第2节 家庭电路的基本组成

第2节家庭电路的基本组成【教学目标】1.知道熔断器、保险丝、空气开关，家庭电路的组成，会辨别相线和中性线；2.知道测电笔的结构及原理；3.知道保护线与漏电保护器的作用.4.通过观察家庭电路，培养学生的观察能力，初步的分析和概括能力．5.通过联系生活实际，培养学生利用物理知识解决简单问题的能力.6.通过本节课的学习，使学生了解家庭电路的有关知识，增强学生安全用电的意识.【教学重点】1.家用电器之间是如何连接的？2.测电笔的使用方法是什么？用测电笔接触相线有没有可能发生危险？【教学难点】家用电器的金属外壳为什么要接地？【教具准备】电源、小灯泡（带灯座）若干、保险丝（粗细不同）、铜丝、滑动变阻器、导线若干、多媒体课件等.【教学课时】1课时【新课引入】师随着社会的发展，电成为人类赖以生存的重要资源.就是因为如此，如何安全、合理地使用电资源也是人们所关心的.这节课我们就来了解一些生活用电常识.（板书课题）【进行新课】(-)自学师：请大家看书上的内容，完成下列问题：（用多媒体播放）1.家庭电路主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？它们的先后顺序可以调换吗？各个家用电器之间是串联还是并联，为什么？插座与用电器之间呢？2.家庭电路中有两条线，分别叫什么？哪一根在户外与大地相连？3.测电笔的作用是什么？对照课本P135图19.2-4和自己手中的实物，说出测电笔的构造.4.如何使用测电笔辨别相线和中性线？测电笔中电阻器的作用是什么？5.三孔插座的三个孔分别接到什么地方？家用电器的金属外壳为什么必须接地？6.漏电保护器的作用是什么？你家中的电路安装漏电保护器了吗？(二）研学知识点1电路过大的防护保险丝师生活是美好的，安全是最重要的，所以我们今天还要进一步学习安全用电知识，请同学们仔细观察下面的实验现象，演示如图1AB两点间接有塑料层的实验导线，当I大到一定时候时，塑料层会烧起来.师同学们看到了什么危险现象，你有什么方法可以避免这种现象的发生？生看到导线上有烟冒出，会烧起来.这时要是切断电路就好了.教师进一步问:你有什么好方法在没有烧起来之前就能切断电路呢？请把上面的电路进行改进，并画出改进后的电路图.生:可以在电路上加一根保险丝，如图2所示.(对保险丝的安装位置，也可让学生自己分析解答）师根据改进后的电路重新演示，请学生注意观察现象.[演示]先连入一个灯泡观察，然后再并联上第二个、第三个灯泡……可以看到电流表示数增大，当接入较多灯泡时，保险丝熔断.生:在AB没有烧之前，保险丝先熔断了，电路断路，用电器不工作．师由上面的这种现象，你对保险丝的特点或作用有什么想要知道的？生:①保险丝种类是否很多？②保险丝为什么会烧断？③保险丝的电阻大不大？④保险丝是由什么做成的？⑤保险丝的熔点高还是低？⑥能不能用钢丝或铁丝代替保险丝？……教师拿出各种各样的保险丝让学生观察，并通过演示实验师生共同解答学生提出的各种问题.教师用多媒体播放文件“常用保险丝规格”.[演示]保险丝的保险作用如图，A、B间接保险丝，间接一段铜丝.先在A、B之间接入一段细保险丝，调节滑动变阻器的滑片，使电流增大到能使保险丝熔断的某一值（也可在电路中连入电流表）.学生观察.生:铜丝没有什么变化，保险丝被熔断了.保持滑动变阻器滑片位置不变，即保持电路中电流不变.在A、B间换上一段较粗的保险丝，接通电路.学生观察.生:保险丝和铜丝均完好，没有断开.能使细保险丝熔断的电流，不一定能让粗保险丝熔断.师同学们认识了保险丝，保险丝为什么能“保险”呢？生：电路中连入保险丝后，如果电路中电流过大，保险丝首先熔断，断开电路，使用电器不因电流过大而损坏，从而起到保险的作用.师刚才演示中接入粗保险丝时并不熔断，能起到保险的作用吗？生:额定电流小的电路中可以选择较细的保险丝.如果在额定电流小的电路中选择太粗的保险丝就不能起到有效的保险作用.绝对不能用铜丝或铁丝来代替保险丝.师现在谁能解释保险丝为什么要用电阻大，熔点低的材料制作？生:只有保险丝电阻大，相同的电流流过电路时，保险丝才能产生比别处更多的热，只有它的熔点低，在有危险时它才能首先熔断，从而保护其他电器.师保险丝实际上是利用电热的一个例子.每种规格的保险丝都有它的额定电流，我们在选用或购买保险丝时要根据电路中的电流大小适当地选购，否则就不能安全保险.当然随着科技的发展，现在越来越多的人使用另一种保险装置一一空气开关(用多媒体演示空气开关，这里只作简单的介绍）.常见的保险装置有老式的保险盒、自动空气开关和漏电保护器等.自动空气开关与老式的保险丝不同，它被附加在总开关上，利用了电流的磁效应，当电流过大时，开关会自动断开，切断电路(俗称跳闸），找出原因把问题解决后，用手重新闭合开关就可以了，不需要再更换保险丝.师生活中经常会遇到跳闸，这是什么原因呢？生当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路.师应该怎么处理呢？生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.知识点2相线和中性线的辨别师如何分辨进户线中哪条是相线，哪条是中性线？生用测电笔来判断.生1:进户的两条输电线中，一条叫中性线（用N表示），俗称零线，另一条线叫相线（用L表示），俗称火线.生2:测电笔的构造:笔尖金属体、电阻器、氖管、弹簧、笔尾金属体.生3:测电笔的使用方法:使用时，手指按住金属笔卡，用笔尖接触被测的导线（手指千万不能碰到笔尖）.如果被测导线是相线，电流经过笔尖、电阻器、氖管、弹簧，再经过人体流人大地，相当于构成闭合电路，氖管就会发光.如果笔尖接触的是中性线，氛管中不会有电流，也就不会发光.(让尽量多的学生亲自试一试，但是提醒学生:手指千万不能碰到笔尖金属体.）师测电笔发光的原理:相线与地面间有220V电压，辨别相线时，人体和测电笔连通了相线和大地，有电流产生，所以氖管发光.但是由于测电笔中电阻器的阻值很大，所以电流很小，不会伤害人体.教师用多媒体展示测电笔的使用方法，如教材P135图19.2-4让学生分辨哪些是正确的，哪些是错误的？学生回答.教师点评.教师用多媒体展示螺丝刀测电笔、LED彩光测电笔、数显式测电笔等图片.用这些测电笔辨别相线时，同样需要注意安全，手指切不可接触笔尖处的金属部分.教师引导学生思考教材P136想想议议：如何将电灯和开关接入家庭电路中？生1相线先连接开关，再连接电灯后与中性线相接.生2相线先连接电灯，在连接开关后与中性线相接.教师总结：在维修、安装电灯时，手有可能会碰到灯座的金属部分或接线处，因此从安全角度考虑，控制电灯的开关要连接在相线和电灯之间.这样断开开关后，电灯接线处与相线断开从而避免触电事故.知识点3保护线与漏电保护器的作用师通常插座有两个孔，一个孔接中性线，一个孔接相线.也有三孔插座，其中两个孔分别接相线和中性线，另外一个孔是与大地相连接的.（一般地“左零右火上接地”）家用电器的三线插头和三孔插座是对应的，左右两个脚接用电部分，中间上端那个脚是跟家用电器的外壳接通的，与接地插孔相应的对接，这样把三线插头插在三孔插座里时，在把用电部分连入电路的同时，也把外壳与大地连接起来，也就是接在保护线（用PE表示，俗称地线）上.用电器上三脚插头的“①”脚是与用电器的金属外壳接通的.这样，当把三脚插头插在三孔插座里，在把用电器连入电路的同时，也把金属外壳与大地连接起来.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.虽然家用电器外壳接地对人有一定的保护作用，但是发生故障时并不能保证电路被及时断开，潜在的危险依然存在.一些家庭电路中还会在此基础上安装漏电保护器（图19.2-8），它也是一种断路器.在出现以上漏电情况时，它会迅速切断电路.如果站在地上的人不小心接触了相线，电流经过人体流人大地，漏电保护器也会迅速切断电路，对人身起到保护作用.知识点4家庭电路的基本组成师通过前面的学习，我们已经了解到怎样解决家庭电路中电流过大的问题，以及如何避免家庭电路中的触电事故.请根据家庭用电的实际情况，综合考虑用电安全等各方面因素，想一想：家庭电路应该有哪些基本组成部分？它们各自的功能是什么?1.家庭电路的组成生1:家庭电路是由进户线、电能表、总开关（含保险装置）插座、用电器、导线等组成.生2:灯座、插座并联在供电线路上，开关与灯座串联，电能表、保险盒应安装在家庭电路所有用电器前面的干路上，而且，保险盒应安装在电能表后面，且在干路上的相线上.师这个顺序不能颠倒.输电线进户后首先接到电能表上，电能表用来计量所消耗的电能，接下来是全户用电的总开关，如断路器等.当家庭电路需要修理时，必须断开总开关，这时室内全部电路与外面的输电线分离，可以保证施工人员的安全.在电能表、总开关之后，可以连接用电器.电路中还可以安装插座，许多家用电器可以接在插座上.2.家庭电路安装中应注意的问题：(1)将闸刀开关上端的静触头接入导线.如果倒置安装，在需要切断电源的时候，会可能因重力作用而自动合上闸刀接通电器，造成触电事故.(2)控制电灯的开关要接在相线上.这样在开关断开的时候，电路各部分都脱离相线，人在触摸灯头等部位时，不会造成触电事故.(3)螺丝口灯座的螺旋套必须接在中性线上.因为正常情况下，中性线对地没有电压，所以装卸灯泡时，人们即使不慎触摸到灯泡的螺旋金属部分也不会发生触电事故.(4)接大功率用电器的插座，一般在连接插座的相线上接一根保险丝，而不是在连接插座的相线和中性线上各装一根保险丝.(5)带有金属外壳的家用电器的金属外壳要接地，这样做是为了安全用电.家用电器的金属外壳是跟相线绝缘的，不带电，人体接触外壳并没有危险.但如果内部相线绝缘皮破损或失效，会导致相线与用电器外壳连通，这样外壳就带电了，人体接触用电器外壳时就会发生触电事故.如果外壳用导线接地，即使相线与外壳接触，相线与大地之间形成了电路通路，人体接触外壳时(此时人体与接地导线并联，人体的电阻是接地导线电阻的万倍以上，电流从接地导线流走，人接触外壳不会触电）也就没有危险了.3.配电箱为了能够更加合理、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（图19.2-10）.根据实际用电需求，可将家庭电路规划为若干分支回路，由配电箱将导线引人各个房间内，进行供电.教师引导学生思考教材P139想想议议：说一说图19.2-11中设计了几条分支回路？每条分支回路的主要用途有哪些？生：三条分支回路.教师总结：将照明与插座分为两条分支回路；考虑到空调功率较大且用电时间较长，将空调插座与其他插座分开，另成一条专用分支回路.每条分支回路都有专门的开关控制通断，例如，在照明分支回路采用了空气开关，在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.还有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.教师结束语这节课我们学习了关于生活用电方面的知识，了解到电流过大的防护、如：熔断器、保险丝、空气开关等，相线和中性线的辨别，保护器和漏电保护器的作用，家庭电路的组成，各部件的顺序一般不应颠倒，最主要由相线和中性线组成的，相线可以用测电笔测出.课后作业完成本课时作业.1.本节课主要是介绍生活用电常识，大多数知识学生常识性了解即可，课堂容易变得平淡、乏味.为此，本节课可采用学生自学、研学的形式，突出学生的主动性，调动学生积极参与的意识.2.在教学过程中，尽量直观教学.让学生接触实物、模型、挂图，发挥多媒体的功效.这样，即使对于测电笔的使用和家用电器金属外壳接地等较难理解的问题也容易掌握了，同时能够引起学生的兴趣，调节课堂节奏，使教学过程顺利进行.知能演练提升能力提升1.在家庭电路中,从进户开始要顺次安装下列元器件再接用电器,其先后次序正确的是()A.电能表、保险装置、总开关B.电能表、总开关、保险装置C.保险装置、电能表、总开关D.总开关、电能表、保险装置2.下列说法错误的是()A.两条进户线中有一条是火线,一条是零线B.零线在户外就已经和大地相连C.火线可以使试电笔发光D.用试电笔测火线时,手指千万不能碰到笔尾金属体3.如图所示,三孔插座的接法中正确的是()4.某家庭电路的部分组成如图所示,下列说法正确的是()A.图中三个插座是串联的B.控制灯泡的开关S要接在火线上C.三脚插头的用电器也可插入两孔插座D.闭合开关S时,灯泡不亮,一定是零线某处断路5.下图为试电笔的结构图,下列说法正确的是()A.使用试电笔验电时手不能接触笔尖B.使用试电笔时,若氖管发光,说明接触处与零线是连通的C.使用试电笔验电时手不要接触笔卡D.试电笔外壳是导体6.家里一盏电灯突然熄灭,用试电笔分别测试电路中的a、b、c、d四点(如图),只有测a点时氖管发光。若电路中只有一处故障,则故障可能是()A.进户零线断路B.灯泡L断路C.开关S接触不良D.导线ad断路7.如图所示的家庭照明电路,已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障,电工师傅为查明故障,在保险丝处接入一只“220V40W”的灯泡L0,当只闭合开关S、S1时,灯泡L0和L1都呈暗红色(比正常发光状态暗得多);当只闭合开关S、S2时,灯泡L0正常发光,L2不发光,由此可以确定()A.L1灯头接线处断路 B.L1灯头接线处短路C.L2灯头接线处断路 D.L2灯头接线处短路8.小明家买了一台“220V1500W”的热水器,由于安装的位置离固定插座太远,便到商店买了标有“220V6A”字样的插座、标有“220V10A”字样的插头以及导线,组装了一个多孔的移动插座(如图所示)。请问:(1)这台热水器与其他家用电器之间的连接方式是。

(2)从安全的角度指出这个移动插座存在问题的两个地方,并说明原因:①__________________________________________________;

②__________________________________________________。

9.小娟家洗手间的部分电路如图所示,白炽灯L上标有“220V40W”字样,L正常工作时电阻为。该电路存在的安全隐患是。小娟改进电路后,想到家人常忘记关灯,便把标有“220V60W”的白炽灯L'与L串联接入A、B之间,则电路的总功率比原来(选填“大”或“小”),L'与L两端的电压之比为_____________(不计灯丝电阻的变化)。

10.图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图,图乙是其控制的电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯的通断和亮度;S2为单独控制电视插座的开关。请在图乙中将电路图连接完整,要求符合安全用电原则。探究创新★11.现代家庭中常用一种断路器来替代闸刀开关和熔断器。当电流达到额定值的一定倍数时,断路器可以自动切断电路,从而起到电路过载或短路时的保护作用。故障排除后,断路器能手动复位,接通电路,也能手动切断电路。断路器因方便、安全而越来越得到普及。下图是一种断路器的工作原理图,请你说出它在工作中用到了哪些物理知识(说出四点)。(1)______________________________________________________;

(2)______________________________________________________;

(3)______________________________________________________;

(4)______________________________________________________。

★12.人们常用试电笔来辨别照明电路中的火线和零线。试电笔内串联一个电阻值很大的高值电阻,其电阻通常在1MΩ以上。(1)为什么要串联这个高值电阻呢?(2)已知某试电笔内高值电阻的阻值为2.2MΩ,某同学正在使用该试电笔测试照明电路的火线,如图所示。请估算氖管发光时通过该同学身体的电流(人体电阻不计)。知能演练·提升1.B电能表测量的整个家庭消耗电能的多少,一定安装在最前面。总开关控制整个电路,为了检修电路比较方便,要安装在电能表的后面。电路中电流过大会熔断保险丝,为了维修电路方便,保险装置安装在总开关的后面。故B正确。2.D试电笔的两端是两个金属电极,氖管中充有氖气,笔管内有电阻、弹簧。使用时,手指按住笔卡(笔尾金属体),用笔尖接触被测导线(手指千万不能碰到笔尖),如果被测导线是火线,电流经过笔尖、电阻、氖管、弹簧,再经过人体、大地流回零线,与电源构成闭合回路,氖管就会发光。因此手一定要接触笔尾金属体。3.A三孔插座,标有N字样的孔接零线,标有L字样的孔接火线,标有E字样的孔接地,一般是“左零右火上接地”。4.B家庭电路的连接应该是并联的,开关接在火线上。三孔插座的作用是用电器外壳漏电时及时将电荷导入大地,防止发生触电事故,两孔插座没有这个作用,为了用电安全,三脚插头不能插入两孔插座。当灯的开关闭合,灯不亮时,原因很多,不一定是零线断路,只能说可能是零线断路。5.A使用试电笔时,手不要接触试电笔前端的金属尖,必须接触试电笔末端的金属笔卡,试电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间,加在两者之间的电压是220V,此时试电笔的高值电阻分担的电压很大,人体分担的电压很小,通过人体的电流很小,氖管发光,不会发生触电事故,故A正确,B、C错误;为保证安全,试电笔的外壳需用绝缘材料制作,故D错误。6.C用试电笔接触电路中的a、b、c、d四点时,只有测a点时氖管发光,说明a与火线是接通的,b、c、d与火线间断开,故故障是开关处断路,即开关接触不良,C正确。7.D分析电路图知,仅闭合开关S、S1时,灯泡L0与L1串联,两灯的实际电压都小于额定电压,故灯泡都暗红,说明灯泡