19.3 跨学科实践：为家庭电路做设计 课件-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第3节 跨学科实践：为家庭电路做设计 第十九章 生活用电 1、能调查家庭用电需求，初步估算家中的总体用电需求。（重点） 2、能合理规划并设计室内的配电分支回路，会用绘图或列表形式呈现方案。（重点） 3、了解断路器、导线等配电器材的选型方法，增强安全用电意识。（难点） 家庭中灯、空调、冰箱等电器都要通过电路供电，电路如同电器的“生命线”。 如果让你来设计这个家的电路，你会怎么安排？ 根据家里的用电需求，为你的家庭电路提出一个简单的设计方案。 假如你家正在准备装修改造，需要设计家庭电路。 1、项目情境： 2、项目任务： 3、组织形式： 与同学分工合作，完成任务。 一、项目提出 （1）第一步：设计前主要考虑哪些因素？ （2）第二步：如何确定总体用电需求？ （3）第三步：怎样规划配电分支回路？ （4）最后：还需做什么？ 使家庭电路更加安全、合理。 根据现有用电器，初步估算家中的总体用电需求。 合理规划并设计室内的配电分支回路。 对断路器、导线等配电器材进行选型，使器材匹配。 项目分析——三个步骤 任务1：调查家庭用电需求 调查并记录家中主要用电器的使用情况，阅读铭牌或说明书，重点关注功率信息。 可用表格（表19.3-1）梳理，为规划配电分支回路作准备。 观察配电箱时，一定要注意安全，切勿随意触摸！ 任务2：估算总体用电需求 例：家中现有用电器——空调2000W、冰箱150W、电视机300W、电热水器2000W、微波炉1000W、电饭煲800W。这些家电同时使用时，总功率是多少？若按0.7的需用系数估算，实际最大功率约多大？ 解：P总为各用电器功率之和： P总=2000W+150W+300W+2000W+1000W+800W=6250W 实际最大功率P实=6250W×0.7≈4375W 家庭实际安全负载一般控制在4000~5000W，避免过载。 家庭电路可设计若干插座分支回路、照明分支回路和大功率用电器（如空调）分支回路等。 （1）插座分支回路：加装漏电保护器，出现故障时切断电路； （2）照明分支回路：采用空气开关控制通断； （3）空调分支回路：空调功率大且使用时间长，应设计独立回路； （4）优点：一条回路故障被切断时，其他回路不受影响。 任务3：规划配电分支回路 设计方案的三种形式 （1）配电示意图；（2）户型电路示意图（图19.3-1）；（3）列表形式（表19.3-2）。 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。 思考：导线的横截面积越大，长时间通电时允许的最大安全电流也越大。总功率大的分支回路要选粗导线还是细导线？ （1）总功率大的分支回路，通过的电流大，要选粗一些的导线。 （2）导线横截面积并不是越大越好。 （3）选择导线时，除了安全因素，还要考虑成本、 　　输电距离、布线环境等因素。 想想议议：导线的选择 ①导线：总功率大的分支回路要选粗导线（安全载流量大）。 ②断路器：额定电流要与分支回路的电流相匹配。 ③匹配原则：分支回路总功率×0.8 ＜ 电能表允许容量。 ④除安全因素外，还要考虑成本、输电距离、环境温度等。 配电器材的选型 1、展示交流： 2、方案评估： 3、安全原则： 展示交流与安全用电 各小组展示方案，互检可行性与安全性。 可邀请专业人员对设计方案进行评估。 不同时使用多个大功率用电器。 4、安全意识： 思想上有安全用电意识，行动上遵守安全用电原则。 为家庭电路做设计 项目提出与分析 项目实施 展示交流 根据用电需求提出设计方案 估算总体用电需求 规划配电分支回路 配电器材选型，相互匹配 调查用电需求（读铭牌查功率） 分支回路：插座、照明、空调 方案形式：绘图、列表 互检方案的可行性与安全性 总结安全用电原则 1.在家庭电路设计项目中，第一步应该做什么？(　　) A.直接绘制电路设计图　　　　 B.统计家中所有电器的功率 C.购买新型断路器　　　　　　 D.测试现有电路的安全性 B 2.某电热水器功率为3000W，工作电压220V，应选择哪种规格的铜导线？（要求导线载流量大于1.2倍工作电流）(　　) A.1.5mm²（载流量16A）　　B.2.5mm²（载流量25A） C.4mm²（载流量32A）　　　D.6mm²（载流量42A） B 3.冬天，小明家的电暖气从低温挡（1000W）调至高温挡（2200W）时，家里的空气开关“跳闸”了，则(　　) A.“跳闸”后，应立即重新合上开关 B.“跳闸”一定是因为电暖气发生了短路 C.调至高温挡时，电流做功变快 D.调至高温挡时，通过电暖气的电流变小 C 4、电暖器的插头是三脚插头，较长的那只脚与金属外壳相连。家中插座允许通过的最大电流为10A，电暖器高温挡功率2000W。通过计算说明此插座能否满足电暖器正常使用？ 解：插入插座后将金属外壳与地线相连， 可防止漏电时对人造成伤害。 I=P/U=2000W÷220V≈9.1A 9.1A＜10A，此插座能满足电暖器正常使用。 4、小华准备同时使用电饭锅和电磁炉做饭。妈妈说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识解释这样做的道理。 书后练习与应用 答：同时使用多个大功率用电器，电路总功率很大， 由P=UI可知干路电流很大，由Q=I²Rt可知干路导线上 产生的热量多，导线过热容易引发火灾。 $