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初中物理苏科版（2024）九年级下册
第4节 家庭电路与安全用电
第十五章 电功和电热
我们的家中有各种家用电器是如何安全连接和使用的?
触电的类型有几种？如何安全用电?
空气断路器是我们常见的家庭电路的组成部分?它的作用是什么?
【看图思考】
1. 了解家庭电路的组成和连接方式。
2. 通过实验探究，知道导致家庭电路中电流过大的原因及其危害。
3. 知道怎样保护家庭电路和怎样防止触电事故。
4. 了解安全用电常识，形成安全用电意识。
配电箱
知识点一、家庭电路的组成
1. 家庭电路结构示意
基本组成：
由进户线、电能表、配电箱、插座、用电器等组成。
家庭电路使用交流电源，火线（L）和零线（N）之间的电压是220V。为保障用电安全，家庭电路还设有地线（E），它与大地相连。火线和地线间电压为220V，零线与地线间电压为0V。
2. 火线、零线与地线
3. 家庭电路的组成
（1）基本组成
由进户线、电能表、总开关、熔断器、开关、插座、用电器等组成。
（2）用电器的并联
家庭电路中各个用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是并联的，如图所示。这样，当一个支路发生断路时，其他支路仍能工作。
例如，台灯断开并不影响电视机等其他用电器正常工作。
知识点二、安全用电常识
1. 人体触电
（1）触电：通常所说的“触电”是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故。
（2）触电的两种形式
①单线触电：人体接触火线或漏电的用电器，火线或漏电的用电器通过人体与大地构成通路。
②双线触电：双线触电时，人体的两个部位（如两只手）分别接触火线和零线，火线通过人体与零线相连，构成通路。
单线触电
双线触电
（3）影响触电电流大小的因素
人体是导体，只要有电压加在人体上，就会有电流通过。
①电压：
由欧姆定律I=U/R可知，发生触电时，人体两端的电压越高，通过人体的电流越大，对人的生命危害越大。通过人体的电流不超过10mA，人尚可摆脱电源。
大量实验数据表明：
人体的安全电压不高于36伏。
②人体的电阻
由欧姆定律I=U/R可知，当U一定时，R减小，I 增大，所以触电时，人体电阻越小，通过人体的电流越大，对人的生命危害越大。
人体电阻约为1000～2000Ω；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，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103欧姆）：
????=????????=220V1000????=0.22A=220mA
这个电流值远远超过安全电流10mA，是不安全的。
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2. 电路安全
（1）用电器开关的连接
必须把用电器的开关装在火线上。这样，当断开开关后，用电器与火线分离，人碰到用电器就不会发生危险。
正常情况下，用电器的金属外壳与内部电路之间是绝缘的，人休接触外壳时没有危险。但是，如果用电器内部导线的绝缘皮破损或绝缘性能变差，导致火线与用电器金属外壳接通，人体接触外壳时就会发生触电事故。
为此，家庭电路通常采取两种保护措施：
一是使用三线插头和三孔插座，通过地线将用电器的金属外壳与大地连通，漏电时电流会随即流人大地；
二是安装漏电保护断路器，当电路出现漏电时，它会自动切断电路。
（2）三线插头和三孔插座
三线插头上有一根标着“①”的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。
五孔插座接线示意图
图所示的五孔插座由一个两孔插座和一个三孔插座组合而成，它们分别按“左零右火”和“左零右火中接地”的规则接入电路。
地线
零线
火线
零线
火线
原来，插头上标着E的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。当用电器的外壳与电源火线之间的绝缘层损坏而使外壳带电时，三脚插头接外壳的插脚通过接地线将电流导入大地，人接触外壳不会触电。
想一想：为什么三脚插头中间的那个脚长？
插插头时可以使用电器外壳先接地，拔插头时可以后离地。
（3）漏电保护断路器
漏电是指由绝缘部分损坏或其他原因引起的电流泄漏。当电路出现漏电时，漏电保护断路器会自动切断电路。
如图所示是安装了漏电保护器的家庭电路。当电路处于正常工作状态时，图线路中A点和B点的电流相等，漏电保护器开关处于接通状态。
漏电保护断路器
若有人在C点不慎触电，则火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过线路中A、B两点的电流不相等，漏电保护器会迅速切断电路，从而起到保护作用。
3．测电笔
（1）作用：测电笔是检测火线、零线的工具。
（2）测电笔的结构：如图所示是氖管测电笔，它通常由两个金属电极（笔尖、笔尾）、弹簧、氖管、高电阻（即阻值很大的电阻）、绝缘柄、绝缘外壳等组成。
（3）氖管测电笔的使用
如图所示，使用氖管测电笔时，须手持绝缘柄，并用一根手指接触笔尾的电极（切不可用手直接接触笔尖的电极，否则有触电危险）。
当笔尖电极接触火线时，火线与测电笔、人体、大地构成通路，氖管因有微弱电流通过而发光；当笔尖电极接触零线或地线时，氖管不发光。
（4）电子测电笔
现在较多使用电子测电笔，图所示是其中一种。它具有接触检测和非接触（感应）检测两种方式，不但能检测火线、零线，还具有显示电压、检测电路断点等多种功能。
4. 影响电路安全的原因
电路及设备的安全也很重要。影响电路安全的原因一般有两个：
（1）电路发生短路。如连接电路时误将火线和零线直接连通，或电线和用电器的绝缘皮破损，导致火线和零线直接连通等；
（2）电路中使用的用电器功率过大。这种情况称为“过载”。
短路和过载都会使电路中的电流过大。由电流的热效应可知，电流过大时，导线的温度急剧升高，会导致线路损坏甚至酿成火灾。除上述情况之外，若线路连接处接触不良，则该处电阻会变大，从而造成局部过热，也可能引起火灾。
【实验器材】电路过载演示装置（在绝缘支架上水平固定一根长约25cm、直径约0.2 mm的细铜丝，将易燃的纸条对折挂在细铜丝上），直流稳压电源，电流表（量程为0~10A），白炽灯（6V10W）三只，开关三个，带鳄鱼夹的导线若干。
活动——演示电路过载的现象
【实验演示】
（1）按图所示的电路图连接电路。
（2）闭合开关S，灯L1发光；再闭合开关S1，灯L2发光；最后闭合开关S2，你看到什么现象?
【实验现象与结论】
（1）由实验可知，电路中同时工作的用电器越多，功率越大，干路电流就越大。
（2）如图所示，当电流增大到一定程度时，细铜丝上的易燃纸条被点燃。可以想象，如果家庭电路发生过载，其后果十分严重。
5. 空气断路器
实验还启示我们，在电路中安装一个熔点较低的熔丝熔断器，当电路过载或短路时，熔断器中的熔丝会熔断，从而切断电路，可以保护电路安全。
家庭电路早期曾经使用过这种熔断器，现在普遍使用的是空气断路器，如图所示。
空气断路器
6. 安全用电常识
我们要了解安全用电常识，养成安全用电习惯，防患于未然。
（1）发现用电器电源线的绝缘皮老化、破损，应立即停用并请专业人员更换。
要防止导线绝缘部分破损。若有破损，应及时更换。
（2）清洁用电器时必须严格按说明书要求，不得用湿布擦拭开关、插座等，不得在电线上晾晒衣物。
不要用湿布擦拭用电器
或在电线上晾晒衣物。
（3）用电器或电线着火时，应先切断电源再灭火；发现有人触电，应立即切断电源，无法切断电源时可用干燥木棍等绝缘体挑开触电者身上的电线。
发现有人触电时，立即切断电源。无法切断电源时，应用干木棍等绝缘体挑开电线
发现用电器或电线失火时，应先切断电源，然后再灭火
①组成：进户线、电能表、配电箱、插座、用电器等.
②火线和零线：火线和零线、火线和地线之间的电压为220V，零线与地线之间的电压为0，安全电压：≤36V.
①人体触电：单线触电和双线触电.
②测电笔：正确使用；辨别火线与零线.
③安全用电：用电器开关装在火线上；三孔插座的连接；
漏电保护断路器（漏电或人触电时，自动切断电源）；
空气断路器（过载保护）.
④安全用电常识.
家庭电路与安全用电
家庭电路
安全用电
1.在家庭电路中，输电线进户后应首先接到 ( )
A .总开关 B .电能表
C .保险装置 D .三孔插座
B
2 .在家庭电路中，如图所示的有关灯泡、开关和插座的连接方法中，其中正确的连接地方是 ( )
D
A .
B .
C .
D .
3.如图所示是小明家的部分家庭电路，断开开关，灯泡熄灭，此时用测电笔按照正确的操作方法接触 A 处，氖管 （选填“发光”或“不发光”）；用测电笔按照正确的操作方法接触 B 处，氖管 （选填“发光”或“不发光”），所以该电路 （选填“存在”或“不存在”）安全隐患。
发光
发光
存在

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