9.家庭电路（表格式教学设计）物理教科版2019必修第三册

该高中物理教学设计聚焦家庭电路组成、输电线选择及安全用电等核心知识点，通过家庭配电箱实例导入，联系直流电路导线电阻忽略的旧知，过渡到家庭电路导线电阻不可忽略的新知，搭建从理论到实际的学习支架。 此资料亮点在于深度融合核心素养，科学探究环节设计模拟电路连接实验与短路实验，培养动手能力；科学思维上通过故障分析、比较空气开关与熔断器提升推理能力；科学态度与责任方面结合小明家电器功率计算等实例强化安全用电与节能意识。教学方法注重生活应用，助力学生构建物理观念，为教师提供完整教学流程与实用例题，提升教学效率。

9. 家庭电路（教学设计） 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第9节 家庭电路 教学 目标 物理观念 能准确识别家庭电路的主要组成部分，说明各元件的功能及其在电路中的连接顺序；理解家庭电路中所有用电器均采用并联方式连接的本质原因，并能结合电压稳定性与独立控制需求进行解释。 科学思维 通过分析典型家庭电路图，运用电路模型推理常见故障（如短路、断路、漏电）的发生位置及影响范围；比较空气开关与传统熔断器的工作机制，归纳现代家庭电路安全保护技术的发展逻辑与优越性。 科学探究 利用模拟家庭电路实验板，动手完成照明电路的连接，体验实际安装流程与接线规范；设计并实施“模拟短路”小实验，观察保护装置的动作过程，收集证据验证其响应机制与灵敏度。 科学态度 与责任 树立牢固的安全用电意识，识别生活中常见的安全隐患(如湿手操作、超负荷使用插线板），养成规范用电习惯；理解节约用电不仅是个人行为，更是对能源资源和社会可持续发展的责任担当，能在日常生活中主动践行节能措施。 教学 重难点 重点：能根据家庭的实际用电功率选择合适的导线、保险丝等。 难点：能将安全用电和节约用电的知识应用于实际生活。 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 教师：家中几乎所有的用电器都需要接入家庭供电线路，而家庭配电箱(如下图)则控制着其中的每一条线路。你关注过家用电器供电的线路吗?了解家庭电路的组成，掌握基本分析故障的技术，树立节能环保的意识，安全、合理、有效地用电，才能使我们拥有更美好的生活。 学生思考回答问题 新课讲授 一、输电线横截面积与允许通过电流的关系 教师：我们在前面学习直流电路的内容时，导线的电阻一般都予以忽略。那么在家庭电路中,输电线（即导线)的电阻是否也同样可以忽略呢? 学生：在家庭电路中，输电线的电阻通常不能像直流电路那样完全忽略不计。 教师：请同学们思考一下，在家庭电路中，存在哪些安全隐患？ 学生：输电线在通电过程中会产生一定的焦耳热,从而使得温度升高。如果温度升高过多,就会造成输电线的绝缘外皮老化,绝缘性能下降,从而造成漏电,容易发生人身伤害事故。 教师：我们要如何提高用电安全呢？ 学生：对于长度一定的导线来说,横截面积越小,电阻越大,为了用电安全,对于某种规格的导线,其允许通过的电流要有所限制。 教师：以下是不同规格铜芯导线允许通过的电流，同学们要有所了解。 注意：载流量较大的导线常用多股铜线。 教师：请同学们结合教材，小组讨论，说说载流量的影响因素（铺设输电线时考虑的因素）有哪些？ 学生：(1)环境对散热的影响； (2)单独架空布设还是几根线一起布设； (3)环境温度的影响等。 【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，挂机，微波炉，电磁炉，洗衣机，电冰箱，电视机，台式电脑，照明灯具，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？ 【答案】应该选用横截面积为的铜芯导线。 【详解】家里的主要电器都工作时消耗的电功率 家里的主要电器都工作时，主输电线的电流强度 从表中查到，应该选用横截面积为的铜芯导线。 学生讨论并回答问题 新课讲授 二、有关安全用电的几个问题 教师：我们在初中已经学习过一些安全用电的知识，如下表所示 提问：多高的电压对人体是安全的? 学生：一般来说,人体的电阻可分为体内电阻和体表电阻两部分。 其中体内电阻大约为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。 教师：我国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,适用于哪些不同场合？ 学生：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。 教师：零线就一定是安全的吗? 学生：当开关断开时，零线是安全的 ；当开关闭合时，电灯点亮，电流通过电灯，零线对地电压仍然是零，仍是安全的。但如果出现特殊情况，造成零线与大地的连接断开（如图中虚线的部分断开），恰好开关又处于闭合状态，此时灯不能被点亮，而零线就与火线连接在一起了，它对地的电压就不再是零，而变成了 220V。 教师：家庭电路中有哪些安全防护设施? 学生：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安装过载保护与漏电保护。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。 教师：有人认为，电能不便于储存，对于发电和用电，不是“边用边发”吗?发出来的电如果不进行利用，就只能浪费掉了。同时，发电与用电是“生产—消费”的关系，消费能力的不断发掘与生产力的日益提高，将形成相互促进的良性循环。因此，不存在节约用电的必要性。对于这种说法，你怎么看? 你在日常生活中有哪些节约用电的措施? 学生：关于节电，我们可以努力做到以下几点。 (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。 学生思考并回答问题 课 堂 练 习 1.（多选）关于安全用电，下列说法正确的是（　　） A．不用手或导电物去接触、探试电源插座内部 B．可以用湿布擦拭电器 C．电器使用完毕后应拔掉电源插头 D．发现有人触电要设法及时切断电源 【答案】ACD 【详解】A．不用手或导电物去接触、探试电源插座内部，以防触电，选项A正确；     B．不可以用湿布擦拭电器，选项B错误；C．电器使用完毕后应拔掉电源插头，选项C正确；    D．发现有人触电要设法及时切断电源，选项D正确。故选ACD。 2.关于家庭线路的安装，下列说法不正确的是（　　） A．照明线不要与插座线合用 B．所有插座线均要通过漏电保护器 C．开关应控制火线 D．火线、零线都安装保险丝 【答案】D 【详解】Ａ．照明线若与插座线合用有安全隐患，因此照明线不要与插座线合用，则A正确，不符合题意；Ｂ．插座线通过漏电保护器，能保护家用电器，则B正确，不符合题意；Ｃ．开关应控制火线，以免发生漏电事故，则C正确，不符合题意；Ｄ．保险丝应安装在火线上，若安装在零线上，有安全隐患，则D错误，符合题意。故选D。 3.某同学为测量家里一盏灯的实际功率，他只开这一盏灯，观察电度表转盘在3min内转了9转，若每千瓦时该表转3000转，则这只灯泡的实际功率为（　　） A．30W B．60W C．600W D．120W 【答案】B 【详解】这盏灯3min内消耗的电能，灯泡的实际功率。故选B。 4.为了测出电视机机顶盒在待机时的电功率，某同学在国庆外出旅游期间，关闭家中其他用电器的电源，用电能表测出机顶盒待机时消耗的电能，数据如下表所示。若台州市有200万户家庭，按每户家庭一台机顶盒，每天机顶盒待机，每度电按0.5元计算，我市所有家庭一天总共额外支付的电费为（　　） A．20万元 B．24万元 C．200万元 D．240万元 【答案】A 【详解】根据电能表读数的变化，这段时间电视机消耗的电能为 W=3524.6kW•h-3523.4kW•h=1.2kW•h，待机时间t=24h×5=120h，待机功率 ，200万户家庭待机消耗的电能 W=Pt′=0.01kW×2×106×20h=4×105kW•h，应交电费 0.5元/kW•h×4×105kW•h=2.0×105元=20万元，故选A。 5.电饭锅的工作原理如图所示，煮饭时开关是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后（温度大约为103 ℃）开关S自动断开，黄灯亮。 (1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不会因电流过大而烧毁，R1与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？ (2)通常情况下，用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能能不能起作用？为什么？ 【答案】(1)见解析；(2)见解析 【详解】(1)R1应该远大于发热板的等效电阻。因为R1和红灯只起指示作用，消耗的电功率远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻； (2) 不能。通常情况下水的沸腾温度为100℃，因此当水烧开时水温不会达到103℃，所以自动断电功能不起作用。 课 堂 小 结 一、输电线横截面积与允许通过电流的关系 1、输电线在通电过程中会产生一定的焦耳热,从而使得温度升高。 2、对于长度一定的导线来说,横截面积越小,电阻越大。 二、安全用电 ①安装可靠的接地线； ②安装过载保护与漏电保护。 板 书 设 计 第9节 家庭电路 一、输电线横截面积与允许通过电流的关系 1.主输电线的选择:干路最大电流I＝。 2.长度一定的导线来说,横截面积越小,电阻越大。 二、有关安全用电的几个问题 1.我国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。 2.安全防护设施 (1)安装可靠的接地线。 (2)安装过载保护与漏电保护。 3.节约用电的措施 (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。 作业 布置 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步作业 教学反思 本节课从理论分析到实验验证，层层递进，使学生对现代家庭电路有了更具象的认知。教学中应适当安排相关演示实验。充分考虑学生的认知特点，利用实验调动学生学习兴趣，帮助学生理解物理现象。充分体现科学探究的思路，从理论到实践，培养学生探究精神以及安全用电的科学态度与价值观。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $