第2节 家庭电路（教学课件）物理教科版2024九年级下册

该初中物理课件聚焦家庭电路组成、连接顺序及安全保护装置，通过“电线在哪里”等生活问题导入，衔接电路基础，构建从生活现象到原理探究的学习支架。 其亮点在于融合科学探究（如故障检测过程）、科学思维（电路故障分析）与科学态度（安全用电意识），通过路灯连接判断、配电箱观察等实例，实现理论联系实际。学生能提升解决问题能力，教师可依托结构化资源实施探究式教学。

第2节 　家庭电路 九年级物理下册 •教科版2024年 第九章　家庭用电 学习目标 01 02 03 04 物理观念 ①从物理本质理解家庭电路组成及安全用电原理；②了解家庭电路中常见的控制电器和保护电器。③了解家庭电路中的配电线路。 科学思维 运用电路分析逻辑，解释并联连接的意义及故障成因。 科学探究 观察控制电器和保护电器，并了解其主要功能。 自己动手尝试练习使用家居配电箱。 科学态度与责任 ①通过调查家庭配电线路及控制电器和保护电器，激发学生的学习兴趣。②通过了解家庭配电线路以及控制电路和保护电器，认识物理学科的价值。 重点难点 家庭电路的组成与电路图识读。 教学重点 安全用电常识的理解，对家庭实际电路的理解。 教学难点 课堂导入 　　电能在现代家庭中的应用越来越广泛。电能通过输电线路进入千家万户我们闭合电源开关就接通了家庭电路。而在日常生活中，我们通常只能看到嵌在墙上的开关和插座，电线在哪里呢？家庭电路是由哪些部分组成的？ 电路又是怎样连接的？ 探究新知一　认识家庭电路 认识家庭电路 1. 家庭电路的组成 　　现代住宅中的家庭电路由进户线、量电装置、配电装置、用电器和导线组成。 家庭电路 探究新知一　认识家庭电路 2. 家庭电路各组成部分的连接顺序 　　输电线进户后首先接到电能表上；接下来是全户用电的总开关及保险装置（如断路器等）；然后连接用电器及插座。 进户线 电能表 总开关 保险装置 用电器及插座 探究新知一　认识家庭电路 3. 家庭电路中各部分的安装特点及作用 进户线 ① 一根是中性线N（零线），另一根是相线L（火线）。 中性线与大地间的电压为零，相线与中性线间的电压是220V。 ② 作用：连接户外供电电路与户内用电电路，输送电能。 电能表 ① 作用：计量家中的用电量。 ②安装位置：安装在进户线之后，在干路上，在总开关之前。 总开关 ① 作用：接通和切断电路，便于更换电器或维修设备。 ②安装位置：串联在在干路上，接在电能表后，保险装置前。 探究新知一　认识家庭电路 保险装置 保险丝 ①作用：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。 ②材料：由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成。 ③保险丝安装位置： 保险丝安装在干路相线上，总开关后方。 不能单独安装在零线上，原因是当保险丝熔断，则零线断路，火线通路，容易触电。 探究新知一　认识家庭电路 4. 配电箱 　　为了能够更加合理、安全地分配电能以及方便用户维修操作，有的家庭还设有室内配电箱。根据实际用电需求，可将入户线被分成许多支路电路，并分别配备开关和保护装置，实现对房屋内部用电的分配和控制。 配电箱 【学习任务一】组成家庭电路的基本元件 下面是小强同学对身边的一些电路工作情况进行观察分析得出的判断，其中不正确的（　　） A．家庭电路中电能表安装在总开关的前面 B．马路两旁的路灯，晚上同时亮、早上同时熄灭，它们是串联的 C．家里的台灯与其控制开关是串联的 D．调节台灯亮度的电位器应与灯泡串联 B 探究新知一　认识家庭电路 解：A．电能表是用来测量整个家庭消耗电能的多少，因此需要安装在最前面，故A正确； B．马路两旁的路灯，晚上同时亮、早上同时熄灭，但它们互不影响，则它们是并联的，故B错误； C．家里的台灯与其控制开关在同一回路中，是串联的，故C正确； D．调节台灯亮度的电位器与灯泡相互影响，两者应串联，故D正确。 故选：B。 探究新知一　认识家庭电路 【学习任务二】家庭电路中各元件的连接方式 小明家新装修的客厅里有多个电器，包括吊灯、壁灯、电视、空调等。下列关于这些电器连接方式的说法正确的是（　　） A．为了节约电线，吊灯和壁灯应该串联 B．当吊灯损坏时，壁灯还能正常使用，说明它们是并联的 C．空调和电视应该串联，因为它们的功率都比较大 D．所有电器都应该串联，便于用总开关控制 B 探究新知一　认识家庭电路 解：A、吊灯和壁灯互不影响，应该并联，故A错误； B、当吊灯损坏时，壁灯还能正常使用，说明它们是并联的，故B正确； C、空调的电功率较大，电视机的电功率较小，工作时应该互不影响，所以空调和电视机是并联的，故C错误； D、所有电器都应该并联，工作时互不影响，一个用电器各自由一个开关控制，故D错误。 故选：B。 探究新知一　认识家庭电路 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 　　前面我们学过，家庭电路中电流过大容易引发危险： 　　电路中的电流过大。根据焦耳定律可知，产生的热量越多，会引起线路故障，甚至发生火灾。 有没有一种装置能在电流过大时自动切断电路以起到保护作用？ 熔断器 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 低压断路器 1.熔断器 ①定义：人们利用铅锑合金这类材料制成了熔断器中的核心部件，俗称保险丝。 熔断器 ②工作原理： 不同规格的保险丝有不同的额定电流。 a. 通过保险丝的电流小于或等于额定电流时，电路正常工作。 b.通过保险丝的电流大于额定电流时，保险丝熔断，从而切断电路。 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 2. 空气开关 熔断器被广泛应用于高低压配电系统、控制系统以及用电设备中。 　　当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，也就是我们常说的“跳闸”。在找出电流过大的原因并把问题解决之后，重新接通空气开关就可以了。 ①定义：在很多居民楼的供电线路中，常采用低压断路器对电流过大的电路进行保护，又称空气开关。 ②工作原理： 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 漏电保护器 1. 漏电保护器的作用： 　　一些家庭电路中还会安装漏电保护器。在出现漏电情况时，它会迅速切断电路。如果站在地上的人不小心接触了相线，电流经过人体流入大地，漏电保护器也会迅速切断电路，对人体起到保护作用。 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 当电路处于正常工作状态时，图线路中A点和B点的电流相等，漏电保护器开关处于接通状态。若有人在C点不慎触电，则火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过线路中A、B两点的电流不相等，漏电保护器会迅速切断电路，从而起到保护作用。 2.漏电保护器原理 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 演示实验 练习使用家居配电箱 　　家居配电箱中通常配有空气开关和漏电保护器，如图所示。按要求，用户每月应对漏电保护器进行一次例行试验，方法是：用手按动标有“T”字的试验按钮，此时漏电指示按钮应弹起，同时空气开关跳闸切断电路，说明漏电保护器工作正常。 　　合闸时要先将漏电指示按钮按平复位，然后向上扳动空气开关的扳手，即可恢复供电。 注意事项：如果在家操作，我们要在技术人员或家长的指导与帮助下，打开配电箱，分辨空气开关和漏电保护器，并对漏电保护器进行例行试验。 【学习任务三】总功率过大对家庭电路的影响 如图所示绘制的是一栋楼房里各家的日常生活。但小王家里“停电了”，他家停电的原因不可能是下列哪种情况（　　） A．小王家智能电表余额为零 B．小王家漏电保护器跳闸 C．小王家的某条电线断路 D．全楼用电器总功率过大 D 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 解：A、若小王智能电表余额为零，会导致小王家停电，而其他用户有电，故A是可能的。 B、若小王家漏电保护器跳闸，会导致小王家停电，而其他用户有电，故B是可能的。 C、如果小王家的某条电线断路，会导致小王家停电，而其他用户有电，故C是可能的。 D、若全楼用电器总功率过大，干路电流过大，会引起整栋楼的空气开关断开，整栋楼停电，故D是不可能的。 故选：D。 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 【学习任务四】短路对家庭电路的影响 如图，这是小明家的部分电路，下列有关说法正确的是（　　） A．保险盒的接法错误，应该安装在零线上 B．三孔插座正中间的插孔应该接三脚插头的最长那只脚 C．开关S断开时，a、b、c、d四处都不能使试电笔的氖管发光 D．若保险盒中的保险丝熔断，一定是电路发生了短路 B 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 解：A．保险盒的接法正确，应该安装在火线上，故A错误； B．三孔插座正中间的插孔应该接三脚插头的最长那只脚，故B正确； C．开关S断开时，a、b、c三处都不能使试电笔的氖管发光，d处可以使试电笔的氖管发光，故C错误； D．若保险盒中的保险丝熔断，可能是电路发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故D错误。 故选：B。 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 【学习任务五】漏电保护器的原理和作用 新能源汽车逐渐进入人们的生活，相应的新能源汽车充电桩也大量出现， 关于充电桩的安装及其安全使用，说法一定正确的是（　　） A．充电桩在安装时，必须安装配套漏电保护器 B．排列成串的充电桩有可能是相互串联安装的 C．充电桩输出功率越大，与之配套的导线越细 D．接了漏电保护器，充电桩就不用再接地线了 A 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 解：A、充电桩在安装时，必须安装配套漏电保护器，故A正确； B、排列成串的充电桩互不影响，是并联的，故B错误； C、充电桩输出功率越大，与之配套的导线越粗，故C错误； D、接了漏电保护器，充电桩还需要接地，故D错误。 故选：A。 探究新知二　低压断路器和漏电保护器 探究新知三　现代家庭电路 家庭电路一般采用多回路配电线路，这样的设计有明显的优点： 现代家庭电路 优点一：将灯具与插座并联，工作时互不影响。控制各灯具的开关都装在相线上，确保断开开关时灯具上不带电，以防止人体触电。 探究新知三　现代家庭电路 优点二：为插座供电的分支回路还装有漏电保护器。如果接插座的用电设备发生漏电故障，漏电保护器会触发动作切断插座回路，不会影响照明用电。 建筑图纸中的多回路配电线路 探究新知三　现代家庭电路 照明分支回路 　　如图所示为一种典型的家庭电路配电分支回路的设计方案。 结合你所掌握的家庭电路知识，你能说一说图中设计了几条分支回路吗？每条分支回路的主要用途有哪些？ 家庭电路配电示意图 该家庭电路分成了三条分支回路。 插座分支回路 空调分支回路 照明分支回路采用了空气开关； 插座分支回路加装了漏电保护器。 当插座分支回路出现故障而被切断时，照明等其他分支回路不会受到影响。 探究新知三　现代家庭电路 　　家庭电路中，一般要求将空调器插座和洗手间插座分别组成回路，形成更多回路的配电线路。 空调 热水器 探究新知三　现代家庭电路 　　新旧两种家庭配电线路的主要不同之处，体现在材料、安全结构、保护机制与系统设计四大核心维度，具体对比如下： 现代家庭电路与旧式家庭电路的区别 导线材料与截面积 导线材料与截面积 接地系统与插头插座 旧式家庭电路 现代家庭电路 采用‌铝芯线‌，导电性能较差、易氧化；常用线径为‌1.5 mm²‌。 无‌保护接地线（PE线）‌，普遍使用‌两孔插座‌，无接地插孔，电器金属外壳无法接地，漏电时易引发触电事故。 使用‌铜芯线‌，导电稳定、抗腐蚀、线径。 标准：照明回路‌1.5 mm²‌；普通插座回路‌2.5 mm²‌；空调等大功率回路：≥‌4.0 mm² ） 强制采用‌三线制‌（L+N+PE），所有插座均为‌三孔插座‌ 接地线直接连通配电箱接地排，形成“生命通道” 配套使用‌带漏电保护插座‌，实现双重防护 探究新知三　现代家庭电路 导线材料与截面积 保护装置与控制方式 回路规划与系统架构 旧式家庭电路 现代家庭电路 依赖‌保险丝（熔断器）‌作为过载保护，需手动更换； 无‌漏电保护器，无法检测微小漏电流（如30mA） 总开关多为‌闸刀开关‌，无灭弧装置，操作危险。 照明与插座‌混用同一回路‌，负载集中易跳闸 回路数量少，无功能分区 无备用回路，故障即全屋断电。 采用‌空气断路器‌，实现过载与短路自动跳闸 必配‌漏电保护器），动作时间≤30ms，有效防止人身触电； 配电箱内实现‌分级保护‌：总漏保 + 分路断路器，形成“一机一闸一漏一箱” 依据‌GB 50096-2011《住宅设计规范》‌，一般采用多回路配电线路。 每户至少设置‌5个以上独立回路‌，实现负载隔离与故障隔离。 探究新知三　现代家庭电路 GB 50096-2011《住宅设计规范》 　　 【例题】 家庭常见的空气开关有C10、C16、C25、C32、C60和C100等多种规格，“C32”中的“32”表示空气开关在电流达到32A时跳闸，其他规格以此类推。结合上一节家用电器统计表中的数据，请替小明家空调器的供电回路（支路）选择合适的空气开关。 分析 空气开关的规格应与家用电器的工作电流匹配。根据总功率可以计算出空调器正常工作时的电流，并对支路空气开关规格做出选择。 解 在上一节家用电器统计表中，小明家空调器的额定功率总计3100W。倘若它们同时正常工作，由P = IU可知，供电支路中总电流 I= P U ≈ 3100W 220V ≈ 14.09A 由此可见，该供电支路应选择C16规格的空气开关。 探究新知三　现代家庭电路 课堂小结 家庭电路 认识家庭电路 低压断路器和漏电保护器 现代家庭电路 低压断路器 漏电保护器 课堂练习 1.（2021•天津一模）如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图，下列说法正确的是（　　） A．进户线a是火线 B．方框2是电能表 C．空调正常工作时，吊灯一定发光 D．空气开关“跳闸”，可能是电路发生短路引起的 D 课堂练习 解：A、家庭电路中，两条进户线分别为火线和零线，三孔插座左边接零线，右边接火线，则a为零线、b是火线；故A错误； B、根据家庭电路的组成可知，家庭电路的连接要按照进户线→电能表→总空气开关及漏电保护开关→用电器的安装顺序，即在方框1位置应安装电能表；故B错误； C、空调和吊灯是并联的，空调正常工作时，吊灯不一定发光，故C错误； D、空气开关“跳闸”，是因为电路中电流过大，而电路中电流过大的原因，可能是电路发生短路，也可能是用电器的总功率过大，故D正确。 故选：D。 课堂练习 2.（2024•甘孜州）小苏和同学们对如图所示的家庭电路进行探讨，形成了以下观点，其中不正确的是（　　） A．电路中各用电器是串联连接的 B．断开开关S用电器都不能工作 C．同时工作时各用电器电压相同 D．各用电器的工作电流可能不同 A 解：A、家庭电路中的各个用电器是并联的，故A错误； B、开关S是并联电路的干路开关，控制所有的用电器，故B正确； C、各个用电器是并联的，并联电路中各个支路两端的电压都相等，故C正确； D、各个用电器的电功率不同，根据P=UI，各个支路的电流可能不同，故D正确。 故选：A。 课堂练习 3.（2025•乐山）小明在使用如图所示插线板的过程中发现：在开关断开时，插线板上的指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；在开关闭合时，指示灯发光，插孔可以提供工作电压；如果指示灯损坏、开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象，下列电路连接方式合理的是（　　） C 课堂练习 【解析】解：在开关断开时，插线板上的指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；在开关闭合时，指示灯发光，插孔可以提供工作电压，说明开关同时控制灯泡和插座； 如果指示灯损坏、开关闭合时插孔也能提供工作电压，说明灯泡和插座之间是并联的，开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全； 三孔插座的接法：左零右火上接地， A、指示灯与三孔插座串联，故A错误； B、指示灯与三孔插座串联，且三孔插座的左孔连接了火线，故B错误； C、图中电路的电路的连接符合要求，故C正确； D、三孔插座的左孔连接了火线，故D错误。 故选：C。 课堂练习 4.（2025•旺苍县模拟）小强家里的卧室灯L及三孔插座的安装电路如图所示，下列关于家庭电路及安全用电说法正确的是（　　） A．选用的保险丝越粗越好 B．a端应接火线，b端应接零线 C．我国家庭电路的电压是380V D．该三孔插座的安装不符合安全用电原则 B 解：A．保险丝的选择应根据电路的额定电流来决定，保险丝并不是越粗越好，故A错误； B．开关应接在火线上，以确保在开关断开时灯泡不带电。所以a端应接火线，b端应接零线，故B正确； C．我国家庭电路的电压是220V，380V是工业用电的电压，故C错误； D．三孔插座的安装应符合左零右火上接地的原则。由电路图可知，三孔插座的安装符合这一原则，故D错误。故选：B。 课堂练习 5. （2019•东阿县模拟）熔断器盒内的熔丝断了，不可能的原因是（　　） A．熔丝的额定电流太大 B．熔丝额定电流太小 C．用电器的功率过大 D．电路中某处发生短路 解：A、熔丝的额定电流太大，比电路中的最大电流大，熔断器的熔丝不会熔断，故符合题意； B、熔丝的额定电流太小，比电路中的最大电流小，熔断器的熔丝会熔断；故不符合题意； C、用电器的功率过大会导致家庭电路中电流过大，导致熔丝熔断，故不符合题意； D、电路中某处发生短路会导致家庭电路电流过大，导致熔丝熔断，故不符合题意； 故选：A。 A 布置作业 1. 基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2. 拓展性作业： 打开家中的配电箱，认识配电箱的各个开关的作用和使用方法。 谢谢聆听 谢谢聆听 $