歐姆定律和安全用電

　　一、電壓越高越危險：

　　1、對人體的安全電壓：電流對人體的危害性跟電流的大小、通電時間的長短等因素有關。大量觸電事故表明：當人體兩端的電壓低于36V，通過人體的電流低于0.1mA時，才不會引起觸電感覺。因此只有不高于36V的電壓才是安全的。

　　2、電壓越高越危險：由歐姆定律可以知道，在電阻一定時，通過導體的電流和導體兩端的電壓成正比。電壓越高，通過人體的電流就會越大，對人體的傷害就會越大。人體是導體，一般情況下加在人體的電壓越過36V時，通過人體的電流就會給人體造成危險，家庭電路的電壓是220V，大大超過了安全電壓，故我們不能接觸220V的電壓。高壓電路的電壓達到幾十萬伏，人體不直接接觸，也會有危險，因此對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，導體中電流的大小與導體的電阻成反比。人體也是導體，家庭電路的電壓是220V，大大超過了安全電壓，而濕手又使人體的電阻大大減小，觸摸電器就很可能發生觸電事故;并且不純凈的水也是導體。如果用濕手插(拔)插頭、按開關等，極易使水流入插座和開關內，使人體和電源相連，造成危險。因此，千萬不要用濕手觸摸用電器。

　　二、斷路和短路

　　1、斷路：電路沒有接通。可能原因：燈絲斷了;燈頭內的電線斷了;、開關等處的接線松動、接觸不良。

　　2、電源短路：不經過用電器直接將電源兩極連接起來的現象。由歐姆定律可以知道，由于導線的電阻很小，電源短路時電路上的電流會很大，這樣大的電流，電池或其它的電源都不能承受，會造成電源損壞;更為嚴重的是，因為電流太大，會使導線的溫度升高，嚴重時有可能造成火災。

　　3、用電器短路：即電路中的某一用電器的兩端由導線直接連接。當用電器發生短路時，此用電器無法工作，并會引起整個電路中的電流過大而發生危險，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線也是用來防雷的。雷雨時不要在空曠的地方活動或停留;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用

　　電流表的電阻很小，將它串聯到電路中就相當于串聯一根電阻可忽略不計的導線，因電流表串聯在電路中不會影響電路中的電流大小。以由于串聯中的電流處處相等，因此通過電流表上的示數可以知道電路中與電流表串聯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，根據歐姆定律，電路中的電流會很大，就會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，將電壓表并聯在某段電路或電源的兩端時，有電壓表的支路就相當于斷路，所以電壓表可直接接在電源兩極上，這時測的是電源電壓。

　電能

　　一、電能

　　1、電能及其轉化

　　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，將電能轉化為其他形式的能。：用電器工作的過程就是把電能轉化為其它形式能的過程，消耗多少電能就轉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(度)，符號是kW·h，1kW·h=3.6×106J。

　　二、電能的計量：

　　1、電能的計量工具是電能表，俗稱電度表，其計量單位是kW·h，即度。作用：測量用電器在一段時間內消耗電能的多少。

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

　　3、讀數方法：電能表的表盤上某段時間前后兩次讀數之差即為這一段時間內消耗的電能，單位是kW·h。表盤上最右邊一位數字是小數點后的數字。

　　三、電功：電流通過導體所做的功。

　　1、電功的實質：用電器消耗電能的過程就是電流做功的過程。電流做了多少功，用電器就消耗了多少電能。

　　2、電功的計算：電流做功的多少與電路兩端的電壓的高低、電流的大小、通電時間的長短有關。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間成正比，電流在某段導體上所做的功等于這段導體兩端的電壓、電路中的電流和通電時間的乘積，即電功計算公式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：用電器在單位時間內所消耗的電能。或電流在單位時間內所做的功。

　　3、單位：瓦特(W)，常用單位還有kW。換算關系：1kW=103W。

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

　　二、“千瓦時”的來歷：由電功率的計算公式P=W/t可得W=Pt，在國際單位制中，電功率P的單位是瓦(W)，時間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)，時間t的單位是小時(h)，那么它們相乘之后就得到另一個電能的單位——千瓦時(kW·h)，也就是我們所說的度。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W=Pt可知1kW·h=1kW×1 h=1000W×3600s=3.6×106J。

　　三、額定功率

　　1、額定功率

　　⑴額定電壓：用電器正常工作時的電壓。

　　⑵額定功率：用電器在額定電壓下工作時的功率。用電器銘牌上標的用電器的功率。

　　⑶額定電流：用電器在額定電壓下正常工作時的電流。用電器銘牌上標明的電流值就是用電器的額定電流。

　　2、實際功率

　　⑴實際電壓：用電器實際工作時加在用電器兩端的電壓。

　　⑵實際功率：加在用電器上的實際電壓所對應的功率。

　　3、實際功率和額定功率的關系：若U實>U額，則P實>P額，用電器不能正常工作，嚴重時會影響用電器的使用壽命，甚至會燒壞用電器。若U實=U額，則P實=P額，用電器正常工作。若U實<U額，則P實<P額，用電器不能正常工作。

　　注意：小燈泡的亮度是由其實際功率決定的。

　　四、電功率的測量

　　1、測量電功率可以用專門的電功率表，在非專業的實驗中，常常通過電流和電壓的測量來間接得知用電器的電功率。精確的實驗和理論推導都可以證明：電功率P和電流I、電壓U之間的關系是：P=UI。只要用電壓表測出用電器兩端的電壓、用電流表測出通過用電器的電流，就可以計算出用電器的電功率，主種測量方法叫做間接測量法

　　測量小燈泡的電功率

　　一、實驗探究伏安法測小燈泡的功率

　　1、實驗目的：測量的額定功率和小燈泡在不同電壓下的電功率。

　　2、實驗原理：根據電功率的公式P=UI，測出小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，就可以計算出小燈泡的電功率。

　　3、實驗電路圖：如右圖

　　4、實驗器材：電源、小燈泡、電流表、電壓表、開關、滑動變阻器各一，導線若干。

　　5、實驗步驟：

　　⑴設計好電路圖，按電路圖連接好電路。

　　⑵檢查電路無誤后閉合開關，調節滑動變阻器，讓小燈泡兩端的電壓達到它的額定電壓，記下此時電壓表和電流表的讀數，并觀察小燈泡的亮度。

　　⑶調節滑動變阻器，分別使小燈泡兩端的電壓是額定電壓的1.2倍左右，記下此時電壓表和電流表的示數，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。

　　⑷調節滑動變阻器，分別使小燈泡兩端的電壓略低于額定電壓，記下此時電壓表和電流表的示數，并觀察小燈泡的亮度。

　　⑸利用公式P=UI計算燈泡的額定電功率的不在額定電壓下的實際功率。

　　6、實驗結果：測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律，燈泡亮度取決于其在電路中消耗的實際功率。

　　說明：“伏安法”測電阻和“伏安法”測小燈泡的電功率都用到了滑動變阻器來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量求平均值使測量更準確，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，從比較暗到正常發光再到特別亮的變化。

　　二、用電能表測用電器的電功率

　　1、原理：P=W/t

　　2、具體方法：

　　⑴記下電能表每kW.h的轉數N;

　　⑵關閉其他用電器，只讓待測用電器工作;

　　⑶用停表可鐘表測量用電器工作時電能表圓盤轉n轉所用的時間t;

　　⑷計算待測用電器的實際功率。

　　三、實驗電路故障及解決的方法

　　故障一：閉合開關，燈泡不亮，電流表、電壓表無示數。

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

　　故障二：閉合開關，燈泡不亮，電流表幾乎無示數，電壓表指針明顯偏轉。

　　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了。

　　故障三：電流表與電壓表的指針向沒有刻度的方向偏轉。

　　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角度很小。

　　判斷：⑴電流表與電壓表的量程選擇過大;⑵電源電壓不高;⑶接觸不良。

　　故障五：電表的指針超過最大刻度。

　　判斷：⑴量程選擇過小;⑵電路中出現短路。

　　故障六：滑動變阻器的滑片滑動時，電表示數及燈泡的亮度無變化。

　　判斷：滑動變阻器連接錯誤，沒有遵循“一上一下”的原則。

　　故障七：無論怎樣調節滑動變阻器，電壓表示數總小于燈泡的額定電壓。

　　判斷：電源電壓過低。

　　四、電和熱

　　一、電流的熱效應：:電流通過導體時電能轉化為熱的現象。

　　二、實驗探究：電流難過導體產生的多少與什么因素有關(課本P49~49)

　　1、在電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，電流通過導體時產生的熱量越多。

　　2、在電阻和通電時間一定時，電流越大，電流通過導體時產生的熱量越。

　　3、在電流和電阻相同時，通過時間越長，電流通過導體時產生的熱量越

　　注意：做實驗時，要盡可能選擇兩只完全相同的燒瓶，所裝煤油的質量也一定要相等。

　　三、焦耳定律：

　　1、內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。

　　2、公式：Q=I2Rt，對于任何電路都可以用Q=I2Rt計算。串、并聯電路中放出的總熱量Q =Q1+Q2+…+Qn。

　　3、電流的熱效應與電阻大小的關系

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

　　1、電熱的利用：電熱器是利用電來加熱的設備。電流通過導體就要發熱，電熱器就是利用這一現象制成的，電熱器工作過程中，消耗的電能轉化為熱。電熱器的主要工作部分是發熱體，發熱體由電阻大、熔點高的合金制成。

　　電熱的優點：清潔衛生、無環境污染、熱效率高、便于控制和調節溫度。

　　2、電熱危害的防止：用電器中通過電流時產生的熱，會使導體的溫度升高，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要采取有效措施進行散熱，以防止電熱造成的危害。電腦、電視、電動機等許多用電器上都有散熱設備，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。為了防止同時使用的用電器總功率過大，如需添置大功率的用電器時，應先計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供電電路和電能表允許的最大電流。

　　3、家庭電路中電流過大的原因：過載，即用電器總功率太大;短路。

　　二、保險絲的作用

　　1、保險絲的材料選戰：電阻較大、熔點低。

　　2、保險絲的作用：當電流過大時，根據P=I2R，電流在保險絲上的發熱功率大，保險絲的溫度升高，達到熔點而自動熔斷，切斷電路保護電路的安全。

　　3、保險絲的連接方式：保險絲與所保護的電路串聯。

　　4、現在新建樓房一般采用空氣開關，當線路中電流過大時，開關中的電磁鐵將自動切斷電路，俗稱跳閘。

　　5、保險絲越粗其額定電流和熔斷電流越大。選用保險絲時，其額定電流應等于或者稍大于電路的額定電流，過粗的保險絲不能起到保險作用，過細的保險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絲

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