第一节 家庭电路（教学课件）物理北师大版（北京）2024九年级全一册

第十六章 生活用电 物理九年级全一册 •北师大版（北京） 第一节家庭电路 学习目标 01 02 03 04 物理观念 认识家庭电路的组成，包括进户线（火线、零线）、电能表、总开关、保险装置（保险丝或空气开关）、用电器、插座、导线等，了解各组成部分的作用及连接方式（用电器和插座并联，开关与用电器串联）。 科学思维 通过分析家庭电路的组成和连接方式，归纳出“家庭电路中各用电器独立工作、互不影响”的特点，理解并联电路在家庭电路中的应用价值，培养结构与功能相统一的思维。 科学探究 经历“探究家庭电路模拟连接”的实验过程，学会根据电路组成规范连接元件（如电能表接在最前端，开关接在火线与用电器之间，插座左零右火上接地），培养电路连接的实操能力。 科学态度与责任 通过学习安全用电知识，认识不规范用电的危害（如触电、火灾），树立“安全第一”的用电意识，掌握正确的用电方法（如不用湿手碰电器、及时更换老化导线），增强自我保护和家庭安全责任感。 重点难点 教学重点 教学重点 掌握家庭电路的组成及各部分的作用，理解用电器、插座的连接方式（并联）和开关的正确接法（接在火线与用电器之间）。 理解家庭电路的实际连接逻辑（如各元件的顺序、火线零线的区分连接），并能在模拟实验中规范操作。 1．实验研究 实验1： 　　用橡胶棒连接验电器 　　验电器A、B金属箔的张角没有变化。 　　验电器A的电荷量没有变化，验电器B仍不带电。 一、导体和绝缘体 A B 实验现象 实验分析 探究新知 探究新知 视频设置成直接播放，【从第3秒开始配画外音】当夜幕降临，华灯初上，璀璨的灯光点亮了一栋栋 高楼大厦，夜晚的城市被装点的格外亮丽。 5 探究新知 雄伟的高压输电塔翻山越岭，通过高压输电线把电能，从遥远的发电厂送到城市和乡村的每个角落，每一户家庭中。 6 探究新知 我们家里的【点PPT】客厅、【点PPT】卧室、【点PPT】厨房和【点PPT】卫生间都离不开电的使用。 7 探究新知 而进入家庭的电线都是按照一定的用电要求，预先安装在墙体和地面中的【点PPT】。同学们，我们要想安全地享受电 带来的便利，就先要了解你的家里是如何用电的？ 8 家庭装修—布线 探究新知 电路的基本组成 探究新知 前面我们已经学过电路的基本组成：有电源、用电器、导线、开关。 10 进户线 电能表 总开关+保险装置 用电器 插座 一、家庭电路的组成 探究新知 11 家庭电路由进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等组成。 一、家庭电路的组成 探究新知 同学们现在看到的这张图是比较简单的家庭电路示意图，归纳一下： 家庭电路主要是由两根进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等组成。 各部分的作用都是什么呢？ 12 作用：将电能输送至家中。 一、家庭电路的组成 探究新知 首先是进户线，这两根进户线位于室外，其作用是将电能输送至家中， 与我们之前的实验电路相比，进户线相当于每个家庭电路中的电源。 13 作用：计量家中的用电量。 一、家庭电路的组成 探究新知 进户线后面要接入一块电能表，电能表用来显示每个家庭所消耗的电能。 为了便于检查和维护，它一般安装在室外。 比如图片中所示，几个家庭的电能表集中放置在室外的电表箱中。 14 作用：可以手动切断电路。 一、家庭电路的组成 探究新知 电能表后面不能直接接入用电器，而是必须接入能控制室内全部电路的总开关。 当家庭电路需要改造和检修时，必须断开总开关， 这时室内全部电路与外面的输电线分离，可以保证施工人员的安全。 15 作用：可以手动切断电路。 闸刀开关 一、家庭电路的组成 探究新知 原来的家庭电路中的总开关是一个闸刀开关，现在有些场合还可以见到它。 16 向上方推闸刀，电路连通； 向下方拉闸刀，电路断开。 探究新知 这种闸刀式总开关，向上方推闸刀，电路连通，再将控制用电器的开关闭合，用电器工作； 当进行电路检修或是改造时，向下拉闸刀，电路断开，将写有“电路检修、禁止合闸”的警示牌挂在闸刀处， 以免有人误合开关，造成触电事故。 请同学想一想，为什么要这样设计呢？因为这样设计是为了保护人们的安全， 17 探究新知 我们用实验室使用的单刀单掷开关来模拟一下，如果设计成向下拉闸刀，闭合电路， 【点PPT】当检修电路时，向上推闸刀，断开电路，如果闸刀因为外界的意外震动而落下， 会使电路接通，就有可能发生触电事故！ 所以向上推闸刀闭合电路的设计是为了保护人们的安全。 18 作用：电流过大时，熔丝熔断，切断电路。 熔丝 一、家庭电路的组成 探究新知 总开关后面需要安装保险装置。【点PPT】在原来的家庭电路中，保险装置是内部装有熔丝的保险盒。 【点PPT】熔丝（俗称保险丝），当家庭电路中电流过大时，【点PPT】熔丝会熔断， 切断电路，对电路及用电器起到保护作用。 但熔丝一旦因为电流过大而熔断，则需要在检修电路之后更换新的熔丝，就会给人们的生活造成一些不便利。 19 空气开关 作用：同时起到总开关和保险装置的作用，电流过大时，切断电路。 一、家庭电路的组成 探究新知 如今，在家庭电路中，用空气开关取代了总开关和保险盒【点PPT】，就完美的解决了这个问题。 当电流过大时，空气开关会自动“跳闸”，切断电路。在找出电流过大的原因并排除故障后， 向上闭合开关即可，如果没有排除故障，向上闭合开关还会自动“跳闸“。 所以，【点PPT】空气开关既同时起到了总开关和保险装置的作用，又免去了更换熔丝的操作。 20 探究新知 　　① 作用： 　　② 材料： 　　③ 注意：选用合适规格的保险丝，不能用铜丝 　　　　　　 或者铁丝代替。 电路中电流过大时，保险丝熔断，自动切断电路，起到保护作用。 由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成。 插入式保险盒 保险丝 探究新知 空气开关 保险装置 现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关，空气开关安装在电能表后，当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。 探究新知 一、家庭电路的组成 探究新知 在保险装置之后，就可以连接用来照明的电灯和用来连接其他家用电器的插座了。 24 二、火线和零线 探究新知 同学们可能已经注意到了，图中标注出了两根进户线的名称。 其中一根叫做端线，俗称火线【点PPT】，另一根叫做零线【点PPT】。 25 火线 零线 大地 220 V 220 V 0 V 二、火线和零线 探究新知 我们通常所说的家庭电路电压220V指的是火线与零线之间的电压。 由于零线在入户前已经和大地相连，所以零线与大地之间的电压是0V， 那么火线与大地之间的电压是多少伏呢？ 很好，火线与大地之间的电压是220V。 这么看来，如果人意外触碰到火线是十分危险的， 因此生活中我们要避免人体接触火线，所以识别火线和零线是非常重要的。 26 钢笔式试电笔 螺丝刀式试电笔 用试电笔识别火线和零线 二、火线和零线 探究新知 我们通常使用试电笔识别火线和零线，试电笔的种类较多，它们用法相似，略有区别。 今天我们重点学习钢笔式试电笔和螺丝刀式试电笔的使用方法。 27 （1）试电笔的构造： 金属笔卡 金属帽 用试电笔识别火线和零线 笔尖 金属体 笔尾金属体 绝缘外壳 电阻 氖管 弹簧 探究新知 我们先来了解试电笔的构造。常见的试电笔由笔尖金属体、绝缘外壳、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体组成。 钢笔式试电笔的笔尾处是金属笔卡，螺丝刀式试电笔的笔尾处是金属帽。我们重点来认识一下氖管。 28 探究新知 右侧是一个拆开的氖管，它的内部充有稀有气体——氖，并从中引出两个金属电极。 当电极间的电压达到一定值时，氖气就会被击穿。只要很小的电流从一个电极流到另一个电极时，氖气就会发光。 29 （2）正确使用试电笔 用试电笔识别火线和零线 探究新知 那么，应该怎样正确使用试电笔呢？请看老师的演示，使用时，我们用食指或拇指接触金属笔卡， 用金属笔尖接触被测试的导线，如果接触的是火线，氖管发光。如果接触的是零线，氖管不发光。 30 （2）正确使用试电笔 用试电笔识别火线和零线 探究新知 螺丝刀式试电笔的使用方法和钢笔式试电笔基本一致，唯一的区别是要用食指或拇指接触金属帽， 用金属笔尖接触被测试的导线，如果接触的是火线，氖管发光。如果接触的是零线，氖管不发光。 31 手指没有接触笔尾金属体 氖管不发光，无法识别火线和零线。 错误操作： 用试电笔识别火线和零线 探究新知 相反，如果手指没有接触笔尾金属体，就没有构成回路，因此没有电流经过氖管，所以氖管不发光。 这种操作是错误的，因为无法识别火线和零线。 32 手指接触金属笔尖 会触电 错误操作： 用试电笔识别火线和零线 探究新知 当然，还有一种错误操作，是十分危险的，那就是手指直接接触金属笔尖，这时一旦接触火线， 电流不会再经过试电笔中的大电阻，而是直接经过人体流向大地， 此时人就会触电，可能危及生命！所以一定避免误碰金属笔尖！ 33 手必须接触笔尾金属体， 笔尖接触被测的导线。 探究新知 总结一下，使用试电笔时手必须接触笔尾金属体 笔尖接触被测的导线 34 电阻约100万欧 也就是1×106Ω I = U R总 = 220V 1×106Ω = 2.2×10﹣4A = 0.22mA （3）试电笔的工作原理 用试电笔识别火线和零线 探究新知 其实大家不必担心，还记得与氖管串联的那个电阻嘛？其阻值可以达到约100万欧，也就是1×106Ω， 人体电阻大约1万欧，有时可能更小，远小于试电笔中的大电阻，可以忽略。 利用欧姆定律，我们可以计算出，经过人体的电流是非常小的，研究表明，当通过人体的电流大于1mA时， 人才会有感觉。大小在0.22mA左右的电流不会对人体有什么影响。不会对人体造成伤害的。 所以正确使用试电笔就是要让人体接入电路中，构成回路，所以手指必须要接触笔尾金属体 35 保险盒是串联接入家庭电路，还是 并联接入？ 熔丝 电流过大 熔断 切断电路 议一议 探究新知 接下来请同学们结合本节课所学知识，讨论几个问题。 保险盒是串联接入家庭电路还是并联接入？ 我们知道，保险盒内一般装有熔丝【点PPT】，其作用就是当电路中电流过大时【点PPT】， 自动熔断，达到切断电路的目的【点PPT】。 所以要想起到切断电路的作用，必须串联接入家庭电路中。 36 保险盒是否可以串联安装在零线上？ 火线 零线 议一议 探究新知 既然保险盒必须串联接入家庭电路中，那么保险盒是否可以串联安装在零线上呢？ 请同学们想一想 如果将保险盒串联安装在零线上【点PPT】，电路中电流过大时，保险盒内的熔丝熔断【点PPT】， 虽然实现了切断电路的目的，但是切断是零线，而火线并没有切断，仍然与用电器相连， 此时，人们在检修电路时，就会因接触火线而触电。 因此保险盒必须安装在火线上！ 37 火线、零线各安装一个保险盒，会更保险吗？ 火线 零线 议一议 探究新知 这时有同学可能会问了，既然为了保证安全，火线和零线各安装一个会更保险吗 ？ 我们来分析一下，如果火线和零线各安装一个保险盒【点PPT】，当电路中的电流过大时， 就有可能出现其中一个保险盒中的熔丝先熔断，而另一个保险盒中的熔丝没有熔断的现象。 如果熔断的是零线上的熔丝【点PPT】，电路中的用电器仍然与火线相连。 人们在检修电路时，就会因接触火线而触电。 因此火线和零线各安装一个保险盒不会更安全，反而不安全！ 38 问题：用电器是如何接入家庭电路中的？ 探究新知 39 电灯与控制它的开关是一起直接接入家庭电路中的。 观察结果： 观察结果：电热水器等通过插座接入电路中。 探究新知 三、电灯和开关 探究新知 三、电灯和开关 火线 零线 探究新知 三、电灯和开关 √ × 探究新知 三、电灯和开关 中心金属片 金属螺旋套 接火线 接零线 探究新知 四、插座和插头 探究新知 四、插座和插头 两孔插座 三孔插座 探究新知 四、插座和插头 火线 零线 “左零右火” 1. 插座的连接 探究新知 四、插座和插头 氖管发光 氖管不发光 “左零右火” 1. 插座的连接 探究新知 四、插座和插头 接零线 接火线 1. 插座的连接 探究新知 四、插座和插头 地线 “左零右火上接地” 1. 插座的连接 火线 零线 探究新知 四、插座和插头 探究新知 探究新知 接火线 接零线 接地线 探究新知 探究新知 2. 三线插头 探究新知 火线 零线 地线 2. 三线插头 探究新知 2. 三线插头 探究新知 2. 三线插头 火线 大地 220 V R线（很小） R人 接地导线 （被短路） 探究新知 2. 三线插头 探究新知 让用电器金属外壳与地线优先被连通，保证用电安全。 2. 三线插头 探究新知 四、漏电保护器 探究新知 当人体不小心接触火线，有电流经过人体流向大地时，漏电保护器自动切断总电路。 四、漏电保护器 探究新知 漏电保护器 探究新知 课堂小结 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf57.83.100 $$