第3节 跨学科实践：为家庭电路做设计

第3节跨学科实践：为家庭电路做设计【巩固复习】教师引导学生复习上一节所学内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【项目提出】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.可以与同学分工合作，完成任务.【项目分析】师为了使家庭电路更加安全合理，设计时你觉得应该主要考虑哪些因素呢？生要美观、实用、安全、满足生活需求，又要考虑经济成本.师首先可根据家里现有的用电器，初步估算家中的总体用电需求，然后合理规划并设计室内的配电分支回路.如果你有兴趣，最后还可对家庭电路中使用到的断路器、导线等配电器材进行选型，使器材之间相互匹配.学生各自初步估算家中的总体用电需求，然后合理规划并设计室内的配电分支回路.对家庭电路中使用到的断路器、导线等配电器材进行选型.【项目实施】1．调查家庭用电需求师请你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.明确用电需求，为规划家庭电路的配电分支回路作准备.可以用表格（表1）或其他形式梳理.学生自主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.明确用电需求，为规划家庭电路的配电分支回路作准备.2．合理规划配电分支回路师请根据实际用电需求，结合家用电器的使用环境，进行小组讨论，设计家庭电路的分支回路或为家庭电路优化提出方案与建议.如果你们小组同学的家中有室内配电箱，请在家长或技术人员的指导下进行观察，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.如果没有观察室内配电箱的条件，请以教材P138图19.2-10中所示的配电箱作参考.考虑到家中的用电器比较多，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.具体设计可参考教材P139图19.2-11的形式，也可以采用户型电路示意图（图19.3-1）、列表（表2）等形式.学生分组进行小组讨论，设计家庭电路的分支回路，为家庭电路优化提出方案与建议.师通常情况下，导线的横截面积越大，长时间通电时所允许的最大安全电流也会越大.根据你所设计的各条分支回路的用电情况，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?生粗一些的.不是越大越好.还要考虑价格因素.【展示交流】完成设计方案后，各小组之间进行展示与交流，可互检方案的可行性与安全.有条件的话，也可邀请专业人员来对你们的设计方案进行评估.最后，通过对这个项目的研究，请你谈谈对家庭电路的认识以及对安全用电的体会.可以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，总结出一些生活中的安全用电原则，例如：·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时应及时更换.……虽然家庭电路中都安装了各种保险装置，但是它们也可能会出现故障.因此，最重要的是，我们在思想上要有安全用电意识，在行动上要遵守安全用电原则.只有这样，我们才能享受电所带来的便利.知能演练提升能力提升1.不同粗细的保险丝,允许通过的电流是不同的。一座教学楼的总保险盒中的保险丝,允许通过的电流为25A,楼里共有20间教室,每间教室装了40W的日光灯6盏,在全部日光灯都亮时,能再接上100W的电风扇()A.7台 B.8台 C.9台 D.10台2.关于保险丝,下列说法正确的是()A.电路里装了保险丝,就能起保险作用B.选用额定电流越小的保险丝,就越能起保险作用C.只有用适当规格的保险丝,才能既不妨碍供电,又能起到保险的作用D.保险丝熔断后,可以用同样粗细的铜丝代替使用3.家庭电路中有时出现这样的现象,原来各用电器都在正常工作,当把手机充电器的插头插入插座时,家中所有的用电器都停止了工作,其原因可能是()A.这个插座的火线和零线原来就相接触形成了短路B.插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路C.插头与这个插座接触不良形成了断路D.同时工作的用电器过多,导致干路电流过大,保险开关跳闸4.某同学家的电灯均正常工作,当他把“220V16W”的台灯插入插座后,闭合台灯开关,室内电灯全部熄灭,发生这一现象的原因可能是()A.插座处短路B.台灯灯头处短路C.插座处断路D.台灯灯头处断路5.家庭电路中的电灯昏暗,电能表表盘却转得飞快,这种现象说明电路发生的情况可能是()A.短路 B.总功率过大C.漏电 D.电源电压不足6.如图所示,家庭电路中闭合开关后灯泡不亮。用试电笔检测插座的两孔,发现只有插入右孔时氖管才发光。用试电笔检测A点氖管发光,检测B点氖管不发光。发生这一现象的原因可能是()A.灯泡被短接 B.灯丝断了C.开关接触不良 D.插座被短接7.如图所示,在接线柱A、B间接入导线(其材料为普通铜丝),在接线柱C、D间接入保险丝,接通电源,灯泡正常发光,保险丝不熔断;断开电源,在B、D间连上一根导线,再次接通电源时,灯不亮,保险丝熔断。以下判断错误的是()A.导致保险丝熔断的原因是电路中电流过大B.保险丝熔断时,保险丝中的电流大于AB间导线中的电流C.保险丝熔断,但灯泡依然完好D.用铜丝代替保险丝不符合安全用电的原则8.小明开着空调看电视时,妈妈打开电饭锅做饭,家里的自动空气开关“跳闸”了,“跳闸”的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

小明家自动空气开关上的铭牌如图所示,由此判断他家的电路允许使用的用电器总功率最大为W。

DZ47-70A最大工作电流10A漏电电流 ≤30mA额定电压 220V9.保险丝的规格常用额定电流来表示,选用保险丝时,应使它的额定电流等于或略大于电路中的最大工作电流。下表所列是常用的铅锑合金保险丝的规格。直径/mm额定电流/A熔断电流/A直径/mm额定电流/A熔断电流/A0.28120.71360.321.12.20.813.757.50.351.252.50.985100.361.352.71.02612(1)由表中的数据你能得到哪些有关保险丝的知识。(写出2条)(2)小华家照明电路中有“220V40W”的电灯4盏,功率为60W的电风扇1台,1000W的电热水器1台,请你帮他正确选择一种规格的保险丝。★10.阅读下列材料,回答文后问题。保险丝的分类按保护形式分,可分为过电流保护与过热保护。用于过电流保护的保险丝就是平常说的保险丝(也叫限流保险丝),用于过热保护的保险丝一般称为温度保险丝。温度保险丝又分为低熔点合金型与感温触发型,还有记忆合金型等等。温度保险丝是防止发热电器或易发热电器温度过高而进行保护工作的。例如:电冰箱、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器、电动机等,它“响应”于用电器温度的升高,不“理会”电路的工作电流大小,其工作原理不同于限流保险丝。按使用范围分,可分为电力保险丝、机床保险丝、电器仪表保险丝(电子保险丝)、汽车保险丝。按体积分,可分为大型、中型、小型及微型。按额定电压分,可分为高压保险丝、低压保险丝和安全电压保险丝。按分断能力分,可分为高、低分断能力保险丝。(1)家庭电路中的保险丝按保护形式分,有和两种。平时家庭电路中接在总开关后的保险丝属于,也叫;而加在电炉旁的保险丝属于,也叫。

(2)安全电压保险丝若接入家庭电路的保险盒中,则保险丝。

(3)关于保险丝,下列说法正确的是()A.温度保险丝和限流保险丝的工作原理相同B.电力保险丝、电器仪表保险丝是按额定电压分类的C.大型、中型、小型及微型是按保险丝体积分类的D.高、低分断能力保险丝是按使用范围分类的探究创新★11.一台冷热两用空调,其铭牌如下表所示。电源电压220V频率50Hz额定制冷功率1280W额定制热功率1380W(1)若用空调提高室温,开机后,电路中的电能表的示数由168kW·h运转到168.69kW·h时,空调待机,则空调工作多长时间?(2)空调正常工作时,电路中的保险丝的额定电流不应小于多少?知能演练·提升1.AP总=U总I总=220V×25A=5500W,P实=20×6×40W=4800W,P风扇=P总-P实=700W,700W100W=7(2.C电路中的保险丝在电流过大时起保护作用,它不仅允许电路中用电器正常工作,还要起到保险作用,所以它的选择是有要求的,应让保险丝的额定电流等于或略大于用电器正常工作的电流。3.B若是插座处原来有短路,则在没有插入手机充电器之前,电路就已经出现了短路,室内用电器不会正常工作,故选项A错误;若是插头插入这个插座导致火线和零线相接触形成了短路,则室内所有的用电器全部停止工作,若不及时断电会发生火灾,故选项B正确;若是充电器的插头与插座断路,则充电器不工作,不会影响室内其他用电器,故选项C错误;手机充电器的功率很小,使用后不会导致干路中总电流过大、保险开关跳闸,故选项D错误。4.B室内电灯全部熄灭,表明干路上的保险丝被熔断,是由电路中的电流过大造成的。若是插座处原来短路,则在没有插入台灯之前,保险丝即被熔断,其他灯不会发光,故A不符合题意;若是台灯灯头处短路,则在台灯插头插入插座,并且闭合台灯开关时,电路出现短路,故B符合题意;若插座处断路,则闭合台灯开关后只有台灯不亮,不会影响室内其他电灯,故C不符合题意;若台灯灯头处断路,闭合台灯开关,台灯不发光,室内电灯都发光,故D不符合题意。5.B电灯昏暗说明电灯仍在工作,即不是短路,整个线路没有产生电火花或有线头裸露在外,即不漏电。从已知条件来判断不能确定总电源的电压是否不足。当电路中用电器总功率过大时,干路电流变大,导线上有电阻,导线上分担电压变大,总电压不变时,灯分担的实际电压变小,达不到灯正常工作时的电压,也达不到正常发光时的功率,所以电灯昏暗。6.B闭合开关后灯泡不亮,说明电路很可能断路,若灯泡被短接或插座被短接,则整个电路发生短路,造成电路总开关断开,氖管不可能发光,选项A、D错误;若开关接触不良,则试电笔接触A点时,氖管不可能发光,选项C错误;灯丝断了,小灯泡断路,氖管在A点仍能发光,在B点不发光,故选项B正确。7.B断开电源,在B、D间连上一根导线,再次接通电源时,灯发生短路,不亮,保险丝熔断,是由于电流过大导致的,故A正确;此时保险丝和导线串联,故电流相等,故B错误;由于灯泡发生短路,所以虽然保险丝熔断,但灯泡是完好的,故C正确;据安全用电的知识可知,绝对不能用铜丝代替保险丝,故D正确。8.解析由题图可知,小明家安装的空气开关只能允许使用的用电器总功率为2200W,空调、电饭锅都是大功率用电器,同时使用时“跳闸”是因过载造成。答案电路中总功率过大22009.解析(1)①保险丝的熔断电流是额定电流的2倍;②直径越大的保险丝,熔断电流和额定电流越大。(2)P总=40W×4+60W+1000W=1220W;干路中的电流I=P总U=1220W220V=5.55答案见解析10.解析安全电压是不高于36V的电压,将此保险丝接入220V的家庭电路,它会熔断。温度保险丝和限流保险丝的工作原理不同;电力保险丝