【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第19章第2节《家庭电路的基本组成》课件+教案+导学案+分层作业

第十九章 生活用电第2节 家庭电路的基本组成物理观念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。核心素养目标 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【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？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。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。不能解：保险丝是利用电阻率大（即其他条件相同时其电阻大）、熔点低的铅锑合金制成的，在电流过大时，保险丝的温度升高，达到保险丝的熔点，保险丝熔断，切断电源，起到保护电路的作用；当保险丝熔断后，不能用铜丝、铁丝代替，因为铜丝、铁丝的电阻小，熔点高，在电流过大时无法及时熔断来保护电路。故答案为：大；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解：保险丝或空气开关在电路中的作用是当电路中有过大电流通过时，保险丝或空气开关自动切断电路，从而起到保护电路的作用；造成电流过大的原因有两个：短路和用电器的总功率过大；A、当开关误接用电器和零线之间时，闭合开关，电路是通路，保险丝或空气开关不会断开电路，故A错误；B、当电路中电流过大时，保险丝或空气开关自动切断电路，故B正确；CD、当发生触电事故、用电器发生漏电时，不会引起电路中的电流过大，保险丝或空气开关不会断开电路，故CD错误。故选：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？探究新知相线和中性线的辨别测电笔①作用：辨别火线和零线；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。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. 被测导线是火线时，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. 被测导线是零线时，由于零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。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．进户火线开路C．进户零线开路 D．三孔插座短路C探究新知解：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，经检查空气开关未跳闸，不可能短路，用验电笔检测a、b、c三点氖管均发光，可能进户零线开路，故C正确，ABD错误。故选：C。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发光探究新知解：（1）闭合开关S，电灯L发光，人拿测电笔测试A点时，由于A点与零线相连，所以A点与大地之间的电压为0V，故通过人体的电流为0mA，测电笔的氖管也不会发光；（2）若此时将零线保险丝拔掉，人拿测电笔试A点时，电流会经人体、测电笔流向大地，通过他的电流为此时有电流通过，所以测电笔的氖管会发光。故答案为：0；不发；0.36；发。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　　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. 插座家中常见插座有两孔插座和三孔插座两孔插座的连接探究新知三孔插座的连接相线中性线地线“左零右火上接地”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。解：插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电，说明开关同时控制灯泡和插座；当指示灯损坏时，开关闭合时插孔也能正常通电，说明灯泡和插座之间是并联的；因此开关串联在干路中，控制指示灯和插孔。如下图所示。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（　　）解：A、开关在干路上，控制指示灯和插座，插座与指示灯并联，开关控制的是火线，符合题意；B、接通电源，指示灯直接发光，开关不能控制指示灯。不符合题意；C、插座与指示灯串联，不符合题意；D、开关在干路上，控制指示灯和插座，插座与指示灯并联，但开关控制零线，不符合题意。故选：A。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，则火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，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解：A、充电桩在安装时，必须安装配套漏电保护器，故A正确；B、排列成串的充电桩互不影响，是并联的，故B错误；C、充电桩输出功率越大，与之配套的导线越粗，故C错误；D、接了漏电保护器，充电桩还需要接地，故D错误。故选：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。 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。进户线探究新知3. 家庭电路中各部分的安装特点及作用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。不能单独安装在零线上，原因是当保险丝熔断，则零线断路，火线通路，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。　　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　　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？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零线互换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解：A．由家庭电路正确安装顺序可知，电能表下来是总开关，所以a为电能表，b为总开关，故A错误；B．地线和零线在电路中有不同的功能，互换会导致安全隐患，故B错误；C．螺口灯泡的螺口接零线，上方端点接火线，开关连接在灯与火线之间，图中接法正确，故C正确；D．插座的“两孔”和“三孔”是独立工作互不影响的，是并联的，故D错误。故选：C。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探究新知解：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，说明开关同时控制灯泡和插座；如果指示灯损坏、开关闭合时插孔也能提供工作电压，说明灯泡和插座之间是并联的，开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全；三孔插座的接法：左零右火上接地，A、指示灯与三孔插座串联，故A错误；B、指示灯与三孔插座串联，且三孔插座的左孔连接了火线，故B错误；C、图中电路的电路的连接符合要求，故C正确；D、三孔插座的左孔连接了火线，故D错误。故选：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.（2024•来安县二模）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解：用测电笔（试电笔）接触a、b两处，氖管发光，说明ab间是通路，接触c、d两处，氖管不发光，没有电流通过，说明cd没有与火线相连，则家庭电路故障可能bc间断路。故答案为：bc。点评：当试电笔构成闭合回路时，试电笔的氖管接触火线时会发光，接触零线和地线时不会发光。本题考查家庭电路的故障问题，属于基础题目。2.（2022•高新区校级模拟）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课堂练习解：A、使用试电笔时手要接触试电笔的金属笔尾，故A错误。B、空气开关会自动跳闸可能是短路或者是总功率过大，故B错误。C、输电线进户后，依次连接电能表、总开关、保险装置，故C错误。D、只有检测到输入电流和输出电流不相等时漏电保护器才会自动切断电路，故D正确。故选：D。点评：本题考查了家庭电路的连接、故障分析和测电笔的使用等，属于电学基础题。3.（2025•旺苍县模拟）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380VD．该三孔插座的安装不符合安全用电原则课堂练习解：A．保险丝的选择应根据电路的额定电流来决定，保险丝并不是越粗越好，故A错误；B．开关应接在火线上，以确保在开关断开时灯泡不带电。所以a端应接火线，b端应接零线，故B正确；C．我国家庭电路的电压是220V，380V是工业用电的电压，故C错误；D．三孔插座的安装应符合左零右火上接地的原则。由电路图可知，三孔插座的安装符合这一原则，故D错误。故选：B。点评：本题考查的是火线和零线、照明电路的电压；知道保险丝的规格的选择和作用；知道家庭电路的正确连接和三孔插座的作用。B4. （2025•鱼峰区模拟）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”的白色保护门属于导体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”课堂练习解：A、白色保护门是由橡胶制成的，属于绝缘体，故A错误；B、家庭电路中各用电器之间是并联关系，“儿童安全插座”与家庭电路中其他用电器并联，故B正确；C、“儿童安全插座”的L孔火线，用测电笔笔尖插入L孔，正常情况下测电笔氖管会发光，故C正确；D、若“儿童安全插座”发生短路，家庭电路的空气开关会“跳闸”，故D错误。故选：AD。点评：本题考查了儿童插座的构造及其作用，是一道电学基础知识应用题目。AD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