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第5章
电与磁及其应用
本章导读电场是存在于电荷周围并能传递电荷与电荷之间相互作用的特殊物质；磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，它会对放入其中的磁体产生磁力；由磁场产生电流的现象被称为电磁感应现象……本章主要介绍电与磁的相关知识。学习目标
了解静电现象。
掌握电场中的相关概念。
掌握磁场中的相关概念。
掌握电流的磁效应。
掌握磁场对电流的作用。
理解电磁感应现象的原理及法拉第电磁感应定律。
了解交流电及安全用电的相关知识
目录 Contents
5.1 电荷与电场
5.2 电势能、电势与电势差
5.3 磁场
5.4 磁场对电流的作用
5.5 电磁感应
5.6 交流电及安全用电
5.6 交流电及安全用电
5.6 交流电及安全用电
5.6.1 交流电
演示实验5-9 观察交流电的产生
按照右图连接实验装置，然后手动匀速翻转线圈，观察电流表的方向，可以发现电流的方向呈周期性变化。
5.6 交流电及安全用电
方向呈周期性变化的电流叫作交流电。
如下图（a）所示，将一线圈放在匀强磁场中，当用外力使线圈沿着对称轴 顺时针转动（从 看向O）时，AB和CD段导线都会切割磁感线从而产生感应电流，感应电流方向由B流向A（或由D流向C）；当线圈翻转180°后到达如下图（b）所示的位置时，产生的感应电流方向由A流向B（或由C流向D），电流方向与之前相反。事实上，线圈在翻转90°时，电流方向就发生了变化。当线圈在外力的作用下持续翻转时，线圈内的感应电流方向就持续周期性变化，这样就出现了交流电。
5.6 交流电及安全用电
5.6 交流电及安全用电
人们还发现，当矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，能产生方向和大小都随时间周期性变化的交流电，也称为正弦交流电。如果画出正弦交流电的大小和方向随时间变化的关系曲线，就会发现它是一条正弦曲线，如下图所示。
在现实生活中，发电厂提供的工业用电和民用交流电都是正弦交流电。
5.6 交流电及安全用电
5.6.2 安全用电
1．人体触电
触电事故是各类电气事故中最常见的事故。在触电时，电流通过人体的神经、肌肉和器官，会对人体造成巨大的伤害。人体触电主要分为以下3种类型。
1）单相触电
当人体直接接触到带电设备中的一根相线时，相线、人体及大地组成回路，电流通过人体，这种触电方式称为单相触电，如下图所示。其危险程度与电压的高低、电网的中性点是否接地以及每相对地电容量的大小有关。
5.6 交流电及安全用电
生活中所用的开关、插头或者用电器等的绝缘部分损坏后，会导致带电部分裸露使外壳带电，当人体接触到这些设备时，就有可能发生单相触电；若是人体与高压带电体的距离小于安全距离，即使没有直接接触，高压带电体也有可能对人体放电，引起单相触电。
5.6 交流电及安全用电
要避免单相触电，在进行操作时必须穿上绝缘鞋或者站在干燥的木凳上，以增大电阻，减小电流。
5.6 交流电及安全用电
2）两相触电
当人体不同部位同时接触带电设备或线路中的两根相线，导致相线、人体以及另一相线构成回路，这种触电方式称为两相触电，如下图所示。发生两相触电是最危险的。
5.6 交流电及安全用电
3）跨步电压触电
相线断落掉地或电气设备由于绝缘损坏出现接地故障，接地电流会以落地点为中心向周围大地流散。若人在接地点周围行走，其两脚间的电压就是跨步电压。由跨步电压引起的人体触电，称为跨步电压触电，如右图所示。
5.6 交流电及安全用电
4）触电急救方法
若发现他人发生触电事故时，不应惊慌失措，而应采取有效的措施进行营救。首先应迅速关闭开关，切断电源，并用绝缘物体（如木棒等）挑开触电者身上的电线等带电体，同时保证触电者呼吸畅通；其次，立即呼叫120急救中心，如果发现触电者呼吸、心跳停止，应立即进行心肺复苏；最后，用干净的敷料包扎电灼伤的伤口和创面，或者送到医院等医生处理。
5.6 交流电及安全用电
2．电气火灾
1）电气火灾的原因
电流通过导体总要克服一些阻碍，消耗一些电能，这些电能主要转化为热能。在正常情况下，其发热量被控制在允许的范围内，一般不会引起火灾事故。只有在异常情况下，发热量才会迅速增加，从而导致火灾。引起电气火灾的原因是多种多样的，如过载、短路、接触不良等都能引起火灾。
5.6 交流电及安全用电
5.6 交流电及安全用电
2）电气火灾的防范
为了避免电气火灾，在日常生活中应当树立安全用电意识。居民家庭应选用与用电设备相匹配的电表，选用与电表相匹配的保险丝，超过使用年限的家用电器要及时更换。冬季和夏季是用电高峰季节，尤其是冬季寒冷、干燥，电热器具等使用较多，电热器具使用时一定要远离可燃物，并做到人离电断。
当由于电气故障引发火灾时，应当及时切断电源。电气设备起火时，应迅速用沙子覆盖，或者用四氯化碳灭火器、二氧化碳灭火器灭火，不能用水或者一般酸碱泡沫灭火器灭火，以免发生触电危险。
5.6 交流电及安全用电
要实现安全用电，应在实际工作和生活中注意以下事项：
3．安全用电的注意事项
5.6 交流电及安全用电
4．节约用电的方法
在满足生活所需的用电条件下，应尽量减少电能的消耗，节约用电。具体来说，可从以下几个方面节约用电：
5.6 交流电及安全用电
课后实践
请同学们在课后完成以下任意一项任务。
第一项任务：在家长的协助下，观察家用电器的工作情况，检查是否存在用电安全隐患，并及时排除隐患。
第二项任务：调查家里的用电情况，与同学家的用电情况进行对比，讨论如何才能节约用电，与家长一起制订节约用电守则并共同执行。

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