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物理九年级全一册 人教版2024
第2节 家庭电路的基本组成
第十九章 生活用电
学习目标
01
02
03
04
物理观念
①能说出家庭电路的主要组成部分及其功能，理解相线、中性线、保护线的作用差异；②理解保险丝、空气开关、漏电保护器的工作原理，掌握其在防止电流过大和漏电事故中保护机制。
科学思维
①能通过观察实验现象分析材料电阻与熔点对电路保护的影响；②能根据测电笔发光原理，构建“人体一大地一电源”闭合回路模型，解释为何只有接触相线时氖管才会发光。
科学探究
①能正确使用测电笔检测导线类型，并记录实验结果；②能参与小组讨论，提出合理化的家庭电路分支设计方案，体现工程思维初步能力。
科学态度与责任
①增强安全用电意识，养成规范操作习惯，能在日常生活中识别潜在用电风险；②认识到科学知识在保障生命财产安全中的重要作用，树立社会责任感和自我保护意识。
重点难点
教学重点
教学难点
①家庭电路的基本组成结构及其各部分的功能。
②测电笔的正确使用方法及判断依据。
③保险丝与空气开关在电流过大时的自动切断机制。
①理解为什么控制电灯的开关必须接在相线上。
②漏电保护器如何检测微小漏电流并迅速切断电路。
③接地保护(PE线)在金属外壳漏电时的分流作用原理。
课堂导入
　　电能在现代家庭中的应用越来越广泛。电能通过输电线路进入千家万户我们闭合电源开关就接通了家庭电路。而在日常生活中，我们通常只能看到嵌在墙上的开关和插座，电线在哪里呢？家庭电路是由哪些部分组成的？
电路又是怎样连接的？
探究新知
电流过大的防护
　　前面我们学过，家庭电路中电流过大容易引发危险：
　　电路中的电流过大。根据焦耳定律可知，产生的热量越多，会引起线路故障，甚至发生火灾。
探究新知
演示实验
【实验】电路电流过大金属丝会熔断吗
　　如图所示，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。
移动滑动变阻器的滑片，当电阻减小时，电流增大，观察会有什么现象？
观察金属丝的变化
铅锑合金丝会熔断，而铜丝没有熔断。
实验现象：
探究新知
　　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，而铜丝、铁丝等在这种情况下不能熔断。
　　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？
分析论证
熔断器
探究新知
1.熔断器
①定义：人们利用铅锑合金这类材料制成了熔断器中的核心部件，俗称保险丝。
熔断器
②工作原理：
不同规格的保险丝有不同的额定电流。
a. 通过保险丝的电流小于或等于额定电流时，电路正常工作。
b.通过保险丝的电流大于额定电流时，保险丝熔断，从而切断电路。
探究新知
【学习任务一】保险丝的功能与使用方法
保险丝是用铅锑合金制作的，电阻比较____（选填“大”或“小”），熔点比较低。为了用电安全，______（选填“能”或“不能”）用铜丝、铁丝等导线代替保险丝。
不能
大
探究新知
2. 空气开关
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。
　　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”。在找出电流过大的原因并把问题解决之后，重新接通空气开关就可以了。
①定义：在很多居民楼的供电线路中，常采用低压断路器对电流过大的电路进行保护，又称空气开关。
②工作原理：
探究新知
【学习任务二】空气开关的原理和作用
家庭电路中的保险丝或空气开关的作用是（　　）
A．当开关误接用电器和零线之间时自动切断电路
B．当电路中电流过大时自动切断电路
C．当发生触电事故时自动切断电路
D．当用电器发生漏电时自动切断电路
B
探究新知
　　由前面家庭电路中常见触电事故的分析可知，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。
在家庭电路中，如何知道进户线中哪条是相线、哪条是中性线呢？
相线
中性线
相线
中性线
探究新知
相线和中性线的辨别
测电笔
①作用：辨别相线和中性线；检查用电设备是否带电。
②试电笔构造：由笔尖金属体、电阻（阻值大）、氖管、弹簧和笔尾金属体依次相连而成。
氖管
电阻
笔尖金属体
笔尾金属体
弹簧
数显电笔
钢笔电笔
螺丝刀电笔
探究新知
③试电笔原理：
　　氖管中充有稀薄的氖气，两端是两个金属电极。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。
a. 被测导线是相线时，电流经过笔尖、电阻、氖管、弹簧，再经过人体、经过大地，流到零线，与电源构成闭合电路，氖管就会发光。
b. 被测导线是中性线时，由于中性线与大地之间的电压为0，试电笔中无电流通过，氖管不发光。
氖管
试电笔电阻约100万欧
人体电阻
约2000Ω
相线
探究新知
④试电笔使用：
　　要用手接触笔尾的金属体，笔尖接触测的导线。
如果氖管发光，则接触的是相线，如果氖管不发光，接触的则是中性线。
正确√
错误×
错误×
触电危险
探究新知
【学习任务三】试电笔判断电路故障
如图为小超家部分电路示意图。他闭合开关S，灯泡正常发光；将电热水壶插头插入插座，正常工作一段时间后，灯泡突然熄灭；马上取下电热水壶，灯泡仍不发光。经检查空气开关未跳闸，用验电笔检测a、b、c三点氖管均发光。下列电路故障判断正确的是（　　）
A．灯泡短路
B．进户相线开路
C．进户中性线开路
D．三孔插座短路
C
相线
中性线
保护线
探究新知
【变式训练】试电笔判断电路故障
已知，某测电笔内部电阻为6×105Ω，人体电阻5000Ω．如图所示，照明电路中，闭合开关S，电灯L发光，此时人拿测电笔测试A点时，通过他的电流是_____毫安，测电笔的氖管______（填“发”或“不发”）光；如此时将零线保险丝拔掉，人拿测电笔试A点时，通过他的电流是______毫安，测电笔的氖管_______。（填“发”或“不发”）。
0.36
不发光
0
发光
相线
中性线
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。）
探究新知
想想议议
　　如图所示，要让额定电压为220V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？
相线先连接开关，再连接电灯，然后与中性线相接。
相线先连接电灯，再连接开关，然
后与中性线相接。
探究新知
保护线与漏电保护器的作用
1. 插座
两孔插座
家中常见插座有两孔插座和三孔插座
两孔插座的连接
相线
中性线
“左零右火”
探究新知
三孔插座
三孔插座的连接
相线
中性线
保护线
“左中右相上保护”
左边的插孔接零线，右边的插孔接火线，中间的插孔接地线，即“左零右火中间地”。
探究新知
2. 三线插头
①三脚插头上标着“E”的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。
②三线插头的保护作用：
　　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，电流也会从保护线流走，即使人体接触外壳，一般情况下也不会造成伤害。
探究新知
【学习任务四】插座的构造与工作方式
如图所示，a是常用的插线板，插线板上的指示灯在开关闭合时发光，插孔正常通电；若指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电。请在图b中画出该插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式，并与电源接通。
相线
中性线
保护线
中性线
相线
保护线
探究新知
【变式训练】插座的构造与工作方式
如图为一款带有开关和指示灯的移动接线板的实物图。当把接线板的插头接上电源，指示灯不亮；闭合开关后指示灯才亮。这时，各种家用电器的插头接上接线板均可正常工作。下列反映接线板内部结构的电路图是（　　）
A
探究新知
3. 漏电保护器
①漏电保护器的作用：
　　一些家庭电路中还会在此基础上安装漏电保护器。在出现漏电情况时，它会迅速切断电路。如果站在地上的人不小心接触了相线，电流经过人体流入大地，漏电保护器也会迅速切断电路，对人体起到保护作用。
探究新知
当电路处于正常工作状态时，图线路中A点和B点的电流相等，漏电保护器开关处于接通状态。若有人在C点不慎触电，则sh 线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过中性线，此时通过线路中A、B两点的电流不相等，漏电保护器会迅速切断电路，从而起到保护作用。
②漏电保护器原理
中性线
相线
探究新知
【学习任务五】漏电保护器的原理和作用
新能源汽车逐渐进入人们的生活，相应的新能源汽车充电桩也大量出现，
关于充电桩的安装及其安全使用，说法一定正确的是（　　）
A．充电桩在安装时，必须安装配套漏电保护器
B．排列成串的充电桩有可能是相互串联安装的
C．充电桩输出功率越大，与之配套的导线越细
D．接了漏电保护器，充电桩就不用再接地线了
A
探究新知
家庭电路的基本组成
1. 家庭电路的组成
进户线、电能表、总开关（含保险装置）、插座、用电器、导线等组成。
家庭电路简化图
探究新知
2. 家庭电路各组成部分的连接顺序
　　输电线进户后首先接到电能表上；接下来是全户用电的总开关及保险装置（如断路器等）；然后连接用电器及插座。
进户线
电能表
总开关
保险装置
用电器及插座
探究新知
3. 家庭电路中各部分的安装特点及作用
进户线
① 为用户提供电能来源，由户外低压电力网提供，电压为220V。
② 作用：连接户外供电电路与户内用电电路，输送电能。
电能表
① 作用：计量家中的用电量。
②安装位置：安装在进户线之后，在干路上，在总开关之前。
总开关
① 作用：接通和切断电路，便于更换电器或维修设备。
②安装位置：串联在在干路上，接在电能表后，保险装置前。
探究新知
保险装置
保险丝
①作用：电路中电流过大时，保险丝熔断，自动切断电路，起到保护作用。
②材料：由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成。
③保险丝安装位置：
保险丝安装在干路相线上，总开关后方。
不能单独安装在中性线上，原因是当保险丝熔断，则零线断路，相线通路，容易触电。
探究新知
　　为了能够更加合理、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。
配电箱
　　一些更复杂的配电设计，例如会结合实际使用需求等因素，将卫生间、厨房等房间的插座另成回路，且加装漏电保护器，形成更多的分支回路，各分支回路之间互不影响。
照明分支回路
探究新知
想想议议
　　如图所示为一种典型的家庭电路配电分支回路的设计方案。
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？
家庭电路配电示意图
该家庭电路分成了三条分支回路。
插座分支回路
空调分支回路
照明分支回路采用了空气开关；
插座分支回路加装了漏电保护器。
当插座分支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。
探究新知
【学习任务六】家庭电路中各元件的连接方式
某家庭电路图如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．a为空气开关，b为电能表
B．连接电路时可以将地线和中性线互换
C．螺口灯的安装符合安全用电要求
D．插座的“两孔”和“三孔”是串联的
C
保护线
中性线
相线
探究新知
【学习任务七】家庭电路的连线作图
小明在使用如图所示插线板的过程中发现：在开关断开时，插线板上的指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；在开关闭合时，指示灯发光，插孔可以提供工作电压；如果指示灯损坏、开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象，下列电路连接方式合理的是（　　）
C
课堂小结
家庭电路的基本组成
电流过大的防护
相线和中性线的辨别
保护线与漏电保护器的作用
保险丝
空气开关
测电笔
作用
构成
使用
插座
插头
漏电保护器
家庭电路的基本组成
1.如图所示电路，开关闭合后，灯不发光；
用测电笔（试电笔）接触a、b两处，氖管发光；接触c、d两处，氖管不发光。则家庭电路故障可能是____
（选填“ab”、“bc”或“cd”）间断路。
课堂练习
bc
2.下列关于家庭电路和安全用电的说法中，正确的是（　　）
A．使用试电笔，手一定不能碰任何金属
B．空气开关跳闸一定是电路中出现了短路故障
C．输电线进户后，依次连接总开关、电能表、保险装置
D．发生触电事故时，漏电保护器不一定会自动切断电路
D
中性线
相线
3.小强家里的卧室灯L及三孔插座的安装电路如图所示，下列关于家庭电路及安全用电说法正确的是（　　）
A．选用的保险丝越粗越好
B．a端应接火线，b端应接零线
C．我国家庭电路的电压是380V
D．该三孔插座的安装不符合安全用电原则
课堂练习
B
4. 如图为“儿童安全插座”，它具有保护门双层互锁功能，能有效防止触电事故的发生。下列相关说法错误的是（　　）
A．“儿童安全插座”的白色保护门属于绝缘体
B．“儿童安全插座”与家庭电路中其他用电器并联
C．用测电笔笔尖插入L孔，正常情况下测电笔氖管会发光
D．若“儿童安全插座”发生短路，家庭电路的空气开关不会“跳闸”
D
布置作业
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：
观察自家的电能表、保险装置和插座，记录是否符合安全规范，提出改进建议。
谢谢聆听
谢谢聆听
Thanks!
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