19.3 跨学科实践：为家庭电路做设计（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设计，涵盖用电需求估算、分支回路规划、配电器材选择等核心知识点。以家庭装修改造为真实任务导入，引导学生调查用电器功率、观察配电箱，通过表格梳理数据、示意图规划回路，衔接前期家庭电路组成与安全用电知识，提供调查记录表、设计示例等支架辅助实践。 其亮点在于以跨学科实践为主线，融合科学探究与科学思维，通过“调查-规划-设计-交流”流程，让学生分工合作完成用电器调查、绘制回路示意图，在“想想议议”中分析导线选择的安全与合理性。学科特色体现在工程设计与生活应用结合，项目小结梳理步骤并强调安全意识，助力学生提升实践能力与安全责任，为教师提供可操作的实践教学方案。

19.3 跨学科实践： 为家庭电路做设计 生活用电 · 工程设计 · 安全责任 九年级物理同步教学 按家庭需求，完成一份简单、安全、可交流的设计方案 本节课以“为家庭电路做设计”为任务，经历调查、规划、表达、交流和反思。安全用电贯穿整个项目。 要点：①真实情境 ②工程设计 ③安全责任 时长：1 分钟 项目提出 从生活走向物理，从物理走向社会 02 真实任务 每个家庭的用电情况是不一样的。 假如你家正在准备装修改造，请你根据家里的用电需求 及前面的学习与研究，为你的家庭电路提出一个简单的 设计方案。可以与同学分工合作，完成任务。 任务关键词 家庭用电需求 简单设计方案 分工合作 [过渡] 每个家庭的用电情况不同，因此需要依据自己家的需求提出方案，并可以与同学分工合作。 要点：①家庭需求 ②简单设计方案 ③分工合作 时长：2 分钟 项目分析 为了使家庭电路更加安全、合理，设计时主要考虑哪些因素？ 03 ① 估算总体需求 根据家里现有的用电器 ，初步估算家中的总体 用电需求。 ② 规划分支回路 合理规划并设计室内的 配电分支回路。 ③ 选择配电器材 对断路器、导线等配电 器材进行选型，使器材 之间相互匹配。 设计判断的三个关键词： 安全 合理 匹配 [过渡] 先把大任务拆开：估算总体需求，规划分支回路，再根据需要选择配电器材，使器材相互匹配。 要点：①估算 ②规划 ③选型 时长：2 分钟 四维教学目标 依据《义务教育物理课程标准（2022年版）》核心素养框架 04 物理观念 理解家庭总功率、配电分支回路 、导线横截面积与安全电流之间 的联系。 科学思维 从实际需求出发估算、比较、规 划，用表格或示意图表达设计。 科学探究 经历调查、观察、讨论、设计、 展示交流，收集铭牌与配电箱信 息。 科学态度与责任 认识家庭电路设计的安全性与可 行性，形成安全用电意识。 目标—活动—证据：每一项目标都对应课堂中的可观察表现。 [过渡] 目标对应四维核心素养，并要在调查、设计、论证和交流中留下可观察证据。 要点：①物理观念 ②科学思维 ③科学探究 ④科学态度与责任 时长：2 分钟 项目实施一：调查家庭用电需求 阅读各个用电器的铭牌或说明书，重点关注功率信息 05 调查任务 请你调查并记录目前家中主要用电器的使用情况。 明确用电需求，为规划家庭电路的配电分支回路作准备。 可以用表格（表19.3-1）或其他形式梳理。 调查记录至少包括： 家用电器 · 功率/kW · 数量 [过渡] 设计必须有依据。请调查并记录家中主要用电器，阅读铭牌或说明书，重点关注功率信息。 要点：①调查记录 ②功率信息 ③为回路规划准备证据 时长：3 分钟 调查记录：表19.3-1 用表格梳理家庭用电器信息 06 表19.3-1 用电器调查细目表 [过渡] 用表19.3-1梳理家用电器、功率和数量，为后续计算与回路规划作准备。 要点：①家用电器 ②功率/kW ③数量 时长：3 分钟 观察配电箱 安全第一：在家长或技术人员指导下进行观察 07 有条件时 观察室内配电箱，看看目前家中有几条 分支回路，每条开关的额定电流是多少。 没有条件时 请以图19.2-10中所示的配电箱作参考。 观察配电箱时一定要注意安全， 切勿随意触摸！ 图19.2-10 配电箱 [过渡] 有条件时在家长或技术人员指导下观察配电箱，了解分支回路和开关额定电流；没有条件时参考教材配电箱图示。 要点：①安全观察 ②分支回路 ③额定电流 时长：3 分钟 合理规划配电分支回路 根据实际用电需求，结合家用电器的使用环境 08 家庭电路可设计若干分支回路： 插座分支回路 照明分支回路 大功率用电器分支回路 对于可能长时间使用的大功率家用电器（如空调、电热水器等）， 建议为其设计独立的分支回路。 [过渡] 家庭电路可设计插座、照明和大功率用电器分支回路。可能长时间使用的大功率用电器建议独立设置分支回路。 要点：①插座 ②照明 ③大功率用电器独立回路 时长：3 分钟 设计表达 可以采用户型电路示意图、列表等形式 09 具体设计可参考图19.2-11的形式，也可以采用： 户型电路示意图 列表 图19.3-1 的回路示意 表达要求：让别人看懂分支回路、用电器及数量、总功率。 [过渡] 方案要让别人看懂，可以采用户型电路示意图、列表等形式，并对应呈现回路、用电器及数量、总功率。 要点：①示意图 ②列表 ③表达清楚 时长：2 分钟 图19.2-11 家庭电路配电示意图 设计示例：户型电路示意图 设计示例：表19.3-2 分支回路、用电器及数量、总功率 10 表19.3-2 分支回路设计示例 [过渡] 观察表19.3-2，注意照明、插座和空调分支回路的分类，以及用电器及数量的填写方式。 要点：①照明分支 ②插座分支 ③空调分支 时长：3 分钟 设计示意：图19.3-1 某插座分支回路设计示意图 11 图19.3-1 某插座分支回路设计示意图 [过渡] 图19.3-1用户型示意图表达插座分支回路，帮助我们把线路安排与家庭空间联系起来。 要点：①户型 ②线路 ③配电箱 时长：3 分钟 想想议议 导线怎么选？ 12 通常情况下 导线的横截面积越大，长时间通电时所允许的最大安全电流也会越大。 根据你所设计的各条分支回路的用电情况， 总功率大的分支回路要选粗一些的导线，还是细一些的？ 家庭电路中的供电导线是不是横截面积越大越好？ 你认为在选择导线时，除了安全因素，还要考虑哪些因素？ [过渡] 导线横截面积越大，长时间通电时允许的最大安全电流通常越大。请围绕总功率、导线粗细和其他因素进行小组论证。 要点：①安全电流 ②导线粗细 ③多因素选择 时长：4 分钟 展示交流 互检方案的可行性与安全性 13 完成设计方案后 各小组之间进行展示和交流，可互检方案的可行性与安全性。 有条件的话，也可邀请专业人员来对你们的设计方案进行评估。 最后，请谈谈对家庭电路的认识以及对安全用电的体会。 展示与交流的依据： 调查记录 · 设计表格 · 回路示意 · 安全性说明 [过渡] 各小组展示并互检方案的可行性与安全性，有条件时邀请专业人员评估，并交流对家庭电路和安全用电的认识。 要点：①展示 ②互检 ③评估与反思 时长：3 分钟 生活中的安全用电原则 把项目研究转化为家庭安全清单 14 ✓ 尽量不同时使用多个大功率用电器。 ✓ 不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 ✓ 更换灯泡、搬动用电器前应断开电源开关。 ✓ 不弄湿用电器，不损坏绝缘层。 ✓ 保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命时应及时更换。 [过渡] 把项目研究转化为家庭安全清单，落实不同时使用多个大功率用电器、断电操作、保护绝缘和及时更换器材等原则。 要点：①用电习惯 ②断电与绝缘 ③器材寿命 时长：3 分钟 项目小结 家庭电路设计 家庭电路中都安装了各种保险装置，但是它们也可能会出现故障。 最重要的是，我们在思想上要有安全用电意识， 在行动上要遵守安全用电原则。 只有这样，我们才能享受电所带来的便利。 调查需求 · 规划回路 · 设计表达 · 展示交流 · 安全责任 15 [过渡] 保险装置也可能出现故障。最重要的是思想上有安全用电意识，行动上遵守安全用电原则，才能享受电带来的便利。 要点：①调查需求 ②规划回路 ③安全责任 时长：2 分钟 $