师:同学们,大家好。今天由我带领大家学习初中物理人教版九年级第19章生活用电的内容。1879年,爱迪生发明电灯,此后电灯作为首个家用电器走进千家万户。随着科技进步,越来越多家用电器,如电冰箱、洗衣机、微波炉、家用电脑等,陆续走进人们生活,极大地方便并改变了生活方式。然而,事物都有两面性,电器进入家庭后,给我们的安全带来新挑战。1994年新疆克拉玛依剧院火灾,就是不注重用电安全造成的。这场火灾中,325人丧生,132人受伤。这些惨痛教训告诉我们,生活中必须掌握科学知识,才能安全用电。今天,老师将从以下三个方面带领大家回顾生活用电。
首先是家庭电路。家庭电路是为家庭用电器提供电流的电路,由户外低压线路引来,其中一根在户外已与大地相连,称为零线,另一根是火线,火线和零线之间电压为220伏。电源进户后,依次经过记录家庭电路消耗电能的电能表、控制家庭电路通断的总开关,以及在家庭电路电流过大时切断电路、起保护作用的保险装置。之后,众多家用电器可连接在家庭电路中,用电器和插座并联。为安全用电,控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间,且开关和用电器串联。两孔插座左侧接零线,右侧接火线;三孔插座左侧接零线,右侧接火线,上面插孔接地线。像台灯、电风扇这类小功率家用电器,一般接在两孔插座上;而洗衣机、电冰箱等大功率且有金属外壳的电器,一般接在三孔插座上。家用电器中螺旋灯泡的连接需特别注意,螺旋灯泡顶部锡块和开关串联后接在火线上,螺旋外壳接零线。
火线和零线之间电压为220伏,零线是接地线,所以火线和地线之间电压也为220伏。正常情况下,零线与地线之间电压为0伏。火线和零线除电压外还有何区别?区分它们要借助试电笔,试电笔分为钢笔式和螺丝刀式,结构类似,都包含金属笔尖、电阻、氖管、弹簧和笔尾金属体。用试电笔笔尖接触火线,同时手按住笔尾金属体,注意千万不要触碰笔尖。此时试电笔内部氖管发光,因为火线和地线之间电压为220伏,电流经火线、试电笔、人体流向大地。人未触电是因试电笔内部有约百万欧姆大电阻,使电路电流很小,不会对人体造成伤害。用试电笔接触零线,零线和大地之间电压为0伏,无电流通过试电笔,所以氖管不发光。通过氖管是否发光,可判断试电笔接触的是零线还是火线。那地线有什么作用呢?地线一般与大功率用电器金属外壳相连,当用电器外壳和火线间绝缘层损坏,使外壳带电时,电流会由接地线流入大地,不会对人造成伤害。用电器开关接在火线上也是出于同样考虑。现在新建楼房里,控制用电器的开关还装有漏电保护器。若站在地上的人不小心接触火线,电流经人体流入大地,火线上电流大,零线上电流小。当减少的电流达到漏电保护器额定漏电动作电流时,干路上的漏电保护器迅速断开,切断电流,保护人体。
下面来看例题呈现。某家庭电路说法正确的是哪一个?a选项,灯泡两端电压是36伏,家庭电路中用电器两端电压都为220伏,所以a选项错误。b选项,两灯泡连接方式很明显是并联,所以b选项不对。两个灯泡在电路中各有一个开关控制,在家庭电路中,控制用电器的开关要与用电器串联,且开关接在火线和用电器之间,L1的开关接在了零线和用电器之间,所以c选项开关S1位置错误。d选项,开关S2只控制灯泡L2,且连接在火线和用电器之间,所以d选项正确。
第二部分,家庭电路中电流过大的原因。家庭电路中,用电器之间是并联连接。单个用电器功率不大,但众多用电器并联时,电路总功率相当可观。由I = P / U可知,电源电压一定时,电路总功率越大,总电流越大,电流可能超过电路安全值。除此以外,短路也是家庭电路电流过大的原因之一。电线和用电器使用时间长,绝缘层老化损坏,使火线和零线直接连通,就会造成短路。另外,用电器进水也会引起短路。由欧姆定律可知,电压一定时,短路电阻小,电路电流会变得非常大。总结一下,家庭电路中电流过大的原因有两个:一是电路总功率过大;二是短路。无论哪种原因,电流过大时会产生大量热,使导线温度急剧升高,易引发火灾。此时,干路上的保险丝熔断,及时切断电路,保护电路。保险丝能快速反应,是由其材料决定的。保险丝由铅锑合金组成,同等条件下,铅锑合金电阻大、熔点低。根据焦耳定律,电流和通电时间相同时,电阻越大,产生热量越多,所以保险丝能率先熔断。在保险丝选择方面,每种保险丝都有额定电流,通过保险丝的电流小于或等于额定电流时,保险丝正常工作;当电流大于额定电流,约为额定电流两倍即熔断电流时,保险丝熔断,保护电路。禁止用铜丝、铁丝代替保险丝,因为铜和铁熔点高,起不到保护电路的作用。在新建楼房供电线路中,现在不再使用保险丝,而是使用起保险作用的空气开关。电流过大时,空气开关断开,查明原因、排除故障后,再闭合空气开关,用电器就能继续正常工作,省去更换保险丝的过程,使生活用电更安全便捷。
关于保险丝,下列说法正确的是哪一个?a选项,选用保险丝额定电流越小越安全,对吗?若选用额定电流过小的保险丝,家庭电路接入稍大功率用电器,电流稍大,保险丝就会熔断,其他用电器无法正常工作。b选项,选用保险丝越粗越好,对吗?保险丝越粗,电阻越小,额定电流越大。若选用额定电流过大的保险丝,家庭电路电流很大,即便导线着火,保险丝也无法熔断,起不到保护作用,所以保险丝不是越粗越好。因此,d选项电路中有保险丝不一定能起到保护作用,是正确的。c选项,保险丝熔断后不可以用铜丝代替。来看例题呈现,配电系统方框图,下列说法正确的是哪个?a选项,电能表用来计量家中所有用电器总功率,错误,它计量的是家用电器消耗的总电能。b选项,空调正常工作时,吊灯一定发光。家庭电路中,所有用电器并联,互不影响,空调正常工作时,吊灯可发光也可熄灭,所以b选项不对。c选项,如果插座被短路,漏电保护器就会切断电流。插座被短路,电路电流过大,此时空气开关会断开切断电流,不是漏电保护器,所以c选项不对。d选项,空气开关跳闸,可能是电路发生短路引起的,d选项正确。这题选d。
