第二節(jié)家庭電路的基本組成（教學設(shè)計）

年級九年級學科物理教師

課題第2節(jié)家庭電路的基本組成

物理觀念認識家庭電路的基本組成以及各部分的功能與作用。

通過探討熔斷器、斷路器、保護線等裝置對電路和人體的保護

科學思維

作用，分析測電筆的工作原理，發(fā)展科學推理能力。

教學

通過觀察鉛睇合金絲熔斷的實驗現(xiàn)象，解釋其材料特性，培養(yǎng)

目標科學探究

基于證據(jù)作出解釋的能力。

科學態(tài)度經(jīng)歷家庭電路基本組成的學習過程，提高在生產(chǎn)生活中應(yīng)用物理

與責任知識的認識，強化安全用電的意識。

本節(jié)主要包括電流過大的防護、相線和中性線的辨別、保護線與漏電保護器

的作用、家庭電路的基本組成四部分內(nèi)容。教材以電路安全的防護和人身安全的

防護為主線，綜合考慮安全、合理等各方而因素，介紹家庭電路的基本組成。

本節(jié)教學的重點有兩個：一是電流過大的防護，二是家庭電路的基本組成。

教材

教學中，一是建議教師通過金屬絲熔斷實驗啟發(fā)學生對熔斷器工作原理的思考；

分析

二是建議教師引導學生結(jié)合H常生活經(jīng)驗，通過列表的方式，從功能和安全等角

度對家庭電路的基本組成進行歸納和總結(jié)。教學難點也有兩個：一是相線和中性

線的辨別，二是保護線的作用。教學中、建議教師運用電學知識進行分析，幫助

學生了解測電筆和保護線的工作原理。

1.知識儲備分析：九年級的學生在之前的學習中已經(jīng)掌握了一定的電學知

識，對電流、電壓、電阻等基本概念有了一定的理解，也具備了一定的電路分析

和實驗操作能力。他們對生活中的物理現(xiàn)象充滿好奇心和探索欲望，渴望將所學

的物理知識應(yīng)用到實際生活中。

2.學習難點分析：對于家庭電路這個與日常生活息息相關(guān)的內(nèi)容，學生雖然

學情分析

有一定的感性認識，但對?于其具體的組成、工作原理和連接方式等還缺乏系統(tǒng)的

了解。此外，學生在理解家庭電路中一些較為抽象的概念，如火線和零線的區(qū)別、

測電筆的工傳原理等方面可能會存在一定的困難。因此，在教學過程中，教師應(yīng)

充分利用學生已有的知識和生活經(jīng)驗，采用直觀教學法，通過實物展示、實驗

演示等方式，使學生認識家庭電路的基本組成以及各部分的功能與作用。

教學重點一是電流過大的防護，二是家庭電路的基本組成。

教學難點一是相線和中性線的辨別，二是保護線的作用。

教學家庭電路演示板（含進戶線、電能表、總開關(guān)、插座含二孔與三孔、插頭含

器材二腳與三腳、開關(guān)和燈等）、測電筆、空氣開關(guān)、漏電保護器等。

多媒體ppt,包含視頻《家庭電路》。

教學過程

教師活動學生活動

導△新遽

【問題】1.為了防范用電事故，家庭電路中一般設(shè)有哪些保護措施？思考問題，激發(fā)

2.相線和中性線是家庭電路的重要組成部分，如何辨別它們？興趣，進入情

3.家庭電路中還有哪些基本組成部分？景。

學習新課一、電流過大的防護

1.保險絲及其作用

（1）演示實驗：如圖所示，A、B兩個接線柱間是一段鉛睇合金絲，C、D

兩個接線柱間是一段銅絲。

觀察演示實

驗，分析歸納

出結(jié)論，知道

觀察金屬絲的變化

保險絲的作

（2）現(xiàn)象：移動滑動變阻器的滑片，當電阻減小時，電流增大，鉛睇合金

用。

絲會熔斷，而銅絲沒有熔斷。

（3）分析：長度、橫截面積相同的鉛睇合金絲的電阻比銅絲大得多，熔點

比銅絲低得多。當電流過大時，鉛睇合金絲由于溫度升高而熔斷，切斷電路，

起到保護電路的作用。而銅絲、鐵絲等在這種情況下不能起到保護作用。于是

人們利用鉛儲合金這類材料制成了熔斷靜中的核心部件（俗稱保險絲）。

2.保險絲的材料：保險絲由電阻率較大、熔點較低的鉛睇合金制成。

知道保險絲的

材料、規(guī)格；

會選擇保險

絲，會正確安

裝保險絲。

保險絲在電路中的符號

3.保險絲在電路中的符號：見上圖。

4.保險絲的規(guī)格

①保險絲的規(guī)格用額定電流來表示：

②保險絲越粗，額定電流和熔斷電流就越大；

③一般情況下，熔斷電流是額定電流的2倍。

5.保險絲的選擇：選擇保險絲時應(yīng)使保險絲的額定電流等于或略大于電路

中的最大正常工作電流。注意：不能用銅絲或者鐵絲代替保險絲。

6.家庭電路中常見保險絲的安裝

①插入式保險盒安裝在阿刀開關(guān)后面②保險絲安裝在閘刀開關(guān)里面

保險絲通常串聯(lián)安裝在閘刀開關(guān)之后的進戶線上。也可以只接在一根火線

上，且與保護的電路串聯(lián)。

7.低壓斷路器

在很多居民樓的供電線路中，目前常采用低壓斷路器對電流過大的甩路進

行保護。圖所示的是一種常見的低壓斷路器，又稱空氣開關(guān)。當電路中的電流

過大時，空氣開關(guān)自動斷開，切斷電路，也就是我們常說的“跳閘”。在找出電

流過大的原因并把問題解決之后，重新接通空氣開關(guān)就可以了。

知道空氣開關(guān)

的作用與保險

絲的作用相

【例題1】家庭電路中的保險絲是用鉛睇合金制作的，保險絲要求（B）同，但是使用

A.電阻比較大、熔點比較高B.電阻比較大、熔點比較低更方便，

C.電阻比較小、熔點匕較高D.電阻比較小、熔點比較低

【解析】保險絲通常安裝在火線上，它是由電阻大、熔點低的鉛睇合金制

成的；當電路中有過大電流通過時，保險絲發(fā)熱自動熔斷，切斷電路，從而起

到保護電路的作用，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。

做例題1,知道

保險絲的特

點°

學習新課二、相線和中性線的辨別

【過渡】由前面家庭電路中常見觸電事故的分析可知，人體接入相線與中

性線之間，或人體接入相線與大地之間，都會造成觸電事故。

因此，在家庭電路中，知道進戶線中哪條是相線、哪條是中性線非常重要。

常用的方法是用測電筆來判斷。

1.測電筆的構(gòu)造與原理

（1）作用：辨別相線和中性線；檢查電氣設(shè)備的外殼是否帶電。

（2）測電筆構(gòu)造：由筆尖金屬體、電阻（阻值大）、嵐管（充有稀薄的嵐觀察測電筆，

氣）、彈簧和筆尾金屬體依次相連而成。說出其構(gòu)造。

筆尖金照體彈簧筆尾金屬體

_1一\

電阻筑管

（3）測電筆原理：正確使用時.，若碰到的是相線，電流經(jīng)筆尖金屬體、電

阻、通管，經(jīng)過人體、大地，流到中性線，與電源構(gòu)成閉合電路，則筑管發(fā)光。

如果筆尖接觸的是中性線，由于中性線與大地之間的電壓為0,測電筆中無電

思考并回答測

流通過，嵐管不發(fā)光。

電筆的原理。

①為什么人手必須接觸金屬體筆尾？②為什么手觸筆尾金屬體時氣管會發(fā)

光，而人不會觸電呢？

【分析】人手接觸金屬為筆尾，這樣才會有電流通過測電筆，敏管會發(fā)光。

測電筆的電路中串聯(lián)了一個阻值比較大的電阻，大約幾兆歐，筆尖接觸火線時,

220V的電壓加在測電筆和人體構(gòu)成的串聯(lián)電路I'.,通過嵐管和人體的電流大約

通過計算，加

（人體電阻取1MQ=106Q）：I=u/R=22（W/106Q=0.22mA

深對測電筆原

這個電流可以使頰管發(fā)光，但對人體是沒有危害的。

理的理解,

2.測電筆的使用

（1）使用方法：手拿測電筆，手指按住金屬筆卡（或金屬筆尾），使筆尖

接觸被測導線，手指千萬不能碰到筆尖金屬體。因為筆尖處的電壓為220V,已

會正確使用測

超過了人體的安全電壓。

電筆。

（2）辨別相線與中性線：手拿試電筆，手指按住筆卡（或金屬筆尾），使

筆尖接觸被測導線。如果嵐管發(fā)光，則接觸的是相線：如果炭管不發(fā)光，則接

觸的是中性線。

（3）檢查用電器的外殼是否帶電：除了判斷相線和中性線，測電筆也能判

斷用電器的金屬外殼是否帶電。使筆尖接觸用電器，當用電器的金屬外殼帶電

時，筑管會發(fā)光。

3.家庭電路中電燈和開關(guān)的連接

如圖所示，額定電壓為220V的電燈要能正常工作且需要開關(guān)控制通斷，

請從安全角度思考：應(yīng)該如何將電燈和開關(guān)接入家庭電路中？

相線-----------------------------------相線-------------------------------「

中性線-----------------------------------中性線------------------------------------

HgFHg）--------------/一

用測電筆辨別出相線后，開關(guān)接入電路的方式有兩種：

一種是相線先連接開關(guān)，再連接電燈后與中性線相接；另一種是相線先連

接電燈，再連接開關(guān)后與中性線相接。

思考并回答問

在維修、安裝電燈時，手有可能會碰到燈座的金屬部分或接線處，因此從

題。會正確連

安全角度考慮，控制電燈的開關(guān)要連接在相線和電燈之間3這樣斷開開關(guān)后，

接開關(guān)與電

電燈接線處與相線斷開，從而避免觸電事故。

燈。

【例題2】用測電筆可辨別相線和中性線，使筑管發(fā)光的是（選填

“相線”或“中性線”）。如圖所示，閉合開關(guān)后，電燈正常發(fā)光，用測電筆測

試圖中的小。兩點，能使筑管發(fā)光的點為一（選填或"b”或“〃和,

下同）；電燈工作一段時間后，進戶線中性線斷路，用測電筆測試圖中的。、b

兩點，能使嵐管發(fā)光的點為。

做例題3,會正

確使用測電筆

【解析】當測電筆的敏管發(fā)光時，說明測電筆的筆尖金屬體接觸的是相線。

辨別火線與零

若開關(guān)閉合后電燈正常發(fā)光，用測電筆分別接觸。兩點時，力點與相線接觸,

線；辨別簡單

能使測電筆發(fā)光：〃點與零線接觸，不能使測電筆發(fā)光。

的電路故障。

若進戶線的中性線發(fā)生斷路，a、〃兩點都與相線相連，則這兩點都會使宏

管發(fā)光。

學習新課三、保護線與漏電保護器的作用

【過渡】正常情況下，洗衣機、電冰箱等用電器的外殼不能帶電，如果萬

一用電器的外殼與電源火線之間的絕緣損壞，則會使外殼帶電，人體接觸用電

器就會發(fā)生觸電。怎樣防止人體觸電呢？

1.三孔插座與三腳插頭

（1）三孔插座的接法：左邊的插孔接中性線，右邊的插孔接相線，中間的觀察三腳插頭

插孔接大地，也就是接在保護線（用PE表示，俗稱地線）上。和三孔插座，

討論回答它們

是怎樣把用電

器的外殼接地

的。

（2）三腳插頭：三腳插頭的“①”腳是與用電器的金屬外殼接通的。②③

腳分別接相線與中性線。

（3）三腳插頭和三孔插座的作用

插座上相應(yīng)的導線和室外的大地相連，把三腳插頭插入三孔插座時，就把

用電器的外殼接入了大地。萬一用電器的外殼和電源火線之間的絕緣損壞，使

外殼帶電，電流就會流入大地，不致對人造成傷害。

想一想：為什么三腳插頭中間的①腳比較長（上圖所示）？

插插頭時可以使用電器外殼先接地，拔插頭時可以后離地。

2.漏電保護器

隨著科技的進步，生活用電會越來越安全。比如在新建的樓房里，連接各

戶的總開關(guān)上大多裝有漏電保護器。

（I）作用：正常情況下，用電器通過火線、零線和供電系統(tǒng)中的電源構(gòu)成

閉合電路，不應(yīng)該有電流直接流入大地。但是，如果人站在地上不小心接觸了

觀察漏電保護

火線，電流經(jīng)過人體流入大地，這時總開關(guān)上的“漏電保護器”就要起作用了，

器，知道漏電

它會迅速切斷電源，對人身起到保護作用。

保護罌的作

（2）漏電保護器的原理：如圖所示是安裝了漏電保護器的家庭電路。當電

用，了解其原

路處于正常工作狀態(tài)時，圖線路中A點和B點的電流相等，漏電保護器開關(guān)處

理。

于接通狀態(tài)。若有人在C點不慎觸電，則火線、人體、大地將構(gòu)成回路，所產(chǎn)

生的電流將不通過零線，此時通過線路中A、B兩點的電流不相等，漏電保護

器會迅速切斷電路，從而起到保護作用。

3.實例分析

圖是現(xiàn)在一般標準住宅戶內(nèi)配電系統(tǒng)方框圖，想一想：空氣開關(guān)和漏電保

護器在電路中分別起什么作用？這樣安裝有什么好處？

二電能表二空氣開關(guān)

通過進行實例

漏

空

空

電

氣

氣分析，知道空

保

開

開

護

關(guān)

關(guān)

器氣開關(guān)與漏電

保護器在電路

中的作田。

（1）空氣開關(guān)的作用：當電路中的電流超過規(guī)定大小時，空氣開關(guān)會自動

斷開，切斷電源，從而保護電路。在支路上安裝空氣開關(guān)，如果本支路用電器

電流過大，該支路空氣開關(guān)就會自動切斷電路，并不影響其他支路用電器的工

作。

（2）漏電保護器的作用：在三孔插座中安裝漏電保護器，當用電器的外殼

帶電時，漏電保護器就會自動切斷電源，防止人體觸電事故的發(fā)生。

［例題3］如圖所示是一個安裝在臥室墻上的三孔插座，安裝符合安全用

電要求，下列說法正確的是（）

做例題3,知道

三孔插座的功

能與使用。

A.①孔和②孔之間的電壓是220V

B.①孔所接的導線通過插頭與用電器的金屬外殼相連

C.將?根導線的兩端金屬部分別插入①孔和②孔，會造成短路

D.正確使用測電筆分別測試三個孔，笈管不發(fā)光，該孔所接的是零線

【答案】Bo

【解析】A.②孔接零線，零線和地線之間的電壓為0V,故A錯誤；

B.為安全用電，三孔插座中多出一個專門用于接地的①孔，故B正確；

C.①孔接地線，將一根導線的兩端金屬部分別插入①孔和②孔，不會

造成短路，故C錯誤；

D.正確使用測電筆分別測試三個孔，敏管不發(fā)光，咳孔所接的是零線和

地線，故D錯誤。故選B。

學習新送—四、一家庭電路的基本組成

1.家庭電路的組成

進戶線、電能表、總開關(guān)（含保險裝置）、插座、用電器等組成。

說出家庭電路

的組成.

2.家庭電路的基本組成及其功能分析

（1）進戶線

①功能；包括相線與巾性線，提供220V交流電。

②安全因素與設(shè)計考量：相線與中性線嚴格區(qū)分，防止誤接導致觸電；絕

緣層完好，避免漏電。

（2）電能表

①功能：計量家庭總用電量，記錄用電器消耗的電能。

②安全因素與設(shè)計考量：額定電流需匹配家庭用電需求，避免過載損壞。

（3）總開關(guān)（含保險裝置）

①功能：控制整個家庭電路的通斷，保護電路，便于檢修?？衫脭嗦菲?/p>

等裝置，在電流過大時切斷電路。

②安全因素與設(shè)計考量：

a.安裝在相線上，斷開后全屋無電;

b.具備過載、短路保擴功能；

C.斷路器可復位，減少維護成本。知道家庭電路

（4）插座各組成部分的

①功能：為可移動用電器提供電源接口。功能；知道各

②安全因素與設(shè)計考量：組成部分的設(shè)

a.三孔插座含保護線，防漏電；b.兒童安全插座設(shè)計，防誤觸。計考量。

（5）用電器

①功能：滿足生活需求，各用電器并聯(lián)接入電路，獨立工作。

②安全因素與設(shè)計考量：

a.大功率用電器采用獨立分支回路，避免總電流過載；

b.支路開關(guān)獨立控制。

（6）用電器開關(guān)

①功能：控制燈具等用電器通斷八

②安全因索與設(shè)計考量：

a.必須連接在相線和用電器之間，確保斷電后燈座不帶電；

b.絕緣外殼，防觸電。

（7）保護線

①功能：將漏電電流導入大地，避免人體觸電。

②安全因素與設(shè)計考量：

a.保護線需可靠連接；b.金屬外殼的用電器（如微波爐）必須接地。

（8）漏電保護器

①功能：檢測相線與中性線電流差異，漏電時迅速切斷電路。

②安全因素與設(shè)計考量：

a.與保護線配合使用，雙重保護；

b.每月測試一次，檢測其功能是否正常。

（9）配電箱：為了能夠更加合理、安全地分配電能以及方便用戶維修操作,

有的家庭還設(shè)有室內(nèi)配電箱。根據(jù)實際用電需求，可將家宓電路規(guī)劃為若干分

支回路，由配電箱將導線引入各個房間內(nèi)，進行供電。

3.【想想議議】一種典型的家庭電路配電分支回路的設(shè)計方案如圖所示。

結(jié)合你所掌握的家庭電路知識，你能說一說圖中設(shè)計了幾條分支回路嗎?每條分

支回路的主要用途有哪些?

思考“想想議

議”中的問題,

并進行分析。

（1）照明分支【可路；在照明分支回路采用了空氣開關(guān)。

（2）插座分支回路；在插座分支回路加裝r漏電保護器。當插座分支回路

出現(xiàn)故障而被切斷時，照明等其他分支回路不會受到影響。

（3）專用分支回路：考慮到空調(diào)功率較大且用電時間較長，將空調(diào)插座與

其他插座分開，另成一條專用分支回路。

【例題4］請將下列元件的字母標號正確填入圖中家庭電路的虛線框內(nèi)（A

為電能表，B為空氣開關(guān)），同時把燈泡和控制它的開關(guān)連入家庭電路。

進戶火線進戶火線rH

I:A；

進戶零線二進戶本線-iH

曲

開關(guān)開關(guān)

【解析】家庭電路的連接要按照進戶線一電能表一總空氣開關(guān)及漏電保護

開關(guān)用電器的安裝順序，因此左邊框內(nèi)是電能表，右邊框內(nèi)是空氣開關(guān)。燈

泡接法為火線進入開關(guān)，再進入燈泡頂端的金屬點，零線直接接入燈泡的螺旋

套，如右圖所示。

【例題5】將圖中各元件接入電路，要求：開關(guān)只控制電燈；三孔插座帶

保險絲。

做例題4與5,

--------------------------------------火線會連接家庭電

______________________________________零線

-------------------------------------，地線路元件，

【解析】火線先接開關(guān)，再接燈泡頂端的金屬點，零線直接接燈泡的螺旋

套，這樣既能讓開關(guān)控制燈泡，又能在燈泡損壞，斷開開關(guān)，切斷火線，更換

燈泡時更安全。三孔插座的上孔接地線，左孔接零線，右孔接火線，保險絲接

在火線上；當有金屬外殼的用電器插入三孔插座時，能使金屬外殼接地，防止

漏電時發(fā)生觸電事故。如圖所示。

1.長短、粗細均相同的保險絲和銅絲，分別接到線路板上A、B間和C、D|H,如圖

所示。移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)保險絲熔斷而鋼絲完好。下列說法錯誤的是（）

A.保險絲的電阻比銅絲的大

B.通過保險絲的電流比銅絲的大

C.電流通過保險絲產(chǎn)生的熱量比銅絲的多

D.為了用電安全，禁止用銅絲代替保險絲

【答案】B

【詳解】A.由于保險稅的電阻率大、熔點低，而銅絲的電阻率小、熔點高，故長短、

粗細均相同的保險絲和銅絲，保險絲的電阻比銅絲的大，A正確，不符題意；

B.由圖知，保險絲和銅絲串聯(lián)，串聯(lián)電路電流處處相等，故B錯誤，符合題意；

C.由Q=/2Q知道，電流相同、通電時間相同，電阻大的產(chǎn)生的熱量多，所以，電

流通過保險絲產(chǎn)生的熱量比銅絲的多，故C正確，不符題意；

D.若換用銅線作保險絲，由于銅絲的熔點高，當電路中電流過大時不會熔斷，無法

保護電路，所以，為了用電安全，禁止用銅絲代替?zhèn)R險絲，故D正確，不符合題意。

故選Bo

2.如圖是小虎家中電路的一部分，下列說法中正確的是（）

A.電冰箱接入三孔插座后，其外殼與大地相連

B.斷開開關(guān)時，站在地上的人接觸A點或B點都不會觸電

C.可以用漏電保護器來代替保險絲

D.為了用電安全，應(yīng)在乙處安裝開關(guān)，甲處安裝電燈

【答案】A

【詳解】A.電冰箱接入三孔插座能使電冰箱金屬外殼接地，防止由于冰箱的外殼漏

電而使人發(fā)生觸電事故，故A正確；

B.斷開開關(guān)時，站在地上的人接觸A點，接觸火線會觸電，故B錯誤；

C.保險絲是防止線路短路或超負荷用的，而漏電保護器只有漏電時會跳閘，所以漏

電保護器和保險絲作用不相同，在電路中要同時安裝，故C錯誤；

D.若在圖中甲、乙兩處分別裝上電燈或開關(guān)，開關(guān)與火線連接，故甲處應(yīng)裝開關(guān)，

乙處應(yīng)裝電燈，故D錯誤。故選A。

3.下表是某教室的所有用電器，若有額定電流為6A、8A、12A的保險絲供你選擇，

你應(yīng)該選擇哪種規(guī)格?

用電器功率

課電燈40W

堂電風扇80W

練飲水機500W

投影儀1000W

習【答案】8A0

【詳解】用電器總功率：P=Pi+P2+P3+P4=40W+80W+500W+10（）0W=1620W

干路最大電流：

P.1620W

I=—=--------=74A

&U220V

所以應(yīng)選用額定電流是8A的保險絲。

4.如圖甲是插線板，插線板上的開關(guān)閉合時插孔能提供工作電壓。請根據(jù)上述要求

及安全用電原則，連接圖乙的電路。

火線-----------------------------

零線----------------------------

【詳解】開關(guān)要在火線與被控制的插座之間，三孔插座要求是左孔接零線、右孔接火

線、中間孔接地線，故插座的左接線柱與零線相連接。如圖所示。

5.科學與生活密切相關(guān)，學好科學可以幫助我們解決生產(chǎn)、生活中的問題。

（1）家庭電路中，燈泡和控制此燈泡的開關(guān)之間是聯(lián)的；洗衣機工作時，金屬

外殼要接。

（2）如圖甲所示，是小明家書房的一個兩孔插座，他用測電筆測試插座的A孔，笈

管發(fā)光，當把乙圖的臺燈接入電路時，將插頭的—（選填"C”或"D〃）插腳插入A孔更

安全。

【答案】（1）串；地線；（2）D.

【詳解】（1）在家庭電路中，開關(guān)與燈泡串聯(lián)的時候才能控制燈泡所在電路的通斷，

所以控制燈泡的開關(guān)應(yīng)與燈泡串聯(lián)。

洗衣機的金屬外殼與地線相連，防止萬一漏電時人接觸金屬外殼發(fā)生觸電事故。

（2）由題意知，用試電筆測試插座的A孔，凝管發(fā)光，說明A孔和火線相通，而開

關(guān)應(yīng)與照明電路的火線相連，當斷開開關(guān)時人接觸燈不會發(fā)生危險，所以應(yīng)將插頭D插腳

插入A孔更安全。

6.電熱水壺是利用電流的效應(yīng)工作的。小明家要購買一只電熱水壺，他發(fā)現(xiàn)某

商場有容積相同、額定電壓均為220V、額定功率分別為800W