第4节 科学用电-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（鲁科版）

该高中物理课件围绕“科学用电”展开，涵盖家庭电路组成、空气断路器和熔断器工作原理、安全与节约用电等核心知识点，通过“新知导学夯实基础、合作探究素能提升、总结演练考点落实”的学习支架，帮助学生从基础概念到实际应用逐步衔接。 其亮点在于以核心素养为导向，通过家庭电路组成框图建构模型（科学思维），结合测电笔判断断路等故障分析题培养科学推理，借助待机功率计算和安全用电实例强化物理观念与科学态度，学生能提升解决实际问题能力，教师可高效落实教学目标。

第4节　科学用电 　　　　 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 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。 新知导学　夯实基础 1 合作探究　素能提升 2 随堂演练　对点落实 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 新知导学　夯实基础 返回 一、家庭用电 1．家庭电路一般由两根进户线、_______、__________、用电器、插座、导线、开关等组成。进户线分为___线和___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______，保险设备用来保护电路。 2．现在家庭电路一般会串联___________，又名空气开关，只要电路中电流超过_________，它就会_________。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______、严重过载及欠电压等进行保护。 知识梳理 电能表 保险设备 火 零 电能 空气断路器 额定电流 自动断开 短路 3．触电保护器中的电子线路能检测到由于______或______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________、用电器______或未安装好等，使整个电路在某处______的状态。短路是火线和零线__________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。 触电 漏电 连接好 烧坏 断开 直接接触 二、安全用电 1．______和______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______和______造成的。 2．触电一般是人______或______接触带电体造成的。带电体的电压若高于______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______发电，节约用电，不仅可以减少__________，缓解能源紧张问题，还可以减少__________。 火灾 触电 短路 过载 环境污染 36 V 直接 间接 火力 能源消耗 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。 (　　) 自主检测 × × √ √ 返回 合作探究　素能提升 返回 师生互动 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 要点归纳 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 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 例1 √ 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 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。 √ 师生互动 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，但电器在待机状态下仍有能耗。下表是小明家两台电器的数据统计，这两台电器每天待机共耗电多少度？ 提示：彩电每天待机耗电：W1＝0.008×20度＝0.16度，VCD每天待机耗电：W2＝0.012×22度＝0.264度，总共每天耗电0.424度。 家用电器 待机功率P/kW 每天平均待机时间t/h 彩色电视 0.008 20 VCD 0.012 22 1．家庭安全用电必须注意以下几点 (1)高度重视，谨防触电。接触、搬运电器时头脑中要时刻想着避免触电，不能大意，要定期检查用电器的插头，大功率用电器的插头极易因过热而损坏，更要注意。 (2)避免短路。短路时电路中的电流非常大，轻则电源、电线烧毁，重则发生火灾，酿成大祸。从插座拔出插头时要手握插头，切勿用力拉扯电线，以免电线绝缘皮破损或插座接头脱落，形成短路。 (3)电器金属外壳应该接地线。容易潮湿的电器如洗衣机等更要接地。 要点归纳 (4)不要在同一插座上同时使用多个大功率的用电器，以免流过插座的电流太大，容易引起火灾。 (5)不要让纸张等易燃物过分靠近电灯、电饭锅、电炉等。 2．节约用电 (1)养成良好的用电习惯，记住随手关闭不使用的用电器。 (2)节约用电，坚持可持续发展。 从安全用电的角度出发，下列做法存在安全隐患的有 A．用电器金属外壳应该接地线 B．不要在同一插座上同时使用几个大功率用电器 C．要定期检查用电器插头，特别是大功率用电器插头 D．洗衣机、洗碗机等易潮湿用电器不用接地线 有电动机的家用电器、在潮湿环境中使用的电器、具有金属外壳的电器和其他规定使用接地的家用电器必须做好接地保护，否则外壳容易带电。多个电器接在同一插座上，当同时开启这些电器时，会造成瞬间电流很大，电压下降，影响电器正常工作，甚至因插座连接线超负荷而发热引起火灾。用电器插头如果破损，人体接触到破损部位容易造成触电事故，破损处容易造成短路事故。 √ 例2 当李老师最后离开计算机机房要去关闭总 电闸时，发现电能表(如图所示)的转盘仍在缓慢 地转动。他用手表粗略地估测了一下。1 min 转 盘转动了5 r。经检查发现，原来机房内还有20 台电脑显示器处于待机状态。请你估算1台电脑 显示器的待机功率约为多大？并就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节约用电？ 答案：见解析 例3 20台电脑显示器消耗的电能 W＝×3.6×106 J＝6×103 J 1台电脑显示器消耗的电能 W′＝＝300 J 1台电脑显示器的待机功率P＝ W＝5 W 节约用电要从小事做起，如平时不使用电视时，最好要关闭电源，不要使其处于待机状态。 针对练1．在家庭安全用电中，下列做法正确的是 √ 负载过大可能烧坏接线插板，引起短路，甚至引起火灾，故A错误；发生火灾后，若不先切断电源就用水浇灭火，火会灭，但此时人若接触到水，就会触电，发生更大的危险，即使是使用泡沫灭火器，也要先断电，因为泡沫也导电。所以遇到火灾时，先切断电源是正确的做法，故B正确；如果用钢丝代替熔断丝，当电路短路或者用电量增大了，不容易熔断，会造成火灾隐患，故C错误；用手抓电线拔出插头，容易把插头里面的线扯坏，有时会把绝缘层弄坏致使触电，故D错误。 针对练2．某同学为测量家里一盏灯的实际功率，他只开亮这一盏灯，观察电度表转盘在3 min内转了9转，若每千瓦时该表转3 000转，则这盏灯的实际功率为________。 消耗的电能 W＝×3.6×106 J＝1.08×104 J 灯的实际功率P＝ W＝60 W。 60 W 返回 随堂演练　对点落实 返回 1．家庭电路的室内电路组成顺序是 A．电能表、总开关、用电器、保险盒 B．总开关、电能表、保险盒、用电器 C．电能表、总开关、保险盒、用电器 D．电能表、保险盒、总开关、用电器 电能表接在总开关前面可以测量用户所有用电设备所消耗的总电能；在电能表后接总开关，在发生触电事故时，可及时切断电源；保险盒接在用电器前，在用电器发生短路或过载时可及时保护电路。 √ 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 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，故选D。 √ 3．关于家庭电路，下列说法中正确的是 A．家庭电路采用的是电压为220 V的交流电 B．洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是为了节约用电 C．在家庭电路中，已有两盏灯正常发光，若再打开电视，则电路中的总电流变小 D．可以用铜丝代替保险丝，这样可以防止断电 家用电路采用的是电压为220 V的交流电，故A正确；使用三孔插座，是为了防止因漏电而发生触电事故，故B错误；在家庭电路中，并联的用电器越多，总电阻越小，家庭电路的电压220 V不变，则电路中的总电流变大，故C错误；保险丝不断电则无法起到保护电路的作用，故D错误。 √ 4．一只规格“220 V　1 000 W”的电炉，在220 V电压下，如果平均每天使用电炉2 h，求此电炉一个月(30天)要消耗多少电能？ 答案：2.16×108 J 当电压U＝220 V时，电炉消耗的功率是额定功率W＝Pt＝ 1 000×2×30×3 600 J＝2.16×108 J。 5．某家庭要安装一套家庭供热水系统。所选用电热水器的技术参数中标有：“加热功率/电压3 800 W/220 V”。若需要为电热水器安装一个熔断器，参考下列数据通过计算说明，应该选择多大直径的熔丝？ 答案：2.34 mm 常用铅锡合金熔丝的技术数据(铅95%，锡5%) 额定电流I/A 2 2.6 3.3 4.8 7 11 15 18 22 直径d/mm 0.508 0.61 0.71 0.915 1.22 1.63 2.03 2.34 2.65 P＝3 800 W，U＝220 V，I＝ A≈17.27 A， 查表可得，应选用直径为2.34 mm、额定电流为18 A的熔丝。 返回 谢 谢 观 看 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 $