资源简介

18.2　安全用电
18.3　电能与社会
发展
第十八章　家庭电路与安全用电
2
了解安全用电常识，培养安全用电意识。
1
了解过载和短路对家庭电路的影响。
3
了解常见的触电事故和正确的处理方法。
学习目标
1.焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。表达式是Q=I2Rt。
电流的二次方
电阻
通电时间
2.如图所示的电路中，闭合开关，灯泡L1的电功率为P1，灯泡L2的电功率为P2，则电路的总功率为P= 。即在并联电路中，电路中的总功率等于各用电器的电功率 。
P1+P2
之和
温故知新
3.你知道家庭电路中，功率比较大的一些家用电器有哪些吗？
空调
热水器
电热壶
电炉子
电暖气
5.保险装置的作用是当通过保险丝的电流 额定电流并达到或_______
熔断电流时，保险丝熔断，从而切断电路。
大于
超过
4.家庭电路由_______、_________、___________________、______、________、______等组成。
进户线
电能表
总开关(含保险装置)
插座
用电器
导线
电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命。所以，一定要学会安全用电，让电更好地为我们服务。
观察思考：你见过这样的标志吗？
知道它代表的意义吗？这些电器为什么不能靠近、接触？
情景引入
2004年11月23日凌晨，武汉一盗窃电线的小偷倒挂在30余米高空的高压塔上，供电、消防断掉11万伏高压电后，派出5名勇士爬上铁塔，将小偷救下。遗憾的是，小偷已触电身亡。
1.为什么电压越高越危险？
2.常见的触电类型有哪些？
3.当发生触电事故时应该怎么办？
4.安全用电的原则是什么？
是指电路中同时工作的用电器过多，导致线路总电流超过额定值的现象。
过载
一、防止过载
探究电路中的电流与用电器总功率的关系
实验过程
实验现象
现象分析
如图所示，把额定电压是3.8V的3个小灯泡并联接在电源上，逐个闭合开关S1、S2、S3，观察电流表示数的变化情况?
逐个闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数变大。
并联的小灯泡越多，电路的总功率越大，电路中的总电流越大。
实验结论
用电器的总功率越大，电路中的电流越大。
合作探究
总功率过大是家庭电路中电流过大的原因
1.我国家庭电路的电压是_____ V。
2.在进户线的两条输电线中，一条叫作______
(用L表示)，俗称_____；另一条叫作________
(用N表示)，俗称_____线。通常情况下，家庭电路中各用电器采用______的方式接在电路中，这样可以使用电器能够_____工作。
220
火线
相线
零线
中性
并联
独立
家庭电路供电示意图
思考：请你根据P=IU以及家庭电路中的U=220 V，推导出电功率P和I的关系。
答案　根据电功率和电流、电压的关系式P=UI，可以得到I=????????。家庭电路中的电压U是一定的，U=220 V，所以电功率P越大，电路中的电流I就越大。
?
3.过载
(1)主要原因：①增置了新的________用电器；
②用电器同时开启的数量______。
(2)家庭电路中总功率过大会使电路中的总电流
超过安全值，导致__________，甚至发生______。
大功率
过多
线路故障
火灾
(1)如图所示，断开开关，用导线将A、B两点连接起来，
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，
火线与零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=????????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。
(4)结论：短路是家庭电路中电流过大的另一个原因
?
活动　认识短路的危害
合作探究
二、切莫短路
短路是家庭电路中电流过大的原因
1.家庭用电时的 是指火线未经用电器直接与零线相接触的现象。
2.发生短路时，电路中的电流非常 ，会产生大量的热，使导线的温度急剧 ，很容易造成 。
大
升高
火灾
绝缘皮破损容易造成短路
短路
家庭电路中可能造成短路现象的原因有哪些？
1.人为原因。如在电路安装维修中不细心造成火线和零线连通。
2.使用问题。如电线绝缘层破损、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火线和零线直接连通。
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。
绝缘层被破坏露出带电导体
潮湿的绝缘体变成导体
火线和零线连通
思考
1.小华将手提电脑的电源线插头插入墙上一个两孔插座时，听到一声巨响，同时室内电灯全部熄灭。检查后发现电脑电源线已炸开，室内断路器也已自动断开。对此次事故原因的分析最恰当的是(　　)
A.可能是电脑电源线的插头原来已经短路
B.可能是电脑电源线炸开处内部已断路
C.一定是室内断路器断路
D.一定是插座内部原来就已经短路
A
练一练
2.明明家电能表规格是“220 V　10 A”，他家现已安装“220 V　630 W”的热水器一台，“220 V　180 W ”的电视机一台，“220 V　150 W ”的电冰箱一台，“220 V　800 W ”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？
解：已安用电器的总功率：P=630 W+180 W+150 W+800 W=1 760 W，
这些电器同时工作时的电流：I=????????=1?760?W220?V =8 A。
?
(2)从电能表使用的角度考虑，他家是否还可添置一台1 kW的空调？
解：该电能表允许接入的用电器的最大功率
P大=UI大=220 V×10 A=2 200 W，
还可安装用电器的功率P1=P大-P=2 200 W-1 760 W=440 W=0.44 kW<1 kW，
所以，从电能表使用的角度考虑，不能再安装一台1 kW的空调。
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；换成额定电流更大的电能表。
交流讨论
总结提升
三、避免触电
1.家庭电路中的触电事故
(1)家庭电路中发生的触电事故，大多是人体接触到 线构成 电路造成的。
(2)家庭电路中发生触电事故的情况，主要有四种：
火
闭合
①人体同时接触 和 ，如图(a)所示；
②人站在地上接触 ，如图(b)所示。
火线
零线
火线
合作探究
③人体直接接触插座，如图(c)所示；
④电器着火灭火不当，如图(d)所示。
单线触电，双线触电，高压电弧，高压跨步电压触电
发现有人触电，应该怎样进行急救呢？
1.立即安全地切断电源或用一根绝缘棒将电线挑开，尽快使触电者脱离电源。千万不要用手去拉触电者，防止自己也触电。
2.对触电者进行必要的急救，同时尽快通知医务人员进行抢救。
思考
2.家庭电路中如何避免发生触电事故
阅读教材第50页，了解如何避免发生触电事故。
(1)电器安装要符合国家规定的技术要求
(2)带有金属外壳的家用电器要有接地线
3.家庭电路以外的防触电常识
(1)防范高压触电：
① 高压带电体。
②防止跨步电压触电方法：可用 、 等方法离开输电线落地点。
远离
单脚跳离
双脚并拢跳离
(2)注意防雷：
①防雷的原理是：为雷电提供一条______________。
②高大建筑物的防雷措施：顶端安装______________，
即避雷针。
低电阻的通道
针状的金属物
现代建筑上的避雷针
③雷电天气人体如何防雷：_______________________________________
_______________________________________________________________
__________________________________________________________。
人在开阔地行走时，不要举着伞或肩扛长的
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
古建筑上加装的防雷装置
思考：在生活中，有哪些情况可能引起触电？
答案　在高压电线附近放风筝、电线上晾衣服、湿手触摸开关插座、不断电更换灯泡等行为都可能引起触电。
生活中为防止触电，请讨论总结安全用电的做法。
(1)不靠近高压带电体(室外高压线、变压器旁)，不接触低压带电体；
(2)不用湿手扳开关、插入或拔出插头；
(3)安装、检修电器应穿绝缘鞋，站在绝缘体上，且要切断电源；
(4)下雷雨时，不使用收音机、录像机、电视机、且拔出电源插头，拔出电视机天线插头。暂时不使用电话，如一定要用，可用免提功能健；
(5)严禁私拉乱接电线，禁止学生在寝室使用电炉、“热得快”等电器；
(6)不在架着电缆、电线的下面放风筝和进行球类活动。
四、电能与社会发展
我国已迈入新的百年征程，对 的需求日益增加。国家正大力发展______发电、 发电、 发电和 ，积极开发利用新能源，以适应国民经济和社会发展的需要。
电能
水力
风力
光伏
核电
合作探究
(1)火力发电、水力发电和核能发电的比较
{69012ECD-51FC-41F1-AA8D-1B2483CD663E}发电方式
能量的转化过程
火电发电
水力发电
核能发电
1.电能的产生和输送
(2)电能的输送——高压输电
①远距离高压输电示意图
电能远距离输送的过程：发电厂——升压变压器——高压线路——降压变压器——工厂或居民用电。
②高压输电的原理
导线本身有电阻，电流在通过导线时会产生热效应，从而带来电能的消耗。根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，要减小能量损失，就需要减小电流I或电阻R，而要减小电阻R 就要增加导线的横截面积，或更换电阻率更小的材料，这样既浪费材料，又难架设。因此只有减小电流I，在保证输出功率一定的情况下，根据I＝PU可知，升高电压才能减小电流，进而减小电能在导线上产生的热量。这就是高压输电的原理，即高压输电，减小电流是减小电能损失的有效方法。
?
拓展视野
从环保、成本、环境制约等角度比较各种发电方式的优缺点。
{69012ECD-51FC-41F1-AA8D-1B2483CD663E}发电方式
对生态环境的影响
成本
环境制约
火力发电
污染大
低
基本不受
水力发电
污染小，会影响生态系统
较低
受地理位置、季节影响
核能发电
污染小，核废料处理是难题
较低
核电站一般建在海边
风力发电
污染小
较低
受气候制约
太阳能发电
无污染
较高
受天气制约
注意：
(1)高压输电可以减少电能的损失，但并不是电压越高越好。随着输电电压的升高，对绝缘材料的要求就会提高，输电线架设的难度也会增大。在大功率远距离输电时，用较高的电压输电；近距离输电，则不用太高的电压输送。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}输送功率
输送距离
送电电压
送电方式
100 kW以下
几百米以内
220 V
低压送电
几千千瓦~ 几万千瓦
几十千米~ 上百千米
35 kV 或者110 kV
高压送电
10 万千瓦以上
几百千米以上
220 kV 或更高
超高压送电
(2)电能的优点：
①电能来源广泛，把自然界存在的各种能转化为电能比较容易；
②电能便于输送，而且损失小，成本低；
③电能使用起来方便，且用电器的效率高，无污染。
拓展一步
提高输电电压，能减少多少电能损失呢?
答：当输送的电压提高为原来的n倍时，根据I＝PU可知输电电流减小为原来的1n；根据P＝I2R可知，输电线上损失的功率就是原来损失功率的1n2。
?
(1)我国的电力工业始于1882 年，到1949 年底，全国年发电量仅43 亿千瓦·时，居世界第25 位。改革开放以来，电力工业有了迅猛的发展，据2021 年底统计，全国年发电量已达到85 342.50 亿千瓦·时，居世界第一位，我国是世界电力生产和消费大国。
2017 ～ 2021 年我国总发电量的增长情况
2.我国的电力工业
(2)目前，我国除了台湾地区和香港、澳门特别行政区外，已经形成华北、东北、华东、华中、西北、西南和南方联合等7 个跨省区电网。大电网覆盖了全部城市和绝大部分农村。我国的电力工业已跨入大区联网和推进全国联网的新阶段。
(3)为了解决部分地区的电力紧缺问题，我国实施了西电东送，即把煤炭、水能资源丰富的西部地区的能源转化为电力资源，输送到东部地区。西电东送工程中有多条特高压直流线路在技术上处于世界领先地位。
(4)我国发电主要是通过火力发电和水力发电，火力发电不可避免地要造成环境污染，影响人们的生活。所以，我们应该辩证地看待我国的电力工业。 另外，我国正大力发展风力发电和核能发电，积极开发利用新能源，以适应国民经济和社会发展的需要。
(5)电网是将那些临近的电厂、变电站、高压输电线路联合起来组成的地区性送配电系统，具有统一管理和统一调配大面积送配电的功能。
知识广角
三峡水电站面面观：
为治理长江水患，1992年全国人民代表大会批准建设三峡水电站。1994年三峡工程正式开工建设，2003年首批机组投产发电，于2009 年全部完工。2020年，三峡水电站全年发电1118亿千瓦·时，创单座水电站年发电量世界最高纪录。
三峡水电站是当今世界上最大的水电站，单机容量和总装机规模均居世界第一，年设计发电量882亿千瓦时，是我国“西电东送”和“南北互供”的骨干电源点，为我国国民经济和社会发展注入源源不断的清洁电能，发挥了巨大的社会效益和经济效益。
3.节约用电
(1)为什么要节约用电
电能使用方便、清洁，因此，它已成为人类使用最普遍、最广泛的一种能源。但目前电能主要是从煤炭、石油、天然气等资源转化而来的，对这些资源的过度开采，带来的是对环境的破坏。因此，提倡节约用电，可以减少能源的消耗，保护环境，这不仅关系到社会的科学发展，而且也关系到每个人生活质量的提高。
节约用电 1 kW·h 的意义
(2)节约用电的措施
①电视机的音量和亮度要适中，不要长时间使其处于待机状态；
②电冰箱放置在阴凉通风处，饭菜放凉后再放进冰箱，且不要频繁开关冰箱门；
③用日光灯或节能灯代替白炽灯照明，养成人走关灯的好习惯；
④空调温度夏天不要调得太低，冬天不要调得太高……
知识拓展 一度电，大用途
消耗一度电，常用电器的工作时间：
25 瓦的节能灯：约40小时
电视机(250瓦)：约4小时
冰箱：约2天
空调：约45～60分钟
微波炉：约60～75分钟
电饭煲：约60～75分钟
电脑：约4小时
全自动洗衣机：约3小时
电风扇：约15小时
1.小明同学的爸爸买了一个特大插排放在厨房里，为了方便，他把电磁炉、电饭煲、电炒锅、电冰箱的插头插上同时使用，空气开关却断开了，这是因为(　　)
A.电压过低 B.电压过高
C.发生短路 D.用电器总功率过大
D
课堂练习
2.如图所示的甲、乙两个电路中，开关闭合后，输电线因电流过大而燃烧起来，甲、乙两图产生电流过大的原因是不同的。其原因各是什么？
答案　图甲：过载，图乙：短路。
3.如图所示，站在干燥的木头桌子上的人不小心单手接触了火线，这个人　　　触电。人在使用试电笔测试火线时，试电笔的氖管　　发光(前两空选填“会”或“不会”)，此时人不会触电，　　(选填“有”或“没有”)电流通过人体。?
不会
会
有
生活用电
课外拓展
家庭电路电流过大的原因与保护措施
安全用电
家庭电路中电流过大
原因
过载
短路
安全用电
避免触电
电能与社会发展
电能
电力现状
节约用电
产生
减少能
源消耗
输送
高压输电
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