第二章 9．家庭电路-【名师导航】2025-2026学年高中物理必修第三册教师用书word（教科版）

本讲义聚焦家庭电路核心知识点，系统梳理导线横截面积与允许电流关系、安全电压等级、家庭电路组成及防护措施，构建从理论（电阻与电流关系）到应用（安全用电、故障处理）再到计算（电流、功率）的完整学习支架。 资料通过“思考判断+典例分析+分层作业”设计，结合电热水器熔丝选择等实例，培养科学思维与安全用电责任意识。课中助力教师分层教学，课后辅助学生通过训练巩固知识，有效查漏补缺。

9．家庭电路 [学习目标]　1．了解常见规格导线允许通过的电流，了解家庭电路的组成，了解安全用电。2．知道低压断路器的工作原理及在电路中的作用。3．培养安全用电和节约用电意识。 一、输电线横截面积与允许通过电流的关系 1．虽然输电线电阻与用电器相比还是比较小的，但它在通电过程中仍然要产生一定的焦耳热，从而使得温度升高。如果温度升高过多，就会造成绝缘外皮的老化，导致绝缘性能下降，从而造成漏电，容易发生人身伤害事故。 2．对于长度一定的导线来说，横截面积越小，电阻越大，因此对于某种规格的导线，其允许通过的电流要有所限制，否则导线上积累的焦耳热将带来危害。 二、有关安全用电的几个问题 1．一般来说，人体的电阻可分为体内电阻和体表电阻两部分。其中体内电阻大约500 Ω，受环境影响较小；而体表电阻则受环境影响较大；当人体触电时，靠自身的力量能摆脱电源的电流值是30 mA以下，在这种情况下，保证人体安全的电压值为15 V。 2．我国国家标准规定的安全电压等级共5级，分别为42 V、36 V、24 V、12 V、6 V，适用于不同场合，其中36 V是一般情况下使用的标准；特别恶劣的情况，如在金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯就要采用更低电压12 V；水下等作业场所的手持照明灯具应采用最低电压6 V。 3．家庭电路安全防护措施 (1)安装可靠的接地线 在接地线连接良好的情况下，电器的金属外壳与大地的电势相等，人就不会发生触电事故了。 (2)过载保护和漏电保护 低压断路器，又名自动空气开关，它代替闸刀开关控制电路的通断，还兼有防止电流过大以及漏电保护等多种功能，是低压配电网中一种重要的保护电器。 三、节约用电 1．尽量使用节能的电器。 2．合理使用空调。 3．较长时间不使用的电器，请关闭电源。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)家庭电路中常出的故障是短路、断路、漏电等。 (√) (2)在选择电线时，应该使电线的安全电流稍大于最大正常工作电流。 (√) (3)如果用电器一接入电路，保险丝就熔断，可能的故障是负载太大。 (√) (4)当出现短路故障时，漏电保护器会自动切断电路。 (×) (5)经过低压配电变压器输出的电压为380 V/220 V，对人体是比较安全的。 (×) 2．小明家的保险丝突然熔断，不可能的原因是(　　) A．家用电器的总功率过大 B．导线绝缘皮损坏，火线、零线直接接触，造成短路 C．火线断路 D．灯座里的电线发生短路 C　[保险丝熔断，说明干路中电流过大，A、B、D三项均有可能；C项火线断路电流变为零，不可能熔断保险丝。] 3．在家庭安全用电中，下列说法正确的是(　　) A．使接线插板负载过大　　 B．电器灭火先断电源 C．用铜丝代替保险丝 D．手抓电线拔出插头 B　[使接线插板负载过大，可能发生短路或烧坏插板，A错误；灭火时先断电源再灭火，B正确；用铜丝代替保险丝不能起到保护电路的作用，C错误；手抓电线拔出插头，容易将电线拉断，D错误。] 考点1　输电线横截面积的选择 1．原理：根据R＝ρ我们知道，对于长度一定的导线来说，横截面积越小，电阻越大，因此对于某种规格的导线，其允许通过的电流要有所限制，否则导线上积累的焦耳热将带来危害。 2．方法：根据所有用电器消耗的总功率，可以计算出干路的电流，再根据电流的大小、选择合适的导线横截面积。 【典例1】　[链接教材P103例题]某家庭要安装一套家庭供热水系统。所选用电热水器的技术参数中标有：“加热功率/电压：3 800 W/220 V”。若需要为电热水器安装一个熔断器，参考下列数据通过计算说明，应该选择多大直径的熔丝？ 常用铅锡合金熔丝的技术数据(铅95%，锡5%) 额定电流I/A 2 2.6 3.3 4.8 7 11 15 18 22 直径 d/mm 0.508 0.61 0.71 0.915 1.22 1.63 2.03 2.34 2.65 [解析]　P＝3 800 W，U＝220 V，I＝＝ A≈17.27 A。查表可知：应选用直径为2.34 mm，额定电流为18 A的熔丝。 [答案]　应选用直径为2.34 mm的熔丝 【教用·备选例题】　(教材P103例题)小明经过一番努力，终于把家里的主要电器工作时消耗的电功率情况基本摸清：空调柜机2800 W，挂机1200 W×2，微波炉1500 W，电磁炉2000 W，洗衣机300 W，电冰箱120 W，电视机100 W×2，台式电脑150 W，照明灯具130 W，其他不常用的如电熨斗、电吹风、吸尘器等未计入。请计算一下，他家的主输电线的横截面积应该选用多大的？ 分析　假定上述各种用电器同时启用，根据所有用电器消耗的总功率，可以计算出干路的电流，再根据电流大小选择应选用的导线横截面积。 解　上述所有用电器同时启动时消耗的总功率 P＝9600 W 干路的电流 I＝＝ A＝43.6 A 从上表中查到，应该使用横截面积为6 mm2的铜导线。 拓展　(1)上面的计算，是把所有用电器都当作全部生热的电阻元件对待并按照恒定电流的规律计算的。而实际上，空调机、冰箱、洗衣机等电器内部都有电动机，凡有电动机的都不能看作全部生热的电阻元件，并且家庭电路是交流电路，因此这种算法只具有估算的性质。 (2)上述用电器一般情况下是不大可能同时都工作的，特别是微波炉和电磁炉，它们的工作时间都很短，因此使用横截面积为6 mm2的铜导线绰绰有余。 [跟进训练] 1．下表为某电饭锅铭牌上的一部分内容，根据表中的信息，可计算出在额定电压下，使用电饭锅时的电流约为(　　) 电器名称 电饭锅 额定电压 220 V 额定功率 700 W 额定容量 4.0 L A．6.2 A　　B．4.6 A　　C．3.2 A　　D．5.5 A C　[根据P＝UI得I＝＝ A≈3.18 A，C正确。] 考点2　家庭电路和安全用电 1．家庭电路的一般组成 家庭电路由入户线、电能表、空气开关、漏电保护开关、三脚插座、普通插座、用电器等组成，如图所示。 (1)入户线：火线、零线、地线。地线的作用是保障用电人员的人身安全，是漏电保护的前提条件。有电动机的家用电器、在潮湿环境中使用的电器、具有金属外壳的电器和其他规定使用接地的家用电器必须做好接地保护，否则外壳容易带电。 (2)电能表：串联在交流电路中用来测量家庭用电的耗电量。 (3)漏电保护开关：在发生触电、漏电现象时能够立即切断电源，保障用电人员的人身安全。 (4)家庭电路应注意下列问题： ①必须安装漏电保护开关。 ②电能表、电线与家用电器的总容量匹配，大功率电器如空调机等应使用专线供电。 ③使用固定插座，有接地线的家用电器必须使用三孔插座，三孔插座、三孔活动插座必须安装接地线，禁止将三孔插座改为二孔插座。在洗手间、厨房使用带防护罩的固定插座，以防止水、灰尘的进入。电器的插头要与插座匹配。 2．安全用电 (1)不要超负荷用电，以免电流过大，引起电线熔化，造成短路，引起火灾。 (2)使用保险丝的电路要选用与电线匹配的熔断丝，不可随意加粗或用金属丝替代。 (3)漏电保护开关安装在无腐蚀性气体、无爆炸危险品、无高温热源的场所。定期对漏电保护开关进行灵敏性检测。 (4)湿手不接触带电设备，不用湿布擦带电设备，并且要防止用电器受潮。 (5)使用家用电器一定要先仔细阅读说明书，特别是用电注意事项。移动家用电器时要断开电源。拔取电源线时，应当手持插头，切勿直接牵拉电源线以免损坏电源线，或者造成接头脱落。 (6)负载不能过大，否则容易导致危险。使用电热器具时要注意防止发生火灾。 (7)遇到电器设备着火，若一时无法判明原因，不得用手拔插头、拉闸刀开关，要借用绝缘工具拔下插头或拉开闸刀开关。 (8)有金属外壳的家用电器一定要采用带保护接地线的三孔插座。 3．触电、电器火灾事故处置 电流对人体的损害主要是电热灼伤和强烈的肌肉痉挛，引起呼吸抑制或心搏骤停，严重电击能够直接危及生命。电流对人体的损伤与通过人体的电流的大小有关，如图所示，0.01 A以下的电流一般不会对人体造成损伤。 通过人体的电流对人体的影响 (1)发生触电事故时，应采取以下措施： ①立即切断电源，无法切断电源时应使用绝缘的木棒等使触电者脱离电源。 ②将脱离电源的触电者移动到通风干燥处仰卧，松开上衣、鞋带，检查其呼吸、颈部动脉搏动情况。 ③如果触电者呼吸、心跳停止，应进行人工呼吸，实施心脏复苏抢救。同时拨打急救电话。 ④绝对不可用手接触或用金属、潮湿的物体接触没脱离电源的触电者。 (2)发生电器火灾事故时，应采取以下措施： ①立即切断电源。 ②用灭火器灭火，电视机、电脑着火应用棉被、毛毯等物体捂灭。 ③在无法切断电源时，应用不导电的灭火剂灭火，不可用水或泡沫灭火剂。 ④电源没切断前，绝对不可把水浇到电器、开关上，不可用手接触电器、开关。 【典例2】　关于家庭用电，下列做法中正确的是(　　) ①在卫生间选用防水开关　②在儿童能触及的范围内，采用带防护门的插座　③让电视机长期处于遥控待机状态　④多个电器方便地接在同一移动插座上 A．①②　　B．②③　　C．③④　　D．①④ A　[在卫生间选用防水开关能够较好地防止触电等事故的发生，故①正确；采用带防护门的插座可避免儿童将手指插入插孔引起触电事故，故②正确；让电视机长期处于遥控待机状态，浪费电能，故③错误；多个电器接在同一移动插座上，当同时开启这些电器时，会造成瞬间电流很大，电压下降，影响电器正常工作。甚至因移动插座连接线超负荷而发热引起火灾，故④错误。] [跟进训练] 2．关于家庭电路，下列说法中正确的是(　　) A．家庭电路采用的是电压为220 V的交流电 B．洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是为了节约用电 C．在家庭电路中，已有两盏灯正常发光，若再打开电视，则电路中的总电流变小 D．可以用铜丝代替保险丝，这样可以防止断电 A　[我国家庭电路采用的是电压为220 V 的交流电，故A正确；大功率用电器使用三孔插座，目的是将金属外壳的感应电荷引入大地，避免外壳带电引发安全事故，故B错误；在家庭电路中，用电器并联连接，已有两盏灯正常发光，若再打开电视，则电路中的总电流变大，故C错误；铜丝的熔点较高，铜丝在电流过大时不熔断，起不到保险的作用，故不能用铜丝代替保险丝，故D错误。] 1．某同学自己在家看电视，突然发现电视机冒了烟，他采取的措施正确的是(　　) A．马上跑到外面去喊人 B．立即断开电源，远离电视机，同时打开门窗 C．继续观察，看发生什么后果 D．心里害怕，自己走开了也不知怎么办才好 B　[家庭电路发生事故，应首先切断电源，不能用水泼，远离事故电路，故选B。] 2．某用户总共有60 W的电灯4盏，40 W的电灯2盏，这个用户应选用的保险丝的额定电流应该是(　　) A．1.3 A　　B．1.35 A　　C．1.4 A　　D．1.5 A D　[该用户的总功率是4×60 W＋2×40 W＝320 W，由I＝＝ A≈1.45 A，故选用的保险丝额定电流应稍大于1.45 A，D正确。] 3．一个标有“6 V　3 W”的灯泡，欲接到9 V的电源上能正常发光，应给它(　　) A．串联一个3 Ω的电阻 B．并联一个3 Ω的电阻 C．串联一个6 Ω的电阻 D．并联一个6 Ω的电阻 C　[首先排除并联电阻的方法，因为并联时灯泡直接接在电源上，灯泡不安全。串联时电路中电流为I＝＝0.5 A，需电阻分压为3 V，所以串联电阻为R串＝ Ω＝6 Ω，C正确。] 4．如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。某同学用测电笔测试灯头的两根电线C、D，发现这两处都能使测电笔的氖管发光；再用测电笔测试火线A和零线B时，氖管在测火线A时能发光，在测零线B时不发光。那么，可以断定故障是(　　) A．火线和零线短路 B．电灯L短路 C．电线AC段某处断路 D．电线BD段某处断路 D　[用测电笔测试灯头的两根电线C、D，氖管发光，说明AC段和CD段都没有断路处，故C错；用测电笔测火线A时，氖管发光，测零线B时不发光，可判定BD段有断路处，火线和零线不可能短路，故A错，D对；若电灯L短路，保险丝会熔断，故B错。] 回归本节知识，自我完成以下问题： 1．写出我国国家标准规定的安全电压的5个等级。 提示：5个等级分别是：42 V，36 V，24 V，12 V，6 V。 2．家庭电路安全防护措施有哪些？ 提示：(1)安装可靠的接地线。 (2)过载保护和漏电保护。 3．节约用电有哪些方法？ 提示：(1)尽量使用节能的电器。 (2)合理使用空调。 (3)较长时间不使用的电器，请关闭电源等。 课时分层作业(十三)　家庭电路 考点一　家庭电路 1．下列关于家庭电路各种元件排列安装顺序，正确的是(　　) A．总空气开关和漏电保护开关、电能表、专线开关和其他电器空气开关、用电器 B．电能表、总空气开关和漏电保护开关、专线开关和其他电器空气开关、用电器 C．电能表、总空气开关和漏电保护开关、用电器、专线开关和其他电器空气开关 D．总空气开关和漏电保护开关、专线开关和其他电器空气开关、电能表、用电器 B　[根据家庭用电线路图可知B正确。] 2．(多选)下列说法正确的是(　　) A．家庭电路里一般有火线、零线和地线 B．漏电保护开关可以保护用电器的安全 C．大功率家电需要专线供电 D．家庭耗电量由电能表测得 ACD　[漏电保护开关的作用是防止触电或漏电，B说法错误，故正确的说法是A、C、D。] 考点二　安全用电 3．如图所示为螺丝刀式验电笔构造示意图，下列说法正确的是(　　) A．用验电笔时手可以接触图中螺丝刀的导体笔尖 B．用验电笔时不要用手接触验电笔顶端的金属螺帽 C．验电笔可用来测试物体是带正电还是带负电 D．验电笔可用来检查电气设备是否漏电 D　[用验电笔时，手不要接触验电笔前端的导体笔尖，必须接触验电笔末端的金属螺帽，使测试物体和大地之间形成通路，故A、B错误；验电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线，不能测试物体是带正电或负电，故C错误；验电笔可用来检查电气设备的外壳是否带电，故D正确。故选D。] 4．(多选)电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”，保障人的安全．如图所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为220 V, 由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”)，因而人体两端的电压不高于12 V，下列说法正确的是(　　) A．曲长管道应选用不易导电的材料制成 B．曲长管道应选用导电性能好的材料制成 C．“隔电电阻”大于“人体电阻”，且两者串联 D．热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内无电流通过 AC　[曲长管道应选用不易导电的材料制成，否则管道和管道中水的总电阻会大大减小，人体会不安全，A正确，B错误；由题图可知，曲长管道中水的电阻与人体电阻串联，由串联电路电压与电阻成正比可知，“隔电电阻”大于“人体电阻”，C正确；热水器漏电且接地线失效时，人体中有电流，但是较小，D错误。] 5．洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是因为如果不接地(　　) A．家用电器不能工作 B．家用电器的寿命会缩短 C．人接触家用电器时可能发生触电事故 D．家用电器消耗电能会增加 C　[家用电器如发生漏电，会使外壳带电，如果不接地会发生触电事故。如果接地良好，会将电荷及时导入大地，防止触电事故的发生，C正确。] 6．下列做法妥当的是(　　) A．发现有人触电，应立即用手将触电人拉开，使其与电源线分离 B．发现有人触电，应立即切断电源或用干燥木棒等把人和电线分离 C．进入室内时发现煤气味很浓，应立即在室内打电话报警，同时打开门窗通风 D．不可用湿手拔用电器插头，但可以用湿手牵动导线把电器插头从插座中拉出来 B　[发生触电事故时应先切断电源，无法切断电源时应用绝缘物体将触电者与电源线分离，绝对不可用手将触电者拉开，因为这样做施救者同样会触电，A错，B对；室内煤气浓度较大时，打电话发生的电磁感应现象产生火花放电，很容易引起煤气爆炸，C错；用湿手拔插头时可能发生触电事故，用湿手牵动导线把插头从插座中拉出时，也可能发生意外，D错。] 7．某同学家电能表的规格是(5 A，220 V)，他家已有40 W灯2盏，80 W彩电1台，120 W洗衣机1台，当这些电器同时使用时，能否再接一台800 W的电饭煲使用？ [解析]　电能表额定功率 P＝UI＝220 V×5 A＝1 100 W 原有电器总功率P1＝P灯×2＋P视＋P机 ＝40 W×2＋80 W＋120 W＝280 W P－P1＝1 100 W－280 W＝820 W>800 W 能再接一台800 W的电饭煲使用。 [答案]　见解析 8．关于家庭安全用电，下列做法正确的是(　　) A．保险丝烧断后，用铜丝代替 B．手未擦干就直接拔电器的插头 C．洗衣机、洗碗机等容易潮湿的电器外壳接地 D．所有家用电器都使用两孔插座 C　[保险丝烧断后，不能用铜丝代替，防止烧坏电路，故A错误；手未擦干不能直接拔电器的插头，因为水会导电，故B错误；洗衣机、洗碗机等容易潮湿的电器外壳接地，防止漏电，故C正确；有金属外壳的用电器，一定要接地线，需用三孔插座，故D错误。] 9．下列关于安全用电的说法中正确的是(　　) A．所有家用电器的外壳一定要接地 B．低压电器和高压电器设备都可以接近，但不能接触 C．控制电灯的开关一端跟电灯连接，另一端必须接在火线上 D．准备接大功率用电器的插座，必须在通插座的火线上和零线上各装一根保险丝 C　[有电动机的家用电器和规定使用接地的家用电器、具有金属外壳的电器必须做好接地保护，否则外壳容易带电。一般家用电器外壳不需要接地，选项A错误；低压电器可以接近，但不能接触带电部位。高压电器设备不能接近，更不能接触，因为高压电器设备周围电场很强，人体接近时容易产生高压电弧触电，选项B错误；保险丝应串联在电源线的火线上，选项D错误。] 10．下列说法正确的是(　　) A．千瓦时是电功率的单位 B．电能表是测量电功率大小的仪表 C．电功率大的用电器，消耗的电能一定多 D．功率为100 W的用电器正常工作10 h耗电1 kW·h D　[“千瓦时”是指电功单位即“度”；电能表是测量用户所用电能的仪表，测电功；电功率大的用电器工作时间短，消耗的电能就少，D对。] 11．空调机的额定功率为1 kW，假设在额定功率下平均每天工作6小时，30天用电量是(　　) A．18 kW·h　　　　　 B．30 kW·h C．60 kW·h D．180 kW·h D　[每天平均使用6小时，则30天的总的工作时间就是180小时，所以总的用电量就是W＝Pt＝1 kW×180 h＝180 kW·h，所以D正确。] 12．为了测出电视机机顶盒在待机时的电功率，某同学在外出旅游期间，关闭家里其他用电器的电源，用电能表测出待机时机顶盒所消耗的电能，数据如表所示。求： (1)机顶盒待机时的电功率是多少？ (2)若某市有100万户家庭，按每户家庭一台机顶盒，每天机顶盒待机20 h，每度电按0.6元计算，该市所有家庭一天因机顶盒待机总共额外支付电费多少？ 时间 电能表示数 2023年6月2日上午9点 2023年6月7日上午9点 [解析]　(1)由题表数据可知，机顶盒待机时间为 t＝5×24 h＝120 h 待机期间消耗的电能为 W＝kW·h＝1.2 kW·h 机顶盒待机时的电功率为 P＝＝10 W。 (2)该市所有家庭一天因机顶盒待机总共额外支付电费为 C＝1×106×20×0.01×0.6元＝120 000元。 [答案]　(1)10 W(或0.01 kW)　(2)120 000元(或12万元) 13．不同规格铜芯导线允许通过的电流如表所示，某校教学大楼有教室24间，每间教室装有“PZ220－40”白炽灯6只。 不同规格铜芯导线允许通过的电流 横截面积/mm2 直径/mm 25 ℃时的载流量 1.5 1.38 18 2.5 1.78 26 4 2.25 38 6 2.76 44 10 1.30×7 80 注：载流量较大的导线常用多股铜线，例如横截面积为10 mm2的导线就选7股，每股直径为1.30 mm。 (1)求引入大楼照明线中的电流； (2)参考上表，计算说明主输电线的横截面积应选用多大的？ (3)若平均每日用电3 h，每月以30日计，全楼每月耗电多少度？ [解析]　可由P＝UI及并联电路中I＝I1＋I2＋I3…求出大楼照明线中的电流I，可由W＝Pt求耗电量。 (1)每个教室用电的功率是P＝40×6 W＝240 W 全楼用电总功率是 P总＝P×24＝5.76×103 W 所以I总＝＝≈26.2 A。 (2)查表可知应选用横截面积为4 mm2的导线。 (3)全楼月耗电量为W＝P总·t＝5.76 kW×3×30 h＝518.4 kW·h＝518.4度。 [答案]　(1)26.2 A　(2)4 mm2　(3)518.4度 14 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $