第二章 第9节 家庭电路（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

本讲义聚焦家庭电路核心知识点，系统梳理输电线横截面积与电流的关系、家庭电路组成及连接方式、安全用电防护设施、节约用电措施及电路故障处理，构建从物理观念到实际应用再到社会责任的学习支架。 以核心素养为导向，通过任务驱动、针对训练及跨教材素材分享，培养科学思维与科学态度，结合故障判断、熔丝计算等实例，课中辅助教学联系实际，课后助力学生查漏补缺，强化知识应用与安全责任意识。

第9节　家庭电路 核心素养导学 物理观念 (1)了解输电线横截面积与允许通过电流的关系。 (2)了解家庭电路中安全用电的几种防护设施。 (3)了解日常生活中的节约用电措施。 科学态度与责任 (1)了解安全用电知识，提高安全用电的意识。 (2)知道家庭用电量的计算方法。 (3)认识科学、技术、社会、环境的关系，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。 一、输电线横截面积与允许通过电流的关系 1.输电线上通电过程中要产生一定的焦耳热。 2.对于长度一定的导线，横截面积越小，电阻越大，允许通过的电流越小。 二、有关安全用电的几个问题 1.安全电压：不同场合，安全电压标准不同，其中36 V是一般情况下使用的标准。 2.零线的安全性：零线与大地连接时，对人体是安全的，零线与大地断开后，零线就不再安全了。 3.家庭电路安全防护设施 (1)安装可靠的接地线。 (2)安装低压断路器，又名自动空气开关，可控制电路的通断，还兼有防止电流过大以及漏电保护等多种功能。 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.小红家中的4盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用电笔测试室内各处电路发现氖管均发光，请对小红家中电路故障作出判断： (1)灯泡全部烧坏了。 (×) (2)室内线路某处短路。 (×) (3)进户零线发生断路。 (√) (4)进户火线发生断路。 (×) 2.(1)某同学家里的保险丝突然熔断，可能是什么原因导致的? 提示：保险丝熔断，说明干路中电流过大。短路和过载都可以导致电路中电流过大。比如家用电器的总功率过大，导线绝缘皮损坏，火线、零线直接接触造成短路，灯座里的电线发生短路等都有可能。 (2)如图所示是宾馆中常见的一种带指示灯的五孔插座，闭合开关，插座上的指示灯发光，再将台灯和手机充电线插入插孔，台灯发光，手机同时充电，那么台灯、手机充电线插孔、插座指示灯是并联关系还是串联关系? 提示：并联。 新知学习(一)|家庭电路和用电故障 [任务驱动] 　　如图所示是家庭电路的组成图，请你看图说出家庭电路的组成及各元件的连接方式。 提示：家庭电路的主要组成部分：进户线(一根火线、一根零线，正常情况下零线、火线间电压为220 V)，进户线先接电能表、总开关、保护装置，然后接开关、插座、电灯。电灯和插座并联，控制灯的开关与灯串联。 [重点释解] 1.家庭电路组成 (1)一般组成框图 (2)进户线 ①火线：火线跟零线间的电压是220 V。 ②零线：零线是与大地相连的，正常情况下零线跟大地之间的电压是0 V。 ③地线：在家庭里直接与大地相通的导线，这是为了安全另外加接的。火线与地线之间的电压是220 V，零线与地线之间的电压是0 V。 2.故障处理 (1)短路故障的处理：查明短路原因并排除故障后换上同样的熔丝，绝对不能换用比原来粗的熔丝或者其他材料的金属丝。 (2)断路故障的处理：一般情况是接线螺丝松脱、电线接头处接触不良、导线断裂等。在确认电源没有停电的情况下，可以使用测电笔逐段排查断路点。使用测电笔时要注意安全，手绝对不能接触笔尖的金属部分。 (3)漏电故障的处理：仔细检查灯座、吊线盒、开关、插座等容易漏电处，再检查电线连接处、电线穿墙处、电线转弯处等电线绝缘层容易受损的部位。 [针对训练] 1.关于家庭电路，下列说法中正确的是 (　 ) A.我国家庭电路采用的是电压为220 V的交流电 B.洗衣机、电冰箱等家用电器使用三孔插座，是为了节约用电 C.在家庭电路中，所有电器一般是串联连接 D.保险丝能防止电路发生断路 解析：选A　我国家庭电路采用的是电压为220 V的交流电，220 V指有效值，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，所有电器额定电压一般为220 V，应是并联连接，故C错误；保险丝是为了防止电路电流过大引发火灾，出于安全考虑，故D错误。 2.家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是 (　 ) A.使用的用电器总功率过大 B.拉线开关中两根导线的线头相碰了 C.保险丝的规格不符合规定的要求 D.插座中的两根导线的线头相碰了 解析：选B　选项A过载可以引起保险丝熔断；选项D插座中的两根导线的线头相碰，发生短路，也会使保险丝熔断；选项C也可；选项B中拉线开关线头相碰火线接通，不会使保险丝熔断。 3.某新建建筑内120 m2单元房家庭要安装家庭供电系统。家庭内安装空调2台：“1 100 W/220 V”，电热水器的技术参数：“800 W/220 V”；微波炉一个，技术参数“800 W/220 V”；电视机“100 W/200 V”，洗衣机“200 W/220 V”，LED节能灯12个：技术参数“10 W/220 V”。若需要为家庭电路安装一个熔断器，参考下列数据并通过计算说明，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：家庭电路中用电器同时工作时的总功率为P=4 220 W，U=220 V，I==A≈19.18 A，查表可得，应选用直径为2.65 mm、额定电流为22 A的熔丝。 答案：2.65 mm 新知学习(二)|家庭安全用电及节约用电 [任务驱动] 　　日常生活中常有人说：这只电灯真亮，是多少“度”的?这种说法对吗?如不对，应怎样说? 　　提示：不对。度是能量单位，应该说是多少瓦。 [重点释解] 1.家庭安全用电必须注意以下几点 (1)高度重视，谨防触电：接触、搬运电器时，头脑中要时刻想着避免触电，不能大意；要定期检查用电器的插头，大功率用电器的插头极易因过热而损坏，更要注意。 (2)避免短路：短路时电路中的电流非常大，轻则电源、电线烧毁，重则发生火灾，酿成大祸；从插座拔出插头时要手握插头，切勿用力拉扯电线，以免电线绝缘皮破损或插座接头脱落，形成短路。 (3)电器金属外壳应该接地线：容易潮湿的电器如洗衣机等更要接地。 (4)避免大功率电器同时使用：不要在同一插座上同时使用几个大功率的用电器，以免流过插座的电流太大，引起火灾。 (5)避免火灾：不要让纸张等易燃物过分靠近电灯、电饭锅、电炉等。 2.节约用电 (1)养成良好的用电习惯，记住随手关闭不使用的用电器。 (2)节约用电，坚持可持续发展。 [针对训练] 1.在家庭安全用电中，下列做法正确的是 (　 ) 解析：选B　负载过大可能烧坏接线插板，引起短路，甚至引起火灾，该做法错误，故A错误。发生火灾后，若不先切断电源就用水浇灭电火，火会灭，但此时人若接触到水，就会触电，发生更大的危险，即使是使用泡沫灭火器，也要先断电，因为泡沫也导电，所以遇到火灾时，先切断电源是正确的做法，故B正确。如果用钢丝代替熔丝，当电路短路或者用电量增大时，不容易熔断，会造成火灾隐患，这种做法错误，故C错误。用手抓电线拔出插头，容易把插头里面的线扯坏，有时会把绝缘层弄坏致使触电，所以这种做法不正确，故D错误。 2.发现电线起火，应采用下面哪种方法 (　 ) A.用水扑灭火 B.迅速拉下开关，切断电源，再救火 C.用小刀或剪刀切断电源 D.找电工处理 解析：选B　电线着火通常是电线中电流过大造成的。含杂质的水是导体，用水抢救不但不能将火扑灭，而且因水到处流动，使抢救的人员可能触电。找电工处理会贻误灭火的时机。小刀或剪刀是金属，用这些金属切断电源时会造成触电事故。最好的办法是拉下开关，切断电源再救火。 3.现代家庭电器化程度越来越高，安全用电是一个十分突出的问题。下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据： 测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时 电阻 电流(加 220 V) 电阻 电流(加 220 V) 手与手之间 200 kΩ 1.1×10-3 A 5 kΩ 手与脚之间 300 kΩ 7.3×10-4 A 8 kΩ 手与塑料 鞋底之间 800 kΩ 2.8×10-4 A 10 kΩ (1)从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的　　　　倍。  (2)在空格中填入对人体加220 V电压后的电流值。 (3)若对人的安全电流是20 mA以下，上述哪几项是十分危险的?　　　　　　　　　　　　　　。  (4)电路上有规格为10 A的熔丝(俗称保险丝)，如图所示，用电器R的功率是1 500 W，这时通过熔丝的实际电流是多少?人体出汗或潮湿时，手脚触电，为什么熔丝不会断? 解析：(1)n1==40，n2=≈38，n3==80。所以干燥时电阻大约是潮湿时电阻的38~80倍。 (2)潮湿时电流分别为I1==44 mA， I2==27.5 mA，I3==22 mA。 (3)由上述计算知，潮湿时电流都大于20 mA，所以上述各种情况均有危险。 (4)通过用电器R的电流IR==≈6.8 A，手脚触电时通过人体的电流I2=27.5 mA=0.027 5 A，通过熔丝的总电流为I=IR+I2=6.827 5 A<10 A，故熔丝不会熔断。 答案：(1)38~80　(2)44 mA　27.5 mA　22 mA (3)潮湿时各种情况均有危险　(4)见解析 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 ◉科学思维——用电高峰灯泡变暗原因分析 1.(选自沪科版教材“案例分析”)在用电高峰，我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时暗一些。某物理兴趣小组对这一现象进行了调查研究。如图所示，供电电源的电压始终是220 V，当用户的总功率是8.6 kW 时，该小组测得用户端实际得到的电压是215 V。请对上述调查结果进行分析。 提示：在实际的家庭电路中，当用电器接入家庭电路后，用电器(全部是并联)、输电线(火线和零线)以及供电电源构成一个闭合电路。我们可以将它转换为一个等效的直流电路。如图中r是输电线的等效电阻，设电源内阻为0。 根据前面学过的知识，当电流流过输电线时，输电线电阻r上也会产生电压降。用电高峰时，随着接入电路中用电器数量的增加，干路中的总电流会明显增加，输电线的电阻虽然较小，但是它上面的电压降还是较明显的，因此，灯泡和其他用电器两端的电压都会比正常发光或正常工作时的电压(220 V)小一些。根据电功率公式可知，灯泡消耗的实际电功率要比额定功率小，所以它会比正常发光时要暗一些。 ◉科学态度与责任——用电安全问题 2.(选自粤教版教材课后练习)电击对人的危害，取决于通过人体的电流大小。为了保护用电者的安全，通常在家庭电路中安装一个漏电保护开关。如图所示为电流对人体的影响情况图，根据图中提供的参数，讨论漏电电流多大时漏电保护开关应该开始工作。 提示：为保护用电者的安全，家庭电路中安装的漏电保护开关，漏电电流达到0.01 A就应该开始工作。 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 1.当某老师最后离开计算机机房要去关闭总电闸时，发现电能表(如图所示)的转盘仍在缓慢地转动。他用手表粗略地估测了一下。1 min转盘转动了5 r。经检查发现，原来机房内还有20台电脑显示器处于待机状态。请你算算1台电脑显示器的待机功率约为多大?并就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节约用电? 解析：20台电脑显示器消耗的电能 W=×3.6×106 J=6×103 J 1台电脑显示器消耗的电能 W'===300 J 1台电脑显示器的待机功率P== W=5 W 节约用电要从小事做起，如平时不使用用电器时，最好要关闭电源，不要使其处于待机状态。 答案：5 W　见解析 2.相距11 km的A、B两地用两根导线输电，由于受暴风雨影响，在两地之间某处一棵树倒在两根导线上造成故障，工人师傅为查明事故地点，先在A地两端加12 V电压，在B地两端测得电压10 V，在B地两端加12 V电压后，在A地两端测得电压4 V。探究：故障处距A地多远? 解析：设A到大树处两段导线的总电阻是RA，B到大树处两段导线的总电阻是RB，大树电阻是R0， A地加电压12 V，串联电路中电压和电阻成正比，故= ① B地加电压12 V， 故= ② 由①②得：= A到大树处的距离是sA，B到大树处的距离是sB=11 km-sA，根据电阻定律，电阻与长度成正比，故：==，解得：sA=1 km。 答案：故障处距A地1 km 学科网（北京）股份有限公司 $