【名师备课】人教版九下物理19.1 《家庭电路》教学设计与同步测试

《家庭电路》教学设计
江苏南京29中致远校区　殷发金
一、教学目标

（一）知识与技能

1．了解家庭电路的组成和连接方式。

2．了解家庭电路各组成部分的作用。

3．了解三线插头与漏电保护器和安全用电的关系。

（二）过程与方法

通过实验了解试电笔的结构，会利用试电笔判定火线和零线。

（三）情感态度和价值观

通过对家庭电路的学习，有初步的安全用电的常识。

二、教学重难点

本节内容由家庭电路的组成、火线和零线、三 ( http: / / www.21cnjy.com )线插头和漏电保护器三部分组成。家庭电路是由进户线、电能表、总开关、保险装置、插座、电灯与开关等组成。进户的线有两条，分别是火线和零线，在电路中提供电能的，火线与零线间的电压为220V；电能表在电路中是测量家庭电路消耗的电能；家庭电路中各用电器和插座间是并联的，总开关是控制整个电路的；保险装置主要是当电路中电流过大时，自动切断电路，起保护作用。可以利用试电笔判别火线和零线，在使用时，笔尖金属体与导线接触，手要与笔尾金属体相接触，如果氖管发光，说明接触的是火线。

重点：知道家庭电路的组成，了解家庭电路的连接。

难点：通过实验了解家庭电路及各部分的作用。

三、教学策略

家庭电路学生既熟悉也陌生，生活中对家庭电路 ( http: / / www.21cnjy.com )的主要设备及其作用还是知道的，对于电路的组成及连接方式比较陌生，因为家庭电路的布线大多采用暗线铺设，学生对实际电路的连接缺乏直观认识。在教学中可以采用家庭电路模拟板来演示，能直观的了解家庭电路的组成及连接方法，画出家庭电路图，对照电路图分析各组成部分的作用。家庭电路是由进户线、电能表、总开关、保险装置、插座、用电器和开关等。电能表是测量电路中消耗的电能的；总开关控制整个家庭电路；保险装置是在电路中电流过大时切断电路，起到保护电路的作用；插座和各用电器间都是并联的。

试电笔的使用可以使用分组实验，实验前要引导 ( http: / / www.21cnjy.com )学生观察试电笔的结构，熟悉试电笔的使用方法，在此基础上再让学生进行实际操作。在实验中要强调安全使用试电笔的规范，绝不允许用手或身体的其他部分接触试电笔上裸露着的金属笔尖，以免发生人身伤害。

对比不同的插座，有两孔也有 ( http: / / www.21cnjy.com )三孔的，其中三孔插座中的E是接地线，插头中与之相连的是用电器的金属外壳，如果用电器内的火线漏电，使外壳带电，可以通过地线流向大地，防止人接触金属外壳而导致触电事故。如果家庭电路中有漏电现象，还可以接漏电保护器，当电路中有漏电时，能切断电路，保护人身安全。

四、教学资源准备

家庭电路演示板（含进户线、电能表、总开 ( http: / / www.21cnjy.com )关、插座、开关和灯等）、试电笔、实物投影、多媒体课件整合网络、三孔插座、两孔插座、空气开关、漏电保护器等。

五、教学过程

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情景（2分钟） 播放使用电能使用的各种场景，家中的各种用电器，家庭中如何用电？我们如何才能安全地享受电能带来的便得呢？ 观看视频，进入本章的教学内容。 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
引入新课（3分钟） 展示生活中各种用电器的图片，它们是如何接入电路中的？它们的电能从哪儿来的呢？如何知道一个月家中用了多少电能？ 家庭中的电能是从发电厂输送过来的，消耗电能的多少可以利用电能表测量。 从实际引入本课内容，培养分析与总结能力。
新课内容（25分钟） 家庭电路的组成 打开教室内的日光灯，提出问题： 1．一个完整的电路需要有哪几部分组成？ 2．家中的电灯工作需要具备哪些条件？ 家庭电路中的电源是由发电厂输送过来的，只有两根线进入家中，这两根线是火线和零线。这两根线间的电压是220V。 学生思考回答： 1．一个完整的电路至少需要有电源、导线、用电器和开关等四部分。 2．家中的电灯能正常工作也需具备电路的四部分。 利用知识迁移的方法，培养学生分析问题的能力。
展示家庭电路模拟板。 观察线路板，了解家庭电路的构造，说出各部件的名称。 教师演示家庭电路板的工作，接通电源，检查电路，闭合总开关，再闭合灯的开关、在插座内插入台灯等，演示家庭电路的工作原理。 你能说出家庭电路各部分的作用吗？ 教师对学生的回答进行补充，对于保险盒的工作原理及作用，本节可以不重点讨论，下一节中再详细研究。 讨论：1．家庭电路的总开关和保险装置连接顺序可以颠倒吗？ 2．家庭电路中各用电器间是如何连接的？说出你的判断依据。 学生观察家庭电路模拟板，回答： 家庭电路是由：进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等部分组成。 学生讨论分析： 1．进户线：提供电能。 2．电能表：测量家庭电路消耗的电能。 3．总开关：控制整个电路。 4．保险装置：当电路中电流过大时，切断电路，保护电路。 5．插座：接入各移动用电器。 学生讨论： 1．总开关和保险装置的位置不能换，因为在更换保险装置时可以断开总开关，保护人身安全。 2．家庭电路各用电器间是并联的，因为断开其中一个用电器后，其余用电器仍能工作。 培养观察思考、自学能力。 学生通过观察家庭电路的工作原理，分析各组成的作用，培养自学能力、分析问题能力。 通过讨论，培养学生合作学习的能力。
火线和零线 进户的两条输电线中一条是火线，另一 ( http: / / www.21cnjy.com )条是零线，我们如何来判断哪条是火线，哪条是零线呢？我们需要利用试电笔来判断。阅读课本中试电笔的构造及使用方法，回答下列问题： 1．请说出试电笔的构造。 2．试电笔的原理及使用方法。 3．判别火线和零线的现象和方法。 家庭电路中各用电器是并联的，控制用电器的开关与用电器串联。观察家庭电路图，控制灯的开关接在什么位置的？为什么要这样连？ 对学生的分析肯定和评价，如果学生回答不出来，可以适当提示。 下面就利用手中的试电笔检查桌面上的两孔插座哪个孔是火线，哪个孔是零线。提醒：一定要严格按照使用方法来操作！ 学生阅读课本回答老师提出的问题： 1．试电笔是由笔尖金属体、阻值很大的电阻、氖管、笔尾金属体等。 2．试电笔是利用了电流经过氖管会发 ( http: / / www.21cnjy.com )光的原理，当笔尖金属体与火线相连时，电流经笔尖金属体、电阻、氖管，经过人体、大地，流到零线，与电源构成闭合电路。所以在使用试电笔时，手要与笔尾金属体接触，绝对不能直接接触笔尖金属体。 3．如果氖管发光，说明笔尖接触的是火线；如果氖管不发光，说明笔尖接触的是零线。 学生观察回答： 开关接在火线与灯间。这是为了在更换灯泡时断开开关，使灯头不带电。 学生使用试电笔判别火线和零线。 对情感态度和价值观的培养，形成安全用电的意识 培养学生的自学能力，分析问题的能力 培养学生分析问题的能力，加强物理与生活的联系，从安全用电的角度来分析家庭电路。 培养学生动手实验的能力。
三线插头和漏电保护器 请几组同学来说出两孔插座中哪个孔是火线，哪个孔是零线？ 两孔插座的接法是家庭电路的规定接法。那么还有一个三孔插座，多出的上面的孔是接哪儿的呢？家里有哪些用电器是接三孔插座的？ 这些用电器要么是外壳是金属的，要么是与水有关 ( http: / / www.21cnjy.com )的。在这些用电器中如果外壳与火线的绝缘损坏，使外壳带电，人接触用电器外壳会导致触电事故，怎么解决这个问题呢？ 插座上面的孔是E孔，它是与大地相连的，用电器的外壳就是接到这个孔中的，如果用电器的外壳带电，电流就会通过地线流向大地，而不经过人体。请标出三孔插座中三个孔所接线的名称。 学生汇报判别结果，得出共同的特点：左边孔是零线，右边孔是火线。 学生回忆家中利用三孔插座的用电器：电饭锅、洗衣机、热水器、微波炉等。 学生自学三线插头和漏电保护器部分内容，回答问题。如果用电器外壳带电，只要让电流流向大地，不经人体即可，把外壳接地。 学生标出三孔的接线。 培养学生通过实验总结的能力。 培养学生从生活到物理的意识。 培养学生的自学能力。 培养学生知识应用能力。
在家庭电路中还有一个安全保护装置，防止家中漏电导致触电事故──漏电保护器。 展示漏电保护器。 讨论：空气开关和漏电保护器在电路中分别起什么作用？这样安装有什么好处？ 学生阅读课本有关漏电保护器 ( http: / / www.21cnjy.com )的内容，了解漏电保护器在电路中的作用。 学生讨论回答：空气开关是当电路中电流过大自动断开，保护电路，它可以在干路中，也可以在安装大功率用电器的支路设置；漏电保护器可以接在插座中，如果接插座的用电器漏电，可以切断插座中的供电，对其它用电器不影响。 培养学生利用物理知识解决实际问题的能力 培养学生使用学习的能力。
总结（5分钟） 课堂小结：1．通过这节课你学到了什么？ 2．你能说出家庭电路的组成吗？以及它们的连接顺序。 3．你会使用试电笔判别火线和零线吗？ 4．你会把两孔和三孔插座接入电路中吗？说出漏电保护器在电路中的作用。 拓展：把一盏由开关控制的电灯，一个安装有保险丝的三孔插座接入家庭电路。 学生梳理本节课知识内容。学生总结本节课的内容，从家庭电路、火线和零线、三线插头和漏电保护器等三方面进行总结。 在总结内容时，其他同学可以进行补充。强调安全用电的重要性。 学生讨论家庭电路的连接方法。尝试画出电路。 培养学生总结归纳的能力。 利用物理方法解决实际问题，加强理论联系实际。
作业布置 1．“动手动脑学物理”第1、2题。 2．课后观察家中的空气开关安装的位置，在家长的帮助下，断开空气开关，观察家中用电器工作情况。 按要求完成作业，课后调查需要在家长协助下完成，注意用电安全。 知识巩固，通过课外调查作用，增强物理与生活的联系。

《家庭电路》同步测试
江苏无锡市东林中学　王伟彬
一、选择题

1．一个家庭所有用电器总功率是2000W，则安装电能表时，最最好选用以下哪种电能表（ ）

A．220V 2．5A B．220V 3A C．220V 5A D．220V 10A

答案：D

解析：家庭电路中的电流不 ( http: / / www.21cnjy.com )能超过电路所能承受的最大电流，其中电能表能通过的最大电流应略大于家庭电路中用电器的总电流。本题中可以算出电路中用电器的总电流然后比较就可以得出结论。

根据P=UI可得

所以可以利用220V 10A的电能表。

2．在家庭电路中从进户线到用电器之间应有总开关、电能表和熔断器，它们的先后顺序是（ ）

A．熔断器、电能表、总开关

B．总开关、熔断器、电能表

C．电能表、总开关、熔断器

D．电能表、熔断器、总开关

答案：C

解析：家庭电路中各元件的连接顺序是进户 ( http: / / www.21cnjy.com )线、电能表、总开关、保险装置、插座、开关和用电器等。总开关应在熔断器前，在更换熔断器时断开总开关，防止造成危险。

3．如图1所示是某同学在演示使用试电笔的握笔方法，其中正确的是（ ）

图1

A．（b）（c） B．（a）（d） C．（a）（c） D．（b）（d）

答案：C

解析：在使用试电笔时，笔尖金属体与火线 ( http: / / www.21cnjy.com )接触，人要与试电笔尾部的金属体接触，不能与笔尖金属体接触！使火线、试电笔、人体、大地与供电系统形成回路，有电流经过试电笔，氖管发光。

4．下列有关家庭电路的说法中正确的是（ ）

A．利用试电笔可以判别零线和地线

B．家庭电路中一个开关同时控制两盏灯，两盏灯可以并联也可以串联

C．家庭电路中的熔丝接在火线上

D．在正确使用试电笔时，试电笔与火线接触，没有电流流过人体

答案：C

解析：家庭电路中的零线、地线与大地 ( http: / / www.21cnjy.com )之间的电压均为零，用试电笔检测时，氖管都不会发光，无法通过试电笔来判别零线和地线。家庭电路中各用电器之间是并联的，一个开关同时控制两盏灯，两盏灯也是并联的，灯两端电压等于家庭电路两端电压，使灯正常工作，如果两灯串联，灯两端电压小于电源电压，灯均不能正常工作。当试电笔与火线接触时，火线、试电笔、人体、大地与供电系统形成回路，有电流经过试电笔和人体，氖管才会发光。

5．三孔插座上面有一个插孔是和插头上标有E的导线接通的（如图2），下列说法正确的是（ ）

（1）E是和用电器的金属外壳相连的

（2）电路中E应和室外大地相连

（3）如果和E相连的导线断开，用此插座的洗衣机便不能转动

（4）将试电笔笔尖插入E孔，正常情况下试电笔的氖管会发光

图2

A．（1）（3） B．（1）（2） C．（2）（3） D．（2）（4）

答案：B

解析：三孔插座中分别有L、N、E三个接线 ( http: / / www.21cnjy.com )柱，L接火线，N接零线，E是接地线。本题中的E孔是与大地相连的，在插头中与其相连的是用电器的外壳，若用电器外壳带电，可以通过E接地，人与用电器外壳接触时，电流不会经人体与地形成回路，可以防止用电器的外壳带电而导致的触电事故。电路中火线、用电器、零线与供电系统形成回路，没有地线用电器仍能工作，E是与大地相通的，它与地之间的电压为零，在用试电笔检测时，氖管不会发光。

6．在如图3所示的家庭电路中，接错的元件是（ ）


图3

A．开关S1和插座K B．开关S2和插座K

C．开关S2和保险丝E D．开关S1和保险丝E

答案：D

解析：家庭电路中用电器之间是并联的， ( http: / / www.21cnjy.com )插座相当于用电器，与其它用电器也是并联的。控制用电器的开关应接在火线上，使得在检修用电器时，断开开关使用电器与火线断开，所以开关S1位置接错了。同样保险丝也应接在入户的火线上，当电路中电流过大时，保险丝熔断，使电器与火线断开，使检修更安全，所以保险丝的位置也接错了。

7．电磁炉是利用高频电流在磁炉内部线圈 ( http: / / www.21cnjy.com )中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的。它具有安全可靠，节能环保等优点，是现代家庭中的理想灶具，其工作原理如图4所示。下列说法错误的是（ ）

图4

A．该电磁炉若以1000W的功率连续工作30min，耗电0．5Kw··h

B．家庭电路因接入电磁炉可能会超负荷运行而熔断熔丝

C．电磁炉能将电能100%转化为锅内食物的内能

D．用电磁炉煮食物时，没有明火和烟尘，安全洁净

答案：C

解析：本题是考查了物理在生活中 ( http: / / www.21cnjy.com )的应用知识，电磁炉是生活中常见的用电器，它是把电流在线圈中产生磁场，使铁锅发热，没有明火出现。它是一种高效、环保的加热器。可以利用电学的公式进行计算电功，A选项中的电功可以利用W=Pt进行计算。一般电磁炉的功率较大，工作时电流较大，容易熔断熔丝；电磁炉工作时不可能把电能全部转化为食物的内能，还有锅的内能也会增加。

8．如图5所示，表中为一台冷热两用空调铭牌上的有关数据，关于这台空调，下列说法正确的是（ ）


图5

A．若连续制冷半小时，空调消耗的电能为1．27 kW·h

B．空调要使用图乙的两孔插座

C．使用空调的插座所接保险丝的额定电流应等于或稍大于6A

D．使用空调时是将其它形式的能转变为电能

答案：C

解析：空调是把电能转化为其他形式能的装置，通过空调的铭牌可以知道其致冷功率为1220W，工作半小时消耗电能W=Pt=1．22kw×0．5h=0．61kW··h。空调是大功率用电器，要防止外壳带电，所以要用三孔插座。保险丝额定电流要稍大于用电器的工作电流，要保证空调能正常工作，空调的最大功率是1320W，此时电路中的电流为，所以保险丝的额定电流应等于或稍大于6A。

9．小军家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是（ ）


A．漏电电流大于30mA，保护器会在0．1s之内切断电源

B．漏电时间超过0．1s时保护器才会工作

C．当漏电电流达到15mA时不能起到可靠的保护作用

D．只有当进户电压大于220V或用电电流达20A时才能起到可靠的保护作用

答案：A

解析：漏电保护器是当家用电器漏电或有人 ( http: / / www.21cnjy.com )触电时切断电路，漏电保护器参数表示的意思是：额定漏电运动电流30mA、漏电分断时间<0．1s，是指当漏电电流达到30mA时，保护器会在0．1s内切断电源；额定漏电不动作电流15mA是指当漏电电流小于15mA时，漏电保护器不会切断电流。

10．电工小组的同学们练习安装模拟家庭电路 ( http: / / www.21cnjy.com )。接通电源之前，为检查电路中是否正常，现将火线上的熔丝取下，把一个额定电压为220V的灯泡作为检验灯泡连接在原来熔丝的位置（如图6），同时要求同学们将电路中所有开关都断开。在接通电源后，下列说法中正确的是( )

图6

A．若检验灯泡正常发光，表明电路中有短路现象

B．若检验灯泡不亮，但将某一个用电器的开关闭合后检验灯泡正常发光，表明电路连接无误

C．检验灯泡不亮，但将某一个电灯的开关闭合后，这个电灯和检验灯泡都能发光，只是亮度不够，这表明电路中出观了短路现象

D．不论电路中用电器的开关断开还是闭合，检验灯泡均不发光，这表明电路中有短路现象

答案：A

解析：这是利用灯泡检验家用电 ( http: / / www.21cnjy.com )路的一种方法，利用检验灯泡与家庭电路中的用电器串联，如果检验灯能正常发光说明L两端的电压为220V，则L1或L2两端电压为0，短路。如果不正常发光，则串联分压，L两端电压低于220V，电路正常。L不亮，说明电路断路。

11．将如图7所示完好的接线板连人家庭电路中，闭合开关S，指示灯发光。再将台灯插入接线板上的插座，台灯与指示灯都能发光。则（ ）

图7

A．该接线板的连接线内只有火线和零线两根导线

B．台灯与指示灯串联，并受开关S控制

C，台灯与指示灯并联，开关S在干路上

D．该接线板上有5个插孔会使检测的试电笔氖管发光

答案：C

解析：接线板是家中经常用的移动插座，它 ( http: / / www.21cnjy.com )的功能与插座相同，连接方法也与插座相同，在三孔插座中，也是左孔是零线，右孔是火线，还有一孔是接地线的，所以A选项错误。台灯与指示灯是并联的，因为闭合开关S，指示灯就发光，再插入台灯，台灯也能发光，所以台灯与指示灯互不影响。本接线板中有两组两孔插座，两个三孔插座，所以有四组火线，利用试电笔检验，只有四个插孔会使试电笔氖管发光。

12．李明同学家的所有家用电器都不工作 ( http: / / www.21cnjy.com )了，他用测电笔检查时，发现所有的家用电器都不带电，保险丝也没有断。发生此现象的原因不可能的是( )

A．停电了

B．进户火线断了

C．保险丝接线处接触不良

D．火线与零线相碰了

答案：D

解析：家庭电路中线路都不带电，说明火线与 ( http: / / www.21cnjy.com )家庭电路断开，停电也是可能的。保险丝是接在火线上的，所以也可能是保险丝接触不良。火线与零线相碰就造成短路了，电路时电路中电流很大，保险丝会烧断，所以D选项也不正确。

二、填空题

13．（2013年庆阳市）我们家庭中的电视机正常工作的电压为 V，它与家中其它用电器是 连接的，台灯的开关与台灯是________连接的(选填“并联”或“串联”)。

答案：220 　并联 串联

解析：家庭电路的电压为220V，各用电器之间互不影响，电压都等于220V，所以各用电器之间是并联的，开关应和被控制的用电器串联。

14．如图8所示，是某商店出售的一套电源插座 ( http: / / www.21cnjy.com )和插头，请你从安全用电的角度说明，该电器产品不符合安全用电规则的地方是______________________________。

图8

答案：在插头和插座之间没有安装接地导线。

解析：这是一个多用途接线板，可以接两 ( http: / / www.21cnjy.com )孔插座的用电器，也可以接三孔插座的用电器，由图可知它使用的是一个两脚插头，分别接的是火线和零线。当插入三脚插头的用电器时，它没有接地线，虽然用电器仍能工作，但没有接地线，若用电器外壳带电，容易引发触电事故。

15．(2013江苏镇江)小华发现家中 ( http: / / www.21cnjy.com )空调每制冷工作10分钟后，就转变成送风状态工作5分钟，再转变为制冷状态，如此反复。为了测量空调制冷时的电功率，他在空调插座处接入一个电能表用于测量空调消耗的电能。相关数据见表。空调送风10分钟所消耗的电能为____________kW·h，30分钟内空调消耗的电能为 kW·h，空调制冷时的电功率为____________kW。


答案：0．03 0．5 1．41

解析：空调送风消耗的电能可以利用W=Pt进行计算，。利用电能表测电能时，读数的大小等于电能表两次读数的差值。空调工作时是送风与制冷交替进行，15min一个工作循环，在30min内，送风和制冷各两次，送风10min，制冷20min，制冷20min消耗的电能为0．5kW·h-0．03kW·h=0．47kW·h，制冷的功率为。

三、解答题

16．如图9某家庭用的壁灯上有两盏白炽灯，用一只开关控制其通断；二孔插座，准备接大功率用电器的三孔插座（加保险丝），请正确连接家庭电路。

图9

答案：如下图所示


解析：家庭电路中用电器之间是并联的，开关 ( http: / / www.21cnjy.com )控制两盏灯，两灯也是并联的，开关在这两灯的干路上，为了用电安全，开关应接在火线上。插座连接是左孔接零线，右孔接火线，三线插座的另外一个孔接地线。在接大功率用电器的插座中要接入保险丝，保险丝接在火线上。

17．如图10所示为某种家用电热水器工作电路的简化图．表中为其三种加热模式的相关参数。

图10

（1）该电热水器的插头应接入 孔插座。

（2）若该电热水器按“加热模式1”连续正常工作10min，通过发热电阻的电流是多少？产生的热量是多少？（计算结果保留两位小数）

（3）若该电热水器连续正常工作15min，消耗电能0．55．通过计算说明该电热水器采用了哪种加热模式．

答案：（1）三 （2）9．09A 1．2×106J （3）加热模式3

解析：电热水器属于大功率用电器，使用环境潮湿，线路易老化，所以要使用三孔插座，使外壳有效接地。使用“加热模式1”时功率为2kW，电压为220V，发热电阻的电流为。

电流通过电热丝所作的功全部转化为内能，所以电阻R1产生的热量：


根据电热水器工作时间和消耗的电能，可以求出电热水器的实际功率。


此时电热水器的功率位于2kW和3kW之间，所以应该是两个电阻交替工作，即加热模式3。