不能构成电流的路径，故不会发生触电； B、C中，B接触相线，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中一只手抓相线，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．故选D。 四、课堂总结 第1节 安全用电 四、课堂总结 家庭电路中的两条输电线是相线、中性线，电压220V. 家庭电路中电流过大原因：用电器的总功率过大； 短路. 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. ①触电急救：切断电源；用绝缘体将触电者与电源分开. 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：避雷针和雷电灾害及预防. 安全用电 电功率 过大 触电事故 安全用 电原则 五、练习与应用 第1节 安全用电 【解析】家庭电流中电流过大的原因：短路和总功率过大。 图甲：并联的用电器越多，总功率越大，根据公式P＝UI，电流会非常大； 图乙：金属件将相线和中性线接通，造成短路，电流直接通过导线，由于导线电阻很小，导致电流过大。 五、练习与应用 1. 如图所示，在甲、乙两个电路中，当开关闭合后，输电线因电流过大而燃烧起来。甲、乙两个电路导致电流过大的原因是不同的。它们的原因各是什么? 【解析】接线板安全使用建议： （1）所连接用电器的电流不能长时间超过接线板的额定电流； （2）保持接线板周围环境干燥，避免水等导电液体进入接线板； （3）定期检查接线板是否有破损、电线是否有老化等情况，发现问题及时更换。 五、练习与应用 2. 家庭常用的插线板如果使用不当，会存在安全隐患。假如你是生产厂家，请对用户写出三条安全使用插线板的建议。 五、练习与应用 3. 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。某电焊机输出电压为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）如下表所示。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。 【解析】电焊机的输出电流I=U/R=2000W/40V=50A 由表可知，应选横截面积为10mm2的导线。 【解析】图乙所示拽电线可能会导致电线里面的金属丝裸露出来，甚至会拽断电线，引发触电事故。 五、练习与应用 4. 如图甲所示，拔插头时要捏着插头把它从插座中拔出来，而不能拽着插头后面的电线把插头从插座中拔出来。如图乙所示做法的安全隐患是什么? 【解析】 两种触电情况的共同点是：人体都和相线连通，电流通过人体。 五、练习与应用 5. 观察如图19.1-5甲、乙所示的两种触电情况，说说它们的共同点。 【解析】为防止触电事故的发生，应做到以下几点。 （1）定期检查经常接触和使用的开关、插座以及导线等，保持完好，不得有破损或裸露。 （2）在移动电风扇、电热水壶等用电器时，必须先切断电源，并保护好导线，以免磨损或拉断。 （3）不要用湿手碰开关，清除用电器上的灰尘时应先切断电源，不要用湿布擦拭带电的用电器，不要在电线上晾晒衣物。 五、练习与应用 6. 请根据此节所学内容及生活中见到的实际情况，总结如何防止触电事故的发生。 （4）在雷雨天，不要靠近高压电杆、铁塔、接闪杆”的接地导线。当遇到高压线掉落在地上时，不要靠近高压线落地点;一旦不小心跨入高压线落地点区域，应单脚或双脚并拢跳出危险区。 （5）没有充分的电气知识和安全工具时，不要自行修理用电器或自接电线。 六、课堂练习 第1节 安全用电 【解析】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，再换新灯泡，否则易发生触电事故，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，D不符题意。故选B。 六、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 B 【解析】多个用电器共用一个接线板，可能使电路总功率过大，电流过大，超过电路的允许负载，容易引起火灾，是不符合用电规范的，故C正确，ABD错误。故选C。 六、课堂练习 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 C 【解析】A．使用绝缘皮破损的导线容易接触相线而触电，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。 六、课堂练习 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 D 【解析】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。 六、课堂练习 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 B 六、课堂练习 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： （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： ____________。   人体变潮湿后安全电压会降低 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 3.6 0.9 手与脚之间 5.4 1.08 手与塑料鞋底之间 14.4 1.448 同一个人身体潮湿时电阻会变小 不大于36V 不大于9V 【解析】（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： U1=IR1=10×10 −3A×3.6×103Ω=36V 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：U2=IR2=10×10−3A×0.9×103Ω=9V 潮湿的人体的安全电压范围是：不大于9 V； 通过计算可以认识到人体潮湿时安全电压降低。 六、课堂练习 六、课堂练习 【解析】 （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。 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？ Lavf59.27.100 $