歐姆定律和安全用電

　　一、電壓越高越危險(xiǎn)：

　　1、對(duì)人體的安全電壓：電流對(duì)人體的危害性跟電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短等因素有關(guān)。大量觸電事故表明：當(dāng)人體兩端的電壓低于36V，通過(guò)人體的電流低于0.1mA時(shí)，才不會(huì)引起觸電感覺(jué)。因此只有不高于36V的電壓才是安全的。

　　2、電壓越高越危險(xiǎn)：由歐姆定律可以知道，在電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。電壓越高，通過(guò)人體的電流就會(huì)越大，對(duì)人體的傷害就會(huì)越大。人體是導(dǎo)體，一般情況下加在人體的電壓越過(guò)36V時(shí)，通過(guò)人體的電流就會(huì)給人體造成危險(xiǎn)，家庭電路的電壓是220V，大大超過(guò)了安全電壓，故我們不能接觸220V的電壓。高壓電路的電壓達(dá)到幾十萬(wàn)伏，人體不直接接觸，也會(huì)有危險(xiǎn)，因此對(duì)人體的安全電壓是不高于36V。

　　3、不能用濕手觸摸用電器：歐姆定律告訴我們，導(dǎo)體中電流的大小與導(dǎo)體的電阻成反比。人體也是導(dǎo)體，家庭電路的電壓是220V，大大超過(guò)了安全電壓，而濕手又使人體的電阻大大減小，觸摸電器就很可能發(fā)生觸電事故;并且不純凈的水也是導(dǎo)體。如果用濕手插(拔)插頭、按開關(guān)等，極易使水流入插座和開關(guān)內(nèi)，使人體和電源相連，造成危險(xiǎn)。因此，千萬(wàn)不要用濕手觸摸用電器。

　　二、斷路和短路

　　1、斷路：電路沒(méi)有接通。可能原因：燈絲斷了;燈頭內(nèi)的電線斷了;、開關(guān)等處的接線松動(dòng)、接觸不良。

　　2、電源短路：不經(jīng)過(guò)用電器直接將電源兩極連接起來(lái)的現(xiàn)象。由歐姆定律可以知道，由于導(dǎo)線的電阻很小，電源短路時(shí)電路上的電流會(huì)很大，這樣大的電流，電池或其它的電源都不能承受，會(huì)造成電源損壞;更為嚴(yán)重的是，因?yàn)殡娏魈?，?huì)使導(dǎo)線的溫度升高，嚴(yán)重時(shí)有可能造成火災(zāi)。

　　3、用電器短路：即電路中的某一用電器的兩端由導(dǎo)線直接連接。當(dāng)用電器發(fā)生短路時(shí)，此用電器無(wú)法工作，并會(huì)引起整個(gè)電路中的電流過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn)，這也是不允許的。

　　三、注意防雷

　　雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象，雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安裝的避雷針、高壓輸電鐵塔上最上面的兩根導(dǎo)線也是用來(lái)防雷的。雷雨時(shí)不要在空曠的地方活動(dòng)或停留;不要在樹下避雨;不要接觸金屬物品(包括金屬把的雨傘);拔掉所有的電源線、網(wǎng)線、電視天線插頭等。

　　四、安全用電的原則：1、不接觸低壓帶電體;2、不靠近高壓帶電體;3、不弄濕用電器;4、不損壞絕緣部分;5、金屬外殼的用電器一定要接地;6、家庭電路的安裝一定要正確。

　　五、歐姆定律在電流表和電壓表中的應(yīng)用

　　電流表的電阻很小，將它串聯(lián)到電路中就相當(dāng)于串聯(lián)一根電阻可忽略不計(jì)的導(dǎo)線，因電流表串聯(lián)在電路中不會(huì)影響電路中的電流大小。以由于串聯(lián)中的電流處處相等，因此通過(guò)電流表上的示數(shù)可以知道電路中與電流表串聯(lián)的其它部分中的電流。如果將電流表直接接到電源兩極上，由于電流表的電阻很小，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流會(huì)很大，就會(huì)把電路中的電流表及電源燒壞，所以絕不允許將電流表直接在電源兩極上。與電流表相反，電壓表的電阻很大，將電壓表并聯(lián)在某段電路或電源的兩端時(shí)，有電壓表的支路就相當(dāng)于斷路，所以電壓表可直接接在電源兩極上，這時(shí)測(cè)的是電源電壓。

　電能

　　一、電能

　　1、電能及其轉(zhuǎn)化

　　電流所具有的能量叫做電能。電能中由電源提供的，用電器是消耗電能的裝置，即利用電能工作，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。：用電器工作的過(guò)程就是把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過(guò)程，消耗多少電能就轉(zhuǎn)化為多少其它形式的能。

　　2、單位：焦耳(J)，常用的單位還有千瓦時(shí)(度)，符號(hào)是kW·h，1kW·h=3.6×106J。

　　二、電能的計(jì)量：

　　1、電能的計(jì)量工具是電能表，俗稱電度表，其計(jì)量單位是kW·h，即度。作用：測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗電能的多少。

　　2、電能表銘牌上各參數(shù)的意義：220V表示接在220V的電路上使用;10(20)A表示允許通過(guò)的最大電流為10A;在短時(shí)間內(nèi)可以大些，但不能超過(guò)20A;kW·h表示電能的單位;3000R/kW·h表示每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。

　　3、讀數(shù)方法：電能表的表盤上某段時(shí)間前后兩次讀數(shù)之差即為這一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能，單位是kW·h。表盤上最右邊一位數(shù)字是小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字。

　　三、電功：電流通過(guò)導(dǎo)體所做的功。

　　1、電功的實(shí)質(zhì)：用電器消耗電能的過(guò)程就是電流做功的過(guò)程。電流做了多少功，用電器就消耗了多少電能。

　　2、電功的計(jì)算：電流做功的多少與電路兩端的電壓的高低、電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。電流在一段電路上做的功跟這段電路兩端的電流、電路中的電流和通電時(shí)間成正比，電流在某段導(dǎo)體上所做的功等于這段導(dǎo)體兩端的電壓、電路中的電流和通電時(shí)間的乘積，即電功計(jì)算公式W=UIt。

　　電功率

　　一、電功率(用P表示)

　　1、電功率的物理意義：表示用電器消耗電能(電流做功)快慢的物理量。

　　2、定義：用電器在單位時(shí)間內(nèi)所消耗的電能?；螂娏髟趩挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功。

　　3、單位：瓦特(W)，常用單位還有kW。換算關(guān)系：1kW=103W。

　　4、公式：C可用于計(jì)算電功率，也可以用于計(jì)算其它功率，是計(jì)算功率的通用公式。P=UI只能用于計(jì)算電功率，。

　　二、“千瓦時(shí)”的來(lái)歷：由電功率的計(jì)算公式P=W/t可得W=Pt，在國(guó)際單位制中，電功率P的單位是瓦(W)，時(shí)間t的單位是秒(s)，那么消耗的電能單位是焦(J)。如果電功率P的單位是千瓦(kW)，時(shí)間t的單位是小時(shí)(h)，那么它們相乘之后就得到另一個(gè)電能的單位——千瓦時(shí)(kW·h)，也就是我們所說(shuō)的度。因此1kW·h表示電功率為1kW的用電器工作1h所消耗的電能。根據(jù)W=Pt可知1kW·h=1kW×1 h=1000W×3600s=3.6×106J。

　　三、額定功率

　　1、額定功率

　?、蓬~定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。

　?、祁~定功率：用電器在額定電壓下工作時(shí)的功率。用電器銘牌上標(biāo)的用電器的功率。

　?、穷~定電流：用電器在額定電壓下正常工作時(shí)的電流。用電器銘牌上標(biāo)明的電流值就是用電器的額定電流。

　　2、實(shí)際功率

　　⑴實(shí)際電壓：用電器實(shí)際工作時(shí)加在用電器兩端的電壓。

　?、茖?shí)際功率：加在用電器上的實(shí)際電壓所對(duì)應(yīng)的功率。

　　3、實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系：若U實(shí)>U額，則P實(shí)>P額，用電器不能正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響用電器的使用壽命，甚至?xí)龎挠秒娖?。若U實(shí)=U額，則P實(shí)=P額，用電器正常工作。若U實(shí)<U額，則P實(shí)<P額，用電器不能正常工作。

　　注意：小燈泡的亮度是由其實(shí)際功率決定的。

　　四、電功率的測(cè)量

　　1、測(cè)量電功率可以用專門的電功率表，在非專業(yè)的實(shí)驗(yàn)中，常常通過(guò)電流和電壓的測(cè)量來(lái)間接得知用電器的電功率。精確的實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)都可以證明：電功率P和電流I、電壓U之間的關(guān)系是：P=UI。只要用電壓表測(cè)出用電器兩端的電壓、用電流表測(cè)出通過(guò)用電器的電流，就可以計(jì)算出用電器的電功率，主種測(cè)量方法叫做間接測(cè)量法

　　測(cè)量小燈泡的電功率

　　一、實(shí)驗(yàn)探究伏安法測(cè)小燈泡的功率

　　1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量的額定功率和小燈泡在不同電壓下的電功率。

　　2、實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)電功率的公式P=UI，測(cè)出小燈泡兩端的電壓和通過(guò)小燈泡的電流，就可以計(jì)算出小燈泡的電功率。

　　3、實(shí)驗(yàn)電路圖：如右圖

　　4、實(shí)驗(yàn)器材：電源、小燈泡、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器各一，導(dǎo)線若干。

　　5、實(shí)驗(yàn)步驟：

　?、旁O(shè)計(jì)好電路圖，按電路圖連接好電路。

　?、茩z查電路無(wú)誤后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讓小燈泡兩端的電壓達(dá)到它的額定電壓，記下此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，并觀察小燈泡的亮度。

　?、钦{(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，分別使小燈泡兩端的電壓是額定電壓的1.2倍左右，記下此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)，并觀察小燈泡的亮度。低于和稍高于它的額定電壓，觀察小燈泡的亮度，記下兩次電流表的讀數(shù)。

　　⑷調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，分別使小燈泡兩端的電壓略低于額定電壓，記下此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)，并觀察小燈泡的亮度。

　?、衫霉絇=UI計(jì)算燈泡的額定電功率的不在額定電壓下的實(shí)際功率。

　　6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：測(cè)出小燈泡的額定功率，得到消耗的電功率越大，小燈泡就越亮這一規(guī)律，燈泡亮度取決于其在電路中消耗的實(shí)際功率。

　　說(shuō)明：“伏安法”測(cè)電阻和“伏安法”測(cè)小燈泡的電功率都用到了滑動(dòng)變阻器來(lái)改變電路的電流和部分電路兩端的電壓，但前者是為了多次測(cè)量求平均值使測(cè)量更準(zhǔn)確，后者是為了讓小燈泡兩端的電壓低于、等于和高于其額定電壓，以觀察比較三種情況下小燈泡的亮度，從比較暗到正常發(fā)光再到特別亮的變化。

　　二、用電能表測(cè)用電器的電功率

　　1、原理：P=W/t

　　2、具體方法：

　?、庞浵码娔鼙砻縦W.h的轉(zhuǎn)數(shù)N;

　?、脐P(guān)閉其他用電器，只讓待測(cè)用電器工作;

　?、怯猛１砜社姳頊y(cè)量用電器工作時(shí)電能表圓盤轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)所用的時(shí)間t;

　?、扔?jì)算待測(cè)用電器的實(shí)際功率。

　　三、實(shí)驗(yàn)電路故障及解決的方法

　　故障一：閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表、電壓表無(wú)示數(shù)。

　　判斷：⑴電源、電流表、開關(guān)或變阻器損壞;⑵接線柱接觸不良;⑶連接導(dǎo)線斷路。

　　故障二：閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無(wú)示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)。

　　判斷：⑴燈泡的燈絲斷了或燈泡與燈座接觸不良;⑵電流表和電壓表的位置接錯(cuò)了。

　　故障三：電流表與電壓表的指針向沒(méi)有刻度的方向偏轉(zhuǎn)。

　　判斷：電流表和電壓表的“+”、“-”接線柱接反了。

　　故障四：電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小。

　　判斷：⑴電流表與電壓表的量程選擇過(guò)大;⑵電源電壓不高;⑶接觸不良。

　　故障五：電表的指針超過(guò)最大刻度。

　　判斷：⑴量程選擇過(guò)小;⑵電路中出現(xiàn)短路。

　　故障六：滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，電表示數(shù)及燈泡的亮度無(wú)變化。

　　判斷：滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，沒(méi)有遵循“一上一下”的原則。

　　故障七：無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡的額定電壓。

　　判斷：電源電壓過(guò)低。

　　四、電和熱

　　一、電流的熱效應(yīng)：:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象。

　　二、實(shí)驗(yàn)探究：電流難過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的多少與什么因素有關(guān)(課本P49~49)

　　1、在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多。

　　2、在電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越。

　　3、在電流和電阻相同時(shí)，通過(guò)時(shí)間越長(zhǎng)，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越

　　注意：做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要盡可能選擇兩只完全相同的燒瓶，所裝煤油的質(zhì)量也一定要相等。

　　三、焦耳定律：

　　1、內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。

　　2、公式：Q=I2Rt，對(duì)于任何電路都可以用Q=I2Rt計(jì)算。串、并聯(lián)電路中放出的總熱量Q =Q1+Q2+…+Qn。

　　3、電流的熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系

　　如果電流通過(guò)導(dǎo)體電能全部轉(zhuǎn)化為熱，電流通過(guò)導(dǎo)體消耗電能的功率就等于電能轉(zhuǎn)化為熱量的功率。利用電功率公式P=UI和歐姆定律公式I=U/R，可得電能轉(zhuǎn)化為熱的功率P=I2R，這個(gè)關(guān)系式表明，在電流相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化為熱量的功率跟導(dǎo)體的電阻成正比。四、電熱的利用及其危害的防止

　　1、電熱的利用：電熱器是利用電來(lái)加熱的設(shè)備。電流通過(guò)導(dǎo)體就要發(fā)熱，電熱器就是利用這一現(xiàn)象制成的，電熱器工作過(guò)程中，消耗的電能轉(zhuǎn)化為熱。電熱器的主要工作部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體由電阻大、熔點(diǎn)高的合金制成。

　　電熱的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生、無(wú)環(huán)境污染、熱效率高、便于控制和調(diào)節(jié)溫度。

　　2、電熱危害的防止：用電器中通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的熱，會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高，使用電器不能正常工作，影響用電器的工作、使用壽命甚至損壞用電器，并且使絕緣材料迅速老化，造成危害。因此在制作和使用電器時(shí)要采取有效措施進(jìn)行散熱，以防止電熱造成的危害。電腦、電視、電動(dòng)機(jī)等許多用電器上都有散熱設(shè)備，就是為了防止電熱的破壞。

　　電功率和安全用電

　　一、電功率和安全用電

　　1、電流I與用電器電功率P的關(guān)系：I=P/U。家庭電路中的電壓是一定的，用電器的電功率越大，電路中的電流越大。為了防止同時(shí)使用的用電器總功率過(guò)大，如需添置大功率的用電器時(shí)，應(yīng)先計(jì)算一下增加用電器后電路的電流，看電路的總電流是否超過(guò)供電電路和電能表允許的最大電流。

　　3、家庭電路中電流過(guò)大的原因：過(guò)載，即用電器總功率太大;短路。

　　二、保險(xiǎn)絲的作用

　　1、保險(xiǎn)絲的材料選戰(zhàn)：電阻較大、熔點(diǎn)低。

　　2、保險(xiǎn)絲的作用：當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，根據(jù)P=I2R，電流在保險(xiǎn)絲上的發(fā)熱功率大，保險(xiǎn)絲的溫度升高，達(dá)到熔點(diǎn)而自動(dòng)熔斷，切斷電路保護(hù)電路的安全。

　　3、保險(xiǎn)絲的連接方式：保險(xiǎn)絲與所保護(hù)的電路串聯(lián)。

　　4、現(xiàn)在新建樓房一般采用空氣開關(guān)，當(dāng)線路中電流過(guò)大時(shí)，開關(guān)中的電磁鐵將自動(dòng)切斷電路，俗稱跳閘。

　　5、保險(xiǎn)絲越粗其額定電流和熔斷電流越大。選用保險(xiǎn)絲時(shí)，其額定電流應(yīng)等于或者稍大于電路的額定電流，過(guò)粗的保險(xiǎn)絲不能起到保險(xiǎn)作用，過(guò)細(xì)的保險(xiǎn)絲接入電路用電器不能正常工作。決不能用銅絲或鐵絲代替保險(xiǎn)絲

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