19.2 家庭电路的基本组成（课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件围绕家庭电路的基本组成及多重保护措施展开，通过“家庭电路为什么需要多重保护？”等问题导入，结合金属丝熔断实验、测电笔使用、分支回路设计，构建从问题探究到原理应用的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过观察铅锑合金丝熔断现象分析材料特性，结合科学推理解释保险丝作用，培养科学思维与安全用电的科学态度。采用实验操作与问题驱动，帮助学生形成物理观念，教师可借助系统练习与结构梳理提升教学效率。

家庭电路的基本组成 第十九章 生活用电 · 第2节 人教版九年级物理同步教学 从保护措施到家庭配电 同步课堂教学课件 本课学习家庭电路的基本组成，并围绕“保护、辨线、接地、配电”展开。请学生回忆家庭中见过的电能表、空气开关和插座。 要点：①课题定位 ②生活用电 ③安全主线 时长：1 分钟 问题：家庭电路为什么需要多重保护？ 02 / 29 为了防范用电事故，家庭电路中一般设有哪些保护措施？ 相线和中性线是家庭电路的重要组成部分，如何辨别它们？ 家庭电路中还有哪些基本组成部分？ 学习线索 保护 电流过大时自动切断电路 辨线 用测电笔辨别相线和中性线 接地 保护线与漏电保护器 组成 电能表、总开关、插座、用电器等 [过渡] 从三个教材问题进入本课：家庭电路有哪些保护措施，怎样辨别相线和中性线，电路由哪些部分组成？先让学生根据生活经验作答。 要点：①保护 ②辨线 ③组成 时长：2 分钟 四维教学目标 03 / 29 物理观念 • 认识熔断器、空气开关、测电笔、保护线、漏电 保护器的作用。 • 说出家庭电路的基本组成及各部分功能。 科学思维 • 依据电流热效应解释保险丝为什么电阻较大、 熔点较低。 • 比较灯具两种接法，从安全角度作出判断并说明理由。 科学探究 • 观察金属丝熔断现象，分析材料性质与保护作用。 • 读图识别家庭配电分支回路，交流各支路用途。 科学态度与责任 • 规范使用测电笔，形成安全用电意识。 • 认识保护装置的作用，愿意在生活中遵守用电 安全规则。 [过渡] 本课目标不仅是记住器件名称，还要能解释原理、读图分析并形成安全责任。课堂中将通过观察、判断和交流收集达成证据。 要点：①物理观念 ②科学思维 ③科学探究 ④态度责任 时长：2 分钟 电流过大的防护：金属丝会熔断吗？ 04 / 29 家庭电路中电流过大容易引发危险，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？ 实验装置 A、B两个接线柱间是一段铅锑合金丝， C、D两个接线柱间是一段铜丝。 操作 移动滑动变阻器的滑片， 当电阻减小时，电流增大。 观察两种金属丝的变化 [过渡] 观察演示装置，明确两段金属丝材料不同。移动滑片使电阻减小、电流增大，比较铅锑合金丝和铜丝的变化。 要点：①控制电流 ②比较材料 ③观察熔断 时长：2 分钟 演示现象与保护原理 05 / 29 实验现象 电流增大时，铅锑合金丝会熔断， 而铜丝没有熔断。 材料性质 长度、横截面积相同的铅锑合金丝的电阻比铜丝 大得多， 熔点比铜丝低得多。 当电流过大时， 铅锑合金丝由于温度升高而熔断， 切断电路，起到保护电路的作用。 铜丝、铁丝等在这种情况下 不能起到保护作用。 [过渡] 铅锑合金丝熔断而铜丝不熔断，原因来自电阻和熔点差异。引导学生把材料性质与“及时切断电路”建立联系。 要点：①电阻大 ②熔点低 ③切断电路 时长：2 分钟 熔断器：保险丝怎样保护电路？ 06 / 29 人们利用铅锑合金这类材料制成熔断器中的核心部件， 俗称保险丝。 不同规格的保险丝有不同的额定电流。 ① 当通过保险丝的电流小于或等于额定电流时， 电路正常工作。 ② 当通过保险丝的电流大于额定电流并达到或超过熔断电流时， 保险丝熔断，从而切断电路。 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。 [过渡] 人们把铅锑合金制成熔断器中的保险丝。区分额定电流和熔断电流，理解正常工作与熔断保护的条件。 要点：①保险丝 ②额定电流 ③熔断电流 时长：2 分钟 低压断路器：电流过大时自动“跳闸” 07 / 29 在很多居民楼的供电线路中， 目前常采用低压断路器 对电流过大的电路进行保护。 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”。 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。 [过渡] 现代家庭常用低压断路器，也叫空气开关。强调“跳闸”后应先找出电流过大的原因并解决，再重新接通。 要点：①空气开关 ②自动断开 ③排障后复位 时长：1.5 分钟 相线和中性线为什么必须辨别？ 08 / 29 人体接入相线与中性线之间，或人体接入相线与大地之间， 都会造成触电事故。 因此，在家庭电路中，知道进户线中哪条是相线、 哪条是中性线非常重要。 常用的方法是用测电笔来判断。 [过渡] 人体接入相线与中性线之间，或接入相线与大地之间，都会触电。因此辨别相线和中性线是安全操作的前提。 要点：①触电路径 ②辨线必要性 ③测电笔 时长：1.5 分钟 测电笔的构造与氖管发光条件 09 / 29 氖管 氖管中充有稀薄的氖气， 两端是两个金属电极。 发光条件 当电极间的电压达到一定值时， 氖气会导电，氖管会发出红光。 测电笔内还串联着一个大电阻器 [过渡] 观察测电笔构造，重点认识氖管和大电阻器。氖管两端电压达到一定值时，氖气导电并发出红光。 要点：①氖管 ②电极 ③发光条件 时长：2 分钟 测电笔的正确使用方法 10 / 29 操作 手指按住金属笔卡， 用笔尖接触被测的导线。 手指千万不能碰到笔尖 判断 ① 相线：氖管会发光。 ② 中性线：氖管不会发光。 [过渡] 示范手指按住金属笔卡、笔尖接触导线的规范动作。相线使氖管发光，中性线不发光，手指不能接触笔尖。 要点：①正确握法 ②正确接触 ③发光判断 时长：2 分钟 测电笔为什么可以安全使用？ 11 / 29 如果被测导线是相线，电流经过笔尖、电阻器、氖管、弹簧， 再经过人体流入大地，相当于构成闭合电路，氖管发光。 氖管发光只需很小的电流，所以测电笔中串联一个电阻很大的 电阻器，其电阻约有一百万欧姆。由于电流很小，使用时人没有 感觉，也不会对人造成伤害。 螺丝刀式测电笔 使用时要用指尖抵住上端的金属帽。 LED彩光、数显式测电笔同样要注意：手指切不 可接触笔尖处的金属部分。 测电笔通常也用于检查电气设备的外壳是否带电。 [过渡] 测电笔通过人体构成闭合电路，但串联约一百万欧姆的大电阻，使电流很小。螺丝刀式及其他测电笔也必须遵守相同安全要求。 要点：①闭合路径 ②大电阻限流 ③规范使用 时长：2 分钟 想想议议：电灯和开关应怎样接入？ 12 / 29 如图19.2-6所示，要让额定电压为220 V的电灯正常工作且能用开关控制其通断， 请从安全角度思考：应该如何将电灯和开关接入家庭电路？ 先独立判断，再说明安全理由 [过渡] 请学生先独立观察图19.2-6，判断开关应接在什么位置，并从维修电灯时可能接触灯座金属部分的角度说明理由。 要点：①220 V电灯 ②开关控制 ③安全判断 时长：2 分钟 电灯与开关接线：比较两种方式 13 / 29 方式一（安全） 相线先连接开关，再连接电灯， 然后与中性线相接。 方式二 相线先连接电灯，再连接开关， 然后与中性线相接。 从安全角度考虑，控制电灯的开关要连接在相线和电灯之间。 断开开关后，电灯接线处与相线断开，从而避免触电事故。 [过渡] 比较两种接法：开关接在相线与电灯之间，或接在电灯与中性线之间。正确接法能在断开开关后使电灯接线处与相线断开。 要点：①比较接法 ②开关接相线 ③避免触电 时长：2 分钟 三孔插座、三脚插头与保护线 14 / 29 有的插座有两个孔，有的插座有三个孔，相应的插头有三个脚。多出来的孔和脚是做什么用的呢？ 三孔插座中，除两个孔分别接相线和中性线外， 还有一个孔跟大地连接，接在保护线上。 保护线用PE表示，俗称地线。 三脚插头的“①”脚与用电器的金属外壳接通。 插入三孔插座时， 用电器连入电路，金属外壳也与大地连接。 [过渡] 三孔插座多出的孔接保护线，三脚插头相应脚与金属外壳接通。插入后，用电器连入电路的同时，外壳也与大地连接。 要点：①保护线PE ②金属外壳 ③接地 时长：2 分钟 金属外壳接地怎样保护人体？ 15 / 29 万一用电器内部相线绝缘皮破损或失去绝缘性能， 使金属外壳与相线接通而带电： ① 金属外壳带电 → ② 电流从保护线流走 → ③ 人体接触外壳 → ④ 一般情况下不会造成伤害 保护线为漏电电流提供通路，从而降低人体触电的危险。 [过渡] 顺着故障过程分析：绝缘破损使外壳带电，电流从保护线流走。人体接触外壳时，一般情况下不会造成伤害。 要点：①绝缘故障 ②保护线通路 ③降低危险 时长：2 分钟 漏电保护器：发现漏电后迅速切断电路 16 / 29 家用电器外壳接地对人有一定的保护作用， 但发生故障时不能保证电路被及时断开， 潜在的危险依然存在。 出现漏电时，漏电保护器会迅速切断电路。 人接触相线、电流经人体流入大地时，它也会迅速切断电路。 漏电保护器也是一种断路器，对人体起保护作用。 [过渡] 仅有外壳接地不能保证电路及时断开，所以还需要漏电保护器。出现漏电或人体接触相线时，它会迅速切断电路。 要点：①潜在危险 ②检测漏电 ③迅速切断 时长：2 分钟 家庭电路由哪些基本部分组成？ 17 / 29 综合考虑用电安全等各方面因素，家庭电路应该有哪些基本组成部分？它们各自的功能是什么？ 图19.2-9是简化了的家庭电路，由以下部分组成： 进户线 电能表 总开关（含保险装置） 插座 用电器 导线 [过渡] 结合图19.2-9依次辨认进户线、电能表、总开关、插座、用电器和导线。强调这些部分按功能共同构成家庭电路。 要点：①读图 ②基本组成 ③整体结构 时长：2 分钟 输电线进户后：先电能表，再总开关 18 / 29 电能表 输电线进户后首先接到电能表上， 电能表用来计量所消耗的电能。 总开关 接下来是全户用电的总开关，如断路器等。 家庭电路修理时必须断开总开关，保证施工人员安全。 [过渡] 输电线进户后先接电能表，用于计量消耗的电能；再接总开关。维修时必须断开总开关，使室内电路与输电线分离。 要点：①连接顺序 ②计量电能 ③维修安全 时长：1.5 分钟 用电器、插座与室内配电箱 19 / 29 在电能表、总开关之后，可以连接用电器。 电路中还可以安装插座，许多家用电器可以接在插座上。 为了更加合理、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，可将家庭电路规划为若干分支回路， 由配电箱将导线引入各个房间内，进行供电。 图19.2-10 配电箱 [过渡] 电能表和总开关之后连接用电器与插座。为合理、安全分配电能并方便维修，可设置配电箱并规划若干分支回路。 要点：①插座用电器 ②配电箱 ③分支供电 时长：1.5 分钟 为什么要设计分支回路？ 20 / 29 合理、安全地分配电能；方便维修操作； 一条分支回路出现故障时，其他分支回路不受影响。 [过渡] 观察配电示意图，思考为什么照明、一般插座和空调不全部放在同一回路。分支设计能降低相互影响并方便控制和维修。 要点：①合理分配 ②独立控制 ③故障隔离 时长：1.5 分钟 想想议议：读懂家庭电路配电方案 21 / 29 一种典型的家庭电路配电分支回路的设计方案如图19.2-11所示。 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？ 观察回路名称、开关类型与用电对象。 [过渡] 请学生数出图中的分支回路，并说明每条回路的用途。提示关注回路名称、开关类型和连接的用电对象。 要点：①读图计数 ②识别用途 ③比较保护装置 时长：2 分钟 图19.2-11配电方案解析 22 / 29 图中的家庭电路分成了三条分支回路。 1 照明分支回路 采用空气开关，负责照明。 2 插座分支回路 加装漏电保护器，负责一般插座。 3 空调分支回路 空调功率较大且用电时间较长，另成专用回路。 每条分支回路都有专门的开关控制通断。插座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。更复杂的设计还可将卫生间、厨房插座另成回路并加装漏电保护器。 [过渡] 图中有照明、一般插座和空调三条回路。每条回路由专门开关控制，插座回路故障被切断时，其他回路不受影响。 要点：①三条支路 ②空气开关与漏保 ③互不影响 时长：2 分钟 本节教材内容梳理 23 / 29 电流过大的防护 保险丝熔断；空气开关跳闸。 相线和中性线辨别 正确使用测电笔，根据氖管是否发光判断。 保护线与漏电保护器 金属外壳接地；漏电时迅速切断电路。 家庭电路基本组成 进户线、电能表、总开关、插座、用电器、导线、配电箱与分支回路。 [过渡] 沿四条主线复盘本节：过流保护、辨别相线、接地与漏保、家庭电路组成。让学生用一句话说明每条主线的核心作用。 要点：①保护 ②辨线 ③接地 ④组成 时长：2 分钟 练习与应用 1 24 / 29 1 为什么要求保险丝的熔点较低、电阻较大？ 解题步骤 ① 电流通过导体会产生热量。保险丝电阻较大，在电流相同时产生的热量较多， 温度容易升高。 ② 保险丝熔点较低，电流过大时能及时熔断，切断电路，起到保护作用。 答：电阻较大便于升温，熔点较低便于及时熔断。 [过渡] 本题从电流热效应分析保险丝材料要求。电阻大便于升温，熔点低便于在电流过大时及时熔断。 要点：①电流热效应 ②电阻大 ③熔点低 时长：1.5 分钟 练习与应用 2 25 / 29 2 图19.2-12是某测电笔的外形图，A、B、C、D所指的部位如图中标注所示。 （1）用测电笔辨别某裸露导线是相线还是中性线时，应该用手握着测电笔的哪 个部位？用测电笔的哪个部位接触导线？依据什么现象判断裸露的导线是 相线还是中性线？ （2）为什么要把塑料套管B套在金属笔杆上？ 解答：（1）手握金属笔卡D，用金属笔尖A接触导线；氖管发光的是相线，不发光的是中性线。 （2）塑料套管B使金属笔杆与外界绝缘，防止使用者接触金属笔杆而发生触电。 [过渡] 先根据图中字母定位金属笔尖和金属笔卡，再写操作与判断现象。塑料套管的作用是使金属笔杆与外界绝缘。 要点：①握D碰A ②发光判断 ③绝缘保护 时长：2 分钟 练习与应用 3 26 / 29 3 假定某人的电阻为10⁴ Ω，当他正确使用测电笔判断家庭电路中的相线时，利用 欧姆定律估算通过他的电流。这个电流大约是25 W灯泡正常工作时电流的多少分之一？ 已知 U=220 V；测电笔电阻约1.0×10⁶ Ω；人体电阻1.0×10⁴ Ω；灯泡P=25 W 求人体电流 I人=U/(R笔+R人)=220/(1.0×10⁶+1.0×10⁴) A≈2.18×10⁻⁴ A 求灯泡电流 I灯=P/U=25/220 A≈1.14×10⁻¹ A 比较 I人/I灯≈1/522，所以约为25 W灯泡正常工作电流的五百分之一 [过渡] 按“已知—求—公式—代入—比较”完整计算。测电笔的大电阻与人体电阻串联，通过人体的电流约为灯泡正常工作电流的五百分之一。 要点：①串联总电阻 ②欧姆定律 ③电功率公式 ④比值 时长：3 分钟 练习与应用 4 27 / 29 4 请用笔画线表示导线，将图19.2-13中的电灯、开关和插座接入家庭电路中。 接线步骤 / 提示 ① 开关接在相线和电灯之间，电灯另一端接中性线。 ② 三孔插座：左孔接中性线，右孔接相线，上孔接保护线。 ③ 各用电器并联接入家庭电路。 [过渡] 接线时先确定相线、中性线和保护线。开关接相线，电灯另一端接中性线；三孔插座左中性、右相线、上保护线。 要点：①灯具并联 ②开关接相线 ③三孔插座接线 时长：2 分钟 练习与应用 5 28 / 29 5 电灯的开关为什么要接在相线和电灯之间？ 接在中性线和电灯之间有什么危险？ 解题步骤 ① 开关接在相线和电灯之间：断开开关后，电灯接线处与相线断开， 维修或安装时可避免接触带电部分。 ② 若开关接在中性线和电灯之间：断开开关后，灯虽然不亮，但灯座仍与相线相连， 人体接触灯座金属部分或接线处可能触电。 结论：控制电灯的开关必须接在相线和电灯之间。 [过渡] 判断开关位置要看断开后灯座是否仍与相线相连。若开关接中性线，灯虽不亮，灯座仍可能带电并造成触电。 要点：①断开状态 ②相线隔离 ③维修安全 时长：1.5 分钟 练习与应用 6 29 / 29 6 观察家里的三脚插头，它的三个脚中哪个更长？为什么要这样设计？ 观察 与用电器金属外壳相连的保护脚更长。 设计理由 插入插座时，保护脚先接通保护线； 拔出插头时，保护脚最后断开。 这样能使金属外壳尽可能始终保持接地， 提高用电安全性。 [过渡] 观察三脚插头可见保护脚更长。这样插入时先接地、拔出时后断地，使金属外壳尽可能始终保持接地。 要点：①保护脚更长 ②先接后断 ③提高安全性 时长：1.5 分钟 $