9. 家庭电路（讲义）物理教科版必修第三册

本高中物理讲义聚焦“家庭电路”核心知识点，系统梳理电路主要组成部分及元件功能、连接顺序，阐释用电器并联的本质原因，分析短路等故障及保护装置工作机制，结合输电线选择与安全用电知识，构建从理论识别到实际应用的学习支架。 资料亮点在于通过模拟电路连接实验和“模拟短路”观察活动培养科学探究能力，借助故障分析与保护装置比较提升科学思维，结合安全与节约用电讨论强化科学态度与责任。课中实验互动助力教学，课后分层练习帮助学生查漏补缺。

第二章 电路及其应用 9.家庭电路 课标要点 1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。 2.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。 3.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。 学习重难点 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。 写 知识点 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。 随学随练小明经过一番努力，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。 知识点 有关安全用电的几个问题（重点） 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。 随学随练有人认为，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? 答案 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。 题型 安全用电 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　） A．控制家用电器的开关应安装在零线上 B．发生触电事故时应先切断电源，再实施救人 C．使用试电笔时，可以用手去接触笔尖的金属部分 D．空气开关“跳闸”时，一定是由于电路中发生短路引起的 【答案】B 【详解】A．控制家用电器的开关必须安装在火线上，以确保断开开关时电器完全脱离带电的火线，避免触电风险。若开关接在零线上，即使断开，电器仍与火线连通，存在安全隐患，故A错误； B．发生触电事故时，直接接触触电者可能导致施救者自身触电，因此必须先切断电源（如关闭总开关），再实施救援，故B正确； C．使用试电笔时，手必须接触笔尾的金属部分以形成回路，使氖管发光。若接触笔尖金属部分，电流会直接流经人体导致触电，故C错误； D．空气开关“跳闸”可能由短路或电路总功率过大（过载）引起，而非仅短路，故D错误。 故选B。 活学活用 1．如图是安装完成的部分家庭电路示意图。闭合开关灯不亮，经检查保险丝完好，用测电笔测a点、b点、c点氖管均发光，d点氖管不发光。此电路故障可能是（　　） A．cd间断路 B．ab间断路 C．插座发生短路 D．进户的火线断路 【答案】A 【详解】测电笔是辨别火线和零线的工具，正常电路中测试火线氖管发光，测试零线氖管不发光，闭合开关，用测电笔测试a点氖管发光，表示火线完好，测试d点氖管不发光，表示d点到进户零线间完好，测试b点、c点氖管均发光，表示c点到火线间完好，到进户零线间断路，所以此电路故障可能是cd间断路。 故选A。 2．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 【答案】B 【详解】家庭电路发生事故，应收首先切断电源，不能用水泼，远离事故电路。 故选B。 。 基础通关 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。 素养提升 6.．关于家庭电路及用电安全，下列说法正确的是（　　） A．人体不能接触低压带电体，但可以靠近高压带电体 B．家庭电路的电压是220V，电路中的插座和电灯是串联的 C．家庭电路中用电器消耗的总功率越大，电路的总电流就一定越大 D．家庭电路中保险丝熔断可能是由于电路的总功率过大造成的 【答案】CD 【详解】A．安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体；人体靠近高压带电体时，会发生高压电弧触电或跨步电压触电，故A错误； B．家庭电路的电压是220V，用电器的额定电压是220V，为了使用电器正常工作，相互不影响，电路中的插座和电灯必须并联在家庭电路中，故B错误； C．根据公式可知，家庭电路中用电器消耗的总功率越大，电源电压不变，电路的总电流就一定越大，故C正确； D．造成保险丝熔断的原因是家庭电路中电流过大，家庭电路中电流过大的原因有两个：短路和电路总功率过大，所以家庭电路中保险丝熔断可能是由于电路的总功率过大造成的，故D正确。 故选CD。 7．我国制定的安全电压标准为什么要分为5个级别？ 【答案】见解析 【详解】我国规定安全电压额定值的等级为42V、36V、24V、12V、6V。当电气设备采用的电压超过安全电压时，必须按规定采取防止直接接触带电体的保护措施。 8．如图是验电笔的结构图，用手握住验电笔并且接触一端的金属挂钩，将它的另一端的金属探头插到电源插孔中。如果氖管发光，说明这是火线；如果氖管不发光，说明这是零线。 （1）为什么接触零线氖管不发光？ （2）接触火线，氖管发光时，是否有电流通过人体？人体有没有触电的感觉？为什么？ 【答案】（1）氖管两端没有电压，故不发光；（2）有电流通过人体，没有触电感觉，电流较微弱 【详解】（1）用手握住验电笔并且接触一端的金属挂钩，将它的另一端的金属探头插到电源插孔中，当接触零线时，氖管两端没有电压，故不发光。 （2）接触火线时，火线、氖管、人体和大地间形成回路，氖管两端有电压导致其发光，此时有电流通过人体，只是相应电流较微弱，人体没有触电的感觉。 9．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，数据如下表所示。则： 时间 电能表示数 2022年6月2日上午9点 2603.15 2022年6月7日上午9点 2604.7 (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20h，每度电按0.6元计算，该市所有家庭一天总共额外支付电费多少？ 【答案】(1) (2)120000元 【详解】（1）由题表数据可知，机顶盒待机时间为 机顶盒待机期间消耗的电能为 ， 则机顶盒待机时的电功率为 （2）该市所有家庭一天因机顶盒待机总共额外支付电费为 元元 10．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】应使用横截面积为的铜导线 【详解】上述所有用电器同时启动时消耗的总功率为 干路的电流为 从上表中查到，应该使用横截面积为的铜导线。 迁移创新 1．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，数据见下页表中．请解答： （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，每度电按0.6元计算，该市所有家庭一天总共额外支付电费多少？ 时间 电能表示数 2016年6月2日上午9点 2016年6月7月上午9点 【答案】（1）10W（或0.01kW）；（2）120000元（或12万元） 【详解】（1）由题表数据可知，机顶盒待机时间为 待机期间消耗的电能为 机顶盒待机时的电功率为 （2）该市所有家庭一天因机顶盒待机总共额外支付电费为 2．小云家的电能表的型号是“DDS112910（40）A”，通过查找资料得知，其中的“10（40）A”的含义是：此表可用于“额定电流”值为10A左右的范围准确计量，使用中最大电流不应超过40A。 （1）通过电能表的电流恰好为10A时，家庭消耗的电功率是多少？ （2）连接到电能表上的进户输电线应该使用多大横截面积的铜导线？ 不同规格铜芯导线允许通过的电流 横截面积/mm2 直径/mm 时的载流量/A 1.5 1.38 18 2.5 1.78 26 4 2.25 38 6 2.76 44 10 1.307 80 注：载流量较大的导线常用多股铜线，例如横截面积为10mm2的导线就是7股，每股直径为1.30mm。 【答案】（1）2200W；（2）6mm2的铜导线 【详解】（1）通过电能表的电流恰好为10A时，家庭消耗的电功率为 （2）由于最大电流不应超过40A，查表可知，连接到电能表上的进户输电线应该使用横截面积为6mm2的铜导线。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 电路及其应用 9.家庭电路 课标要点 1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。 2.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。 3.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。 学习重难点 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。 写 知识点 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。 随学随练小明经过一番努力，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？。 知识点 有关安全用电的几个问题（重点） 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。 随学随练有人认为，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? 题型 安全用电 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　） A．控制家用电器的开关应安装在零线上 B．发生触电事故时应先切断电源，再实施救人 C．使用试电笔时，可以用手去接触笔尖的金属部分 D．空气开关“跳闸”时，一定是由于电路中发生短路引起的 活学活用 1．如图是安装完成的部分家庭电路示意图。闭合开关灯不亮，经检查保险丝完好，用测电笔测a点、b点、c点氖管均发光，d点氖管不发光。此电路故障可能是（　　） A．cd间断路 B．ab间断路 C．插座发生短路 D．进户的火线断路 2．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 。 基础通关 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 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 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 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 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？ 素养提升 6.．关于家庭电路及用电安全，下列说法正确的是（　　） A．人体不能接触低压带电体，但可以靠近高压带电体 B．家庭电路的电压是220V，电路中的插座和电灯是串联的 C．家庭电路中用电器消耗的总功率越大，电路的总电流就一定越大 D．家庭电路中保险丝熔断可能是由于电路的总功率过大造成的 7．我国制定的安全电压标准为什么要分为5个级别？ 8．如图是验电笔的结构图，用手握住验电笔并且接触一端的金属挂钩，将它的另一端的金属探头插到电源插孔中。如果氖管发光，说明这是火线；如果氖管不发光，说明这是零线。 （1）为什么接触零线氖管不发光？ （2）接触火线，氖管发光时，是否有电流通过人体？人体有没有触电的感觉？为什么？ 9．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，数据如下表所示。则： 时间 电能表示数 2022年6月2日上午9点 2603.15 2022年6月7日上午9点 2604.7 (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20h，每度电按0.6元计算，该市所有家庭一天总共额外支付电费多少？ 10．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？ 迁移创新 1．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，数据见下页表中．请解答： （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，每度电按0.6元计算，该市所有家庭一天总共额外支付电费多少？ 时间 电能表示数 2016年6月2日上午9点 2016年6月7月上午9点 2．小云家的电能表的型号是“DDS112910（40）A”，通过查找资料得知，其中的“10（40）A”的含义是：此表可用于“额定电流”值为10A左右的范围准确计量，使用中最大电流不应超过40A。 （1）通过电能表的电流恰好为10A时，家庭消耗的电功率是多少？ （2）连接到电能表上的进户输电线应该使用多大横截面积的铜导线？ 不同规格铜芯导线允许通过的电流 横截面积/mm2 直径/mm 时的载流量/A 1.5 1.38 18 2.5 1.78 26 4 2.25 38 6 2.76 44 10 1.307 80 注：载流量较大的导线常用多股铜线，例如横截面积为10mm2的导线就是7股，每股直径为1.30mm。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $