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(共17张PPT)
第十九章 生活用电
第3节 跨学科实践：为家庭电路做设计
人教版 物理 九年级 下册
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。
1. 知道家庭电路的基本组成；学会根据家庭用电器的功率估算总用电需求，理解电路设计中的安全载流量与器材匹配原则。
2. 小组讨论设计中的安全性与合理性，激发对物理与工程技术结合的兴趣，体会跨学科知识的实际应用价值。
初步估算家中的用电需求
流程图
（1）观察配电箱时，切勿随意触摸。
（2）对于可能长时间使用的大功率家用电器，建议为其设计独立的分支回路。
项目流程
合理规划并设计室内的配电分支回路
配电器材选择
讨论、交流
注意事项
项目实施
1.估算家庭用电需求
调查并记录目前家中主要用电器的使用情况，阅读各个用电器的铭牌或说明书，重点关注它们的功率信息。
用电器调查细目表 家用电器 功率/W 数量
空调 2000 3
冰箱 300 1
电视 150 1
电脑 200 1
电饭煲 1000 1
计算总功率：P总=P1+P2···+Pn=
2000W×3+300W+150W+200W+1000W=7650W；
估算总电流（家庭电压通常为220V）：I总=≈35A。
2.合理规划配电分支回路
（1）观察家庭配电箱，看看目前
家中有几条分支回路，每条分支回路
开关的额定电流是多少。
自复式过欠压
作用：自动监测家庭电路电压，当电压过高（如＞275V）或过低（如＜170V）时，立即切断电源，保护电器免受损坏。
2.合理规划配电分支回路
（2）分支回路设计：考虑到家中的用电器较多，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。
回路类型 主要负载
照明回路 灯具等低功率设备
普通插座回路 电视、电脑、小家电等
空调专用回路 挂机/柜式空调（大功率）
厨房插座回路 电饭煲、微波炉等大电流电器
卫生间回路 热水器、浴霸等（需防漏电）
具体设计：
①家庭电路配电示意图形式。
②户型电路示意图或列表等形式。
想想议议：
通常情况下，导线的横截面积越大，长时间通电时允许通过的最大安全电流也会越大。根据你所涉及的各条分支回路的使用情况，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？
答案 总功率大的分支回路应选择粗一些的导线。因为功率越大，在相同电压下电流越大，而粗导线（横截面积大）电阻更小，发热量更低，能承受更大安全电流，避免过热风险。但家庭电路导线并不是横截面积越大越好，选择导线时应符合国家标准，考虑匹配的用电器，保护装置的性能，还有成本、安装难度、预留一定负载余量等因素。
3.展示交流
（1）各小组间进行展示与交流，互相检验方案的可行性与安全性。
（2）通过项目的研究，深入对家庭电路的认识及对安全用电的体会。例如，结合家中用电器的调查和使用情况，尝试分析家庭用电安全隐患，并总结出一些生活中的安全用电原则。
·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应及时
更换。
生活中的一些安全用电原则：
1. 小智随爸爸在商店选中一款速热式电热水器，它的工作电路图和铭牌如图所示（图中R是加热电阻，其电阻不随温度而变化）则：
（1）电热水器正常工作时，电路中电流是多大？（结果保留一位小数）
（2）根据题中电路图，再增加1个加热电阻R0和2个开关S1、S2，请你对该电热水器进行电路改装。设计要求：不同季节电热水器的额定功率不同，夏天额定功率是2000W，春秋两季额定功率是4000W，冬季额定功率是6000W，请画出改装后的电路图，并计算R0。
I=≈18.2A
解：（2）由题意可知，两加热电阻应采用并联的方式，分别用一个开关控制电路，如图所示。
夏季：只闭合开关S、S2，断开开关S1时，电路为R0的简单电路，功率P0=2000W，由P==24.2Ω。
答案：如果该电热水器直接安装到家庭电路中，由于总功率很大，根据I=可知，电路总电流过大，可能会造成的后果有：①烧坏电路；②保险丝熔断；③空气开关跳闸；④电能表工作不正常或烧坏电能表。
（3）从安全用电角度考虑，如果该电热水器直接安装到家庭电路中，可能会造成什么后果及影响？（写出一种即可）
2.小梦调查家里用电器的耗电情况时发现：家用电器的实际功率与铭牌所标定的额定功率与铭牌所标定的额定功率之间往往存在一定的偏差。请直接利用家庭电路帮小梦设计实验测量出客厅吊灯的实际功率。
（1）测量仪器： 。
（2）实验步骤：_________________________________________
________________________________________________________
。
（3）计算公式： （用直接测量的物理量符号表示）。
电能表、手表
关闭家中所有用电器，记下此时电能表的示数为W1,
只让客厅吊灯开始工作，同时计时为t1；过段时间停止计时，时间为
t2，记下此时电能表的示数为W2
P=
设计项目流程图
项目实施
估算家庭用电需要
跨学科实践：为家庭电路做设计
合理规划配电分支回路
展示交流
作业
内容
自主安排
配套练习册练习

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