13.4 家庭电路（教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

13.4 家庭电路（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 13.4 家庭电路 教学 目标 物理观念 知道家庭电路的组成，了解供电线路、电能表、低压断路器、开关、插座和用电器的作用；知道火线、零线和地线的区分，理解三孔插座和三脚插头的接地作用；理解家庭电路中电流过大的原因，知道低压断路器和保险丝的保护作用；知道安全用电的常识，了解触电原因和急救方法。 科学思维 通过分析家庭电路的组成，培养系统思维能力；通过理解火线、零线、地线的作用，建立安全用电的意识；能运用电功率和焦耳定律的知识分析家庭电路中电流过大的原因。 科学探究 通过观察家庭电路示意图，了解家庭电路各组成部分的连接方式。 科学态度 与责任 增强安全用电意识，养成规范用电的良好习惯；了解我国能效标识制度，树立节能环保意识。 教材 分析 本节选自沪科版（五四学制）九年级上册第13章“电功率”第4节，是本章的最后一节。第1节学习了电功，第2节学习了电功率和额定功率，第3节学习了焦耳定律。本节“家庭电路”则是在此基础上，将电学知识与日常生活紧密结合，综合运用电功、电功率、焦耳定律等知识分析家庭电路的组成、连接方式及安全用电问题，是本章知识的综合应用和总结升华。 本节内容由“家庭电路通常有哪些组成部分”“家庭用电要注意哪些事项”两部分构成。教材首先通过家庭中各种电器的图片，引出“如何安全连接和使用这些家用电器”的问题；然后介绍家庭电路的组成（供电线路、电能表、低压断路器、开关、插座和用电器）及各部分的功能，重点讲解火线、零线、地线的区分以及两孔插座、三孔插座的接法；接着从安全用电的角度，讲解人体安全电压、触电原因、安全用电注意事项和触电急救方法；最后从节能环保的角度，介绍能效标识和节约用电的措施。本节内容是初中电学知识的最终落脚点，对于培养学生的安全用电意识和节能环保意识具有不可替代的作用。 学情分析 学生已经学习了电功、电功率、焦耳定律等知识，理解了电流做功与能量转化的关系，掌握了电功率的计算公式P＝UI，能够运用焦耳定律Q＝I²Rt分析电流的热效应。学生已经学习了欧姆定律和串并联电路的规律，知道家庭电路中各用电器是并联的。学生在日常生活中对家庭电路有丰富的感性认识——知道电灯、空调、电视机等电器需要插电才能工作，知道“火线”“零线”这些词，但对家庭电路的具体组成、火线零线的区分、三孔插座的作用等缺乏系统认识。 九年级学生已具备一定的抽象思维能力和综合分析能力，能够运用电功率和焦耳定律分析简单的电路问题。但家庭电路涉及供电线路、电能表、断路器、开关、插座等多个组成部分，各部分的连接关系和作用较为复杂，学生在理解“分支路设计”“断路器的作用”“三脚插头接地保护”等问题时存在一定困难。此外，安全用电涉及“触电原因”“急救方法”等实践性知识，学生需要在理解原理的基础上形成安全意识。 教学重点 1. 家庭电路的组成及各部分的作用。 2. 火线、零线和地线的区分，三孔插座和三脚插头的接地作用。 3. 安全用电常识。 教学难点 1. 三脚插头金属外壳接地的保护原理。 2. 低压断路器的工作原理。 3. 家庭电路分支路设计的意义。 4. 触电原因的分析。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 情境导入，引出问题 1. 展示图片：展示家庭中各种电器的图片——客厅的空调和电视机、书房的计算机和打印机、厨房的冰箱和微波炉等。提问：“这些电器虽然功能不同，但都需要通电才能工作。我们该如何安全连接和使用这些家用电器呢？” 2. 引导思考：家庭中的电器是如何连接到电路中的？家庭电路由哪些部分组成？ 3. 引出课题：今天我们就来学习家庭电路的组成和安全用电知识。 【设计意图】从学生熟悉的家庭电器入手，引出“如何安全连接和使用电器”的问题，激发学习兴趣。 观察图片，结合生活经验思考并回答问题。进入学习状态。 学习新课 家庭电路通常有哪些组成部分？ 一、认识家庭电路的组成 1. 展示家庭电路示意图：展示如图所示的简单家庭电路示意图，引导学生识别各组成部分。 2. 讲解各部分的作用： （1）供电线路：包含相线（俗称“火线”）、零线和地线。火线与零线之间有220V的电压。 （2）电能表：经过电能表后入户，用来计量家庭的用电量。 （3）低压断路器：俗称“空气开关”，当家庭电路中用电器的总功率过大或发生短路时，通过断路器的电流超过规定电流，断路器会自动切断供电线路，避免用电器损坏或发生其他危险。 （4）开关：控制电路的通断。 （5）插座：用电器插头插入插座后，用电器即接入家庭电路。 （6）用电器：利用电能工作的器件。 3. 讲解分支路设计：在布线时，考虑到不同家用电器的功率差异较大，往往将家庭电路分为若干支路，以便于安装和检修。 4. 引导分析：提问——“空调、电饭煲、电水壶都是大功率电器。如果这几个电器并联接入同一支路时，通常应避免它们同时工作，这是为什么呢？”（引导学生运用P＝UI分析：总功率过大→电流过大→断路器跳闸或导线过热） 【设计意图】通过示意图和讲解，帮助学生系统认识家庭电路的组成及各部分的作用。通过分析大功率电器同时工作的问题，综合运用电功率知识，培养分析能力。 二、认识插座与插头 1. 展示两孔插座和三孔插座： （1）两孔插座：一孔接火线，一孔接零线，用电器的两脚插头接入插座后即可工作。 （2）三孔插座：并排的两个孔分别接火线和零线，另一个孔与地线相连。 2. 展示三脚插头：三脚插头中一脚与电器的金属外壳相连。当三脚插头插入三孔插座时，用电器的金属外壳首先接地，从而有效保证人身安全。 3. 讲解接地保护原理：如果用电器的金属外壳因绝缘损坏而带电，由于金属外壳接地，电流会通过地线流入大地，人体接触外壳时不会发生触电事故。 4. 组织讨论：为什么洗衣机、电冰箱、空调等电器一般采用三脚插头？（引导学生从金属外壳接地的保护作用角度分析） 【设计意图】通过实物观察和原理讲解，帮助学生理解三孔插座和三脚插头的接法及接地保护作用，突破教学难点。 【例题1】家庭电路。 (1)如图所示的家庭电路中，输电线A为火线，请用笔画线代替导线将图中的电灯正确接入电路中。 (2)图中C处的电路元件为_________。 A．插座 B．开关 (3)家庭电路中用_________表计量家用消耗的电能。 【答案】(1) (2)B (3)电能 【例题2】如图是家庭电路简化图，图中A处元件是______。在家庭电路的中性线与保护线之间的电压为______V。 【答案】 电能表 0 【例题3】如图是某家庭电路简化图，该电路连接均符合要求。下列分析正确的是（　　） A．a线是相线，b线是中性线 B．开关S可与电灯互换位置 C．电能表能直接计量用电器总功率 D．插入插座的电视机和台灯是串联的 【答案】A 【例题4】在校园中学习离不开电。 (1)学校电路和家庭照明电路的电压相同，均为___________V。教室的灯与教学一体机是___________的（选填“A．串联”或“B．并联”），开灯后老师又打开了教学一体机，此时教室电路的等效电阻将___________（选填“A．变大”“B．不变”或“C．变小”）。 (2)根据安全用电规范，请用笔画线代替导线，将图中的电灯、开关和三孔插座正确接入电路中。 【答案】(1) 220 B C (2) 观察家庭电路示意图，识别各组成部分。记录各部分的作用。理解分支路设计的意义。思考并回答“大功率电器为何不能同时工作”的问题。 观察两孔插座和三孔插座的实物或图片，认识各孔的作用。观察三脚插头，理解金属外壳接地的保护原理。讨论“为什么大功率电器采用三脚插头”。 学习新课 家庭用电要注意哪些事项？ 1. 讲解安全电压：人体能导电，人体两端的电压越高，通过人体的电流就越大。在一般环境下，人体两端所加电压不超过36V时，通过人体的电流是安全的。家庭电路的电压一般是220V，远远大于安全电压。 2. 分析触电原因：触电是人体成为电流通路，电流通过人体造成组织损伤或器官功能障碍。 3. 讲解安全用电注意事项： （1）避免用湿手去插、拔插头； （2）搬动家用电器时不能拖拽用电器和接线板，避免损坏导线； （3）为防止幼儿触电，插座的位置不宜过低，还应该安装插座保护壳； （4）洗衣机、电冰箱、空调等电器一般采用三脚插头，金属外壳接地。 4. 讲解触电急救方法：一旦发生触电事故，应迅速切断电源，并用绝缘物体将触电人员与电源分离，切记不能直接触碰触电人员。 5. 案例分析：展示触电事故案例卡片，组织学生分析事故原因，讨论如何避免类似事故。 【设计意图】通过讲解和案例分析，帮助学生树立安全用电意识，掌握安全用电常识和触电急救方法，培养社会责任感。 【例题5】学校举办了“安全用电进校园”的主题班会，下列做法符合安全用电原则的是（     ） A．长时间不使用的充电器没必要从插座上拔下 B．带金属外壳的电器要使用三孔插座 C．用湿抹布擦拭正在工作的插线板 D．控制电灯的开关接在零线（中性线）和电灯之间 【答案】B 【例题6】“珍爱生命，安全用电”。下列做法中符合安全用电的是（     ） A．用湿布巾擦拭正在工作的电饭锅 B．发现有人触电立即用手把他拉开 C．搬动用电器时，不需要先断开电源 D．使用测电笔时，手接触笔尾金属体 【答案】D 记录人体安全电压和触电原因。理解安全用电注意事项。学习触电急救方法。分析触电事故案例，讨论避免措施。 课堂练习 1．上海地区的家用洗衣机正常工作时两端的电压为_______伏，与其他家用电器是_______（选填“串联”或“并联”）连接的，家庭每月的耗电量用__________表测量。 【答案】 220 并联 电能 【详解】[1][2]家庭电路中，电灯、电视机、电扇都是家用电器，家用电器之间是并联的，工作时互不影响；我国家庭电路电压是220V，故他们在工作时正常的电压都是220V。 [3]家用电器工作时，消耗的是电能，电能用电能表来测量。 2．小新家的厨房电路中，电能表标有“220V  10(20)A”字样，同时使用一台额定功率为1100W的电磁炉和一台额定功率为880W的电饭煲，电路中干路电流为______A；家庭电路中，为防止电流过大引发火灾，电能表后应安装_________________（选填“空气开关”或“漏电保护器”）。 【答案】 9 空气开关 【详解】电路总功率 电路中干路电流 空气开关能在电路电流过大时自动切断电路，可防止电流过大引发火灾；漏电保护器的作用是在电路漏电时切断电路，避免触电事故，因此为防止电流过大引发火灾，应安装空气开关。 3．如图所示，照明电路中电灯突然熄灭，用试电笔测试a、b、c点，试电笔的氖管均发光，测试d点试电笔的氖管不发光，故障是___________。 【答案】cd间断路 【详解】用试电笔测a、b、c点，试电笔均发光，说明这三点与火线之间是接通的，测试d点不发光，说明d点没有与火线相连，接触的是零线，所以故障是cd段断路。 4．如图所示的家庭电路有A、B两个插座，将台灯接入A插座，灯不亮，改接到B插座时灯亮。用测电笔分别测试A插座的左右两孔，只有测右孔时氖管发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（     ） A．进户火线断路 B．进户零线断路 C．导线bd断路 D．导线ac断路 【答案】D 【详解】A．若进户火线断路，电路无电，台灯接B插座不亮，故A不符合题意； B．若进户零线断路，台灯接B插座无法形成回路不亮，故B不符合题意； C．若导线bd断路，A插座右孔与火线断开，测电笔测右孔氖管不发光，故C不符合题意； D．若导线ac断路，A插座左孔与零线断开，台灯接A插座无法形成回路不亮；A插座右孔经导线d与火线连通，测电笔测右孔氖管发光，左孔不发光；B插座电路正常，台灯接B插座亮，故D符合题意。 故选D。 5．学习家庭电路相关知识后，对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是（     ） A．图中两只灯与其对应控制开关的连接都是正确的 B．选用的保险丝的额定电流应大于电路正常工作时的最大电流 C．若某时刻小灯泡L1的灯丝断了，保险丝会熔断 D．若图中AB间发生断路，则试电笔检查插座C的各个插孔，试电笔的氖管都不发光 【答案】B 【详解】A．由图可知，灯泡L1的开关S1接在中性线上，连接不正确；灯泡L2的开关S2接在相线上，断开开关时灯泡能与相线断开，符合安全用电原则，故A错误； B．保险丝在电流过大时熔断以保护电路，若其额定电流小于或等于电路正常工作时的最大电流，家庭电路正常工作时保险丝可能会熔断，故选用的保险丝的额定电流应稍大于电路正常工作时的最大电流，故B正确； C．若小灯泡L1的灯丝断了，该支路断路，不会导致电流过大，保险丝不会熔断，故C错误； D．若图中间发生断路，插座C的右孔通过点与相线连通，试电笔检查插座C的右孔时，氖管会发光，故D错误。 故选B。 6．正确使用插线板是安全用电的要求。使用如图所示的插线板时发现：只有开关闭合时，指示灯才能发光，插孔才能提供工作电压；即使指示灯损坏，开关闭合插孔也能提供工作电压。根据上述现象，插线板内线路及电源连接方式是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由“只有开关闭合时，指示灯才能发光，插孔才能提供工作电压”可知开关在干路，控制整个电路；由“即使指示灯损坏，开关闭合插孔也能提供工作电压”可知指示灯与插孔并联，互不影响；根据安全用电原则，开关应接在相线上（开关在干路上）。 故选D。 7．如图所示为小乐家墙上安装的一个三孔带开关的插座。此插座的优点是，不用拔下插座上的插头，只需将插座上的开关断开就可以安全切断电源。请在答题卡虚线框内画出它的电路图。 【答案】 【详解】火线先接入开关，再从开关引出连接到插座的右孔（火线端），这样断开开关时，插座侧完全与火线断开，避免触电风险。三孔插座遵循“左零右火上接地”的接线规则：插座左侧插孔直接连接零线，上方的接地插孔直接连接地线。 板书设计 13.4 家庭电路 一、家庭电路的组成 供电线路：火线、零线、地线（火线与零线之间220V） 电能表：计量家庭用电量 低压断路器（空气开关）：总功率过大或短路时自动切断电路 开关：控制电路通断 插座：两孔插座、三孔插座 用电器：利用电能工作 分支路设计：便于安装和检修 二、插座与插头 两孔插座：一孔接火线，一孔接零线 三孔插座：两孔接火线、零线，另一孔接地线 三脚插头：一脚与金属外壳相连 接地保护：金属外壳接地，漏电时电流流入大地，避免人体触电 三、安全用电 安全电压：不高于36V（家庭电路220V远大于安全电压） 触电原因：人体成为电流通路 注意事项： 不用湿手插拔插头 不拖拽电器和接线板 插座位置不宜过低，安装保护壳 金属外壳电器采用三脚插头 触电急救：迅速切断电源，用绝缘物体分离，不能直接触碰触电人员 教学反思 家庭电路实物观察不足：由于条件限制，课堂上主要依靠示意图和图片进行教学，学生缺乏对家庭电路实物的直接观察。改进：可利用家庭电路示教板进行演示，让学生直观看到电能表、断路器、插座等实物；也可布置课前观察任务，让学生在家人的指导下观察家中的配电箱和插座。 低压断路器工作原理的理解需强化：部分学生对“总功率过大或短路时电流过大，断路器自动切断”的原理理解不够深入。改进：可结合P＝UI和I＝U/R进行定量分析——总功率过大时I＝P/U增大；短路时R极小，I极大。通过定量分析帮助学生理解断路器的工作原理。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $