19.3　跨学科实践：为家庭电路做设计 教学设计 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

第3节跨学科实践：为家庭电路做设计 素养目标】 物理观念： 1.了解家庭电路的基本构成及各部分的作用。 2.掌握家庭电路中常见电器的用电原理，初步了解用电安全。 3.学会正确使用和保养家庭电路设备。 科学思维： 1.运用分析与综合思维，拆解家庭电路各区域的用电需求，分析不同区域用电器的功率、使用频率及工作 特性，再综合整体家庭用电情况，规划电路的分支回路设计。 2.通过比较与分类，对家用电器按功率、功能进行分类，比较不同类型电器对电路负荷、插座规格的要求， 为电路中开关、插座的选型和布局提供依据。 科学探究： 1.结合家庭空间布局和用电需求，从物理角度提出与电路设计相关的问题；针对提出的问题，设计对应的 探究方案。 2.完成设计方案，进行展示与交流，互检方案的可行性与安全性，应用已有的经验和知识对用电安全提出 自己的看法。 科学态度与责任： 1.通过为家庭电路做设计，了解家庭电路的设计思路和程序，培养创新思维能力。 2.通过家庭电路的设计，培养发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的科学探究能力。 教学重难点】 重点： 1.引导学生做出家庭电路的设计。 2.知道家庭电路的组成，了解用电器的铭牌及耗能计算。 难点： 1.了解家庭电路复杂的连接。 2.知道家庭电器的安全使用和保养。 3.家庭电路的分支回路的设计。 教学过程 一、新课导入 家庭电路是我们既熟悉也陌生的，生活中对家庭电路的主要设备及其作用还是知道的，但对于电路的组成 及连接方式还是比较陌生的。假如你家正在准备装修改造，请你根据家里的用电需求及其前面所学的知识，为 你的家庭电路提出一个简单的设计方案。为了使家庭电路更加安全、合理，设计时需要考虑哪些因素？合理规 划并设计室内的配电分支回路需要注意哪些安全措施？最后还需要考虑家庭电路中使用到的断路器、导线等配 电器材选型与器材相互匹配。本节课我们就一起完成这个方案设计。 二、教学步骤 探究点调查家庭用电需求 【思考】了解家中用电器的铭牌参数，了解用电需求。以某款变频分体挂壁式空调器为例，如图所示。 变频分体挂壁式空调器 整机型号KFR35GWEP2 DNTYP%42B) 室内机型号KFR35GBP2DNYH402B3) 室外机型号 KFR-35W/BP2N1-B01 制冷量 3500W300W-4100W 制热量 4500w330W-5240W+1050wPTG】 环风量 60m 质量室内机/室外机11Og八KH「E 留款 203642dB(A) 41508(A 票离】6%调 4940,5-7.6A 制冷1 406000*16500 1450w0-175 Gr7W6204SS开P听 5.082763.13 G821452013SEFH9开r 4.32299374 最大输入电流 14.0的 最大输入功家 3000W 【提示】图中为变频分体挂壁式空调器的相关信息，其铭牌参数如表所示： 机身质量 10kg 循环风量 660m3/h 额定制冷量 3500W 额定制热量 4500W 制冷额定电流 4.9A(0.5~7.6A) 制热额定电流 6.7A(0.5~8.1A) 1060W(90≈1 1450W(100≈1 制冷额定功率 制热额定功率 650W) 755W) 最大输入电流 14.0A 最大输入功率 3000W 【思考】了解家中用电器的使用情况。 【提示】做一个家中用电器使用情况的调查表，如表所示。 表1用电器调查细目表 家用电器 功率/kW 最大电流 数量 电热水器 电冰箱 洗衣机 空调1 空调2 电灯1 电灯2 … 探究点2 合理规划配电分支回路 【阅读课本】P142“项目实施2.合理规划配电分支回路”和P143“展示交流”。 【思考】在了解配电箱时，需要注意哪些安全问题？ 【提示】观察配电箱时，一定要有家长陪同，切莫私自完成。切勿用手随意触摸。 【思考】总功率较大的分支回路要选粗一些的导线，还是细一些的导线？ 【提示】要选粗一些的导线。因为导线的横截面积越大，电阻就越小，长时间通电时所允许的最大安全电 流也会越大。 【思考】选择导线时，除了安全因素，还要考虑哪些因素？ 【提示】选择导线时，分支回路的总功率不是太大，电流允许的情况下，还要考虑导线材质的价格。 【思考】观察室内配电箱，了解并记录家中有几条分支回路，每条分支回路开关的额定电流是多少？ 【提示】家庭电路可设计若干插座分支回路、照明分支回路和大功率用电器分支回路（空调、热水器）等， 如图。 【思考】根据家中用电器使用情况调查表，如何进行分支回路设计？ 【提示】如表所示。 表2分支回路设计表 分支回路 用电器及数量 总功率 最大总电流 照明分支回路 节能灯10盏 热水器分支回路 热水器1台 空调分支回路 空调3台 插座分支回路1 洗衣机1台、电冰箱1台… 微波炉1台、电饭锅1台… 插座分支回路2 【展示交流】 完成设计方案后，与同学进行展示与交流，互相检查方案的可行性与安全性，让老师对设计方案进行评估。 反思自己方案可优化和可改进之处。 与大家的交流中，根据家中用电器的调查与使用情况，分析家庭用电安全问题，总结一些生活中的安全用 电原则： (1)尽量不同时使用多个大功率用电器： (2)不接触低压带电体，不靠近高压带电体： (3)更换灯泡、搬动用电器前应断开电源开关： (4)不弄湿用电器，不损坏绝缘层： (⑤)插座、导线、家用电器等达到使用寿命时应及时更换。 板书设计》 第3节跨学科实践：为家庭电路做设计 1.家庭电路的组成。 2.家庭电路中各用电器和插座是并联的，总开关是控制整个电路的。 3.家中用电器的铭牌参数和使用情况。 4.生活中的安全用电原则。 5.家庭电路设计方案 (1)家中用电器使用情况调查表： (2)配电分支回路规划设计： (3)分支回路设计表： (4)展示交流。 教学反思 跨学科实践活动能够将物理和生活等密切联系在一起，利用这些活动有助于对学生进行素质教育。 通过本次跨学科实践活动，能直观了解家庭电路的组成及连接方法。分支回路的设计，有助于提高学生的 认知能力，激发学生的求知欲望，有助于学生进一步理解安全用电的重要性。