19.2 家庭电路的基本组成 课件（内嵌视频）2026-2027学年物理人教版九年级全一册

第2节家庭电路的基本组成1.认识家庭电路的基本组成以及各部分的功能与作用。2.通过探讨熔断器、断路器、保护线等装置对电路和人体的保护作用，分析测电笔的工作原理，发展科学推理能力。3.通过观察铅锑合金丝熔断的实验现象，解释其材料特性，培养基于证据作出解释的能力。4.经历家庭电路基本组成的学习过程，提高在生产生活中应用物理知识的认识，强化安全用电的意识。教学目标问题为了防范用电事故，家庭电路中一般设有哪些保护措施?保护线相线和中性线是家庭电路的重要组成部分，如何辨别它们?家庭电路中还有哪些基本组成部分?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?电流过大的防护如右图所示，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。演示金属丝会熔断吗?移动滑动变阻器的滑片，当电阻减小时，电流增大，铅锑合金丝会熔断吗？铜丝会熔断吗？我们从实验中看到，铅锑合金丝熔断了，而铜丝没有熔断。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，起到保护电路的作用。而铜丝、铁丝等在这种情况下不能起到保护作用。于是人们利用铅锑合金这类材料制成了熔断器(下图)中的核心部件(俗称保险丝)。保险丝保险丝不同规格的保险丝有不同的额定电流。当通过保险丝的电流小于或等于额定电流时，电路正常工作;当通过保险丝的电流大于额定电流并达到或超过熔断电流时，保险丝熔断，从而切断电路。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。在很多居民楼的供电线路中，目前常采用低压断路器对电流过大的电路进行保护。下图所示的是1种常见的低压断路器，又称空气开关。额定电流为20A额定电流为63A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。相线和中性线的辨别由前面家庭电路中常见触电事故的分析可知，人体接人相线与中性线之间，或人体接人相线与大地之间，都会造成触电事故。双线触电单线触电因此，在家庭电路中，知道进户线中哪条是相线、哪条是中性线非常重要。常用的方法是用测电笔来判断进户线中哪条是相线、哪条是中性线。笔尖电阻器氖管弹簧笔尾金属体一种测电笔的构造如左图所示。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)。（笔卡）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。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，氖管中不会有电流，也就不会发光。测电笔中电阻器的作用十分重要。氖管发光只需很小的电流，所以要在测电笔的电路中串联一个电阻很大的电阻器，其电阻约有一百万欧姆。由于电流很小，所以使用测电笔时尽管有电流通过人体，但人并没有感觉，也不会对人造成伤害。另一种常见的测电笔形状如螺丝刀(右图)，使用时要用指尖抵住上端的金属帽。测电笔使用方法视频其他常见的测电笔还有LED彩光测电笔、数显式测电笔等。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。测电笔通常也用于检查电气设备的外壳是否带电如下图所示，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?想想议议用测电笔辨别出相线后，将开关接入电路的方式有两种:一种是相线先连接开关，再连接电灯，然后与中性线相接;另一种是相线先连接电灯，再连接开关，然后与中性线相接。 甲.相线先连接开关，再连接电灯，然后与中性线相接。乙.相线先连接电灯，再连接开关，然后与中性线相接。人在维修、安装电灯时，手有可能会碰到灯座的金属部分或接线处，如果像乙图这样接线，那么，当人站在大地上接触到灯座的金属部分或接线处，即使这个电路中的开关断开着，人也会触电。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。这样的话，断开开关后，电灯接线处与相线断开，从而避免触电事故。人在维修、安装电灯时，手有可能会碰到灯座的金属部分或接线处，如果像甲图这样接线，甲那么，在开关断开着的情况下，即使当人站在大地上接触到灯座的金属部分或接线处，人也不会触电。保护线与漏电保护器的作用家中有的插座有两个孔，一个孔接中性线，另一个孔接相线。有的插座有三个孔，相应的插头有三个脚。多出来的孔和脚是做什么用的呢?如左图所示，在三孔插座中，除两个孔分别接相线和中性线外，还有一个孔是跟大地连接的，也就是接在保护线(用PE表示，俗称地线)上。接保护线PE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。保护线的保护作用视频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(下图)，它也是一种断路器。漏电保护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，对人体起到保护作用。家庭电路的基本组成通过前面的学习，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?家庭电路应该有进户线、电能表、总开关(含保险装置)、插座、用电器、用电器开关、保护线、漏电保护器这些基本组成部分组成。进户线包括相线与中性线，提供220V交流电。电能表计量家庭总用电量，记录用电器消耗的电能。总开关(含保险装置)控制整个家庭电路的通断，保护电路，便于检修。可利用断路器等装置，在电流过大时切断电路。插座为可移动用电器提供电源接口用电器满足生活需求，各用电器并联接入电路，独立工作。用电器开关控制灯具等用电器通断保护线将漏电电流导入大地，避免人体触电。漏电保护器检测相线与中性线电流差异，漏电时迅速切断电路。下图是简化了的家庭电路，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。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。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(下图)。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。一种典型的家庭电路配电分支回路的设计方案如下图所示。想想议议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?图中设计了几条分支回路?每条分支回路的主要用途有哪些?图中一共设计了3条分支回路:（1）插座分支回路（2）空调分支回路（3）照明分支回路（1）插座分支回路主要用途:给电风扇、电水壶等各类普通可移动家用电器供电;该回路带漏电保护，适合经常插拔的电器。（2）空调分支回路主要用途:专门给空调这类大功率用电器独立供电，大功率电器单独走线，避免影响其他电路。（3）照明分支回路主要用途:专门为家里的电灯等照明灯具供电。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。左图中的家庭电路分成了三条分支回路。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。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。1.某家庭电路的部分电路如右图所示，其中甲、乙两处分别装用电器和开关。对此电路，下列说法中正确的是()A.相线上的保险丝应该改装到中性线上B.甲处应装用电器，乙处应装开关C.当用电器的功率增大时，通过保险丝的电流就会增大D.当保险丝熔断后，可以用铜丝代替为了安全，保险丝应接在相线上，而不是中性线上，A错误;按照安全用电的要求，甲处安装开关，乙处安装电灯，B错误;家庭电路中，用电器是并联的，同时使用的用电器越多，电路中的总功率越大，而电路两端的电压是不变的，根据P=UI可知，电路中的电流越大，C正确;电路中的电流增大时，超过保险丝的熔断电流值，保险丝就会熔断，因此当保险丝熔断后，不可以用铜丝代替，D错误。C2.如右图所示为小明家的电路简化后的示意图，对于这个家庭电路，下列说法中错误的是()A.电能表是测量家庭电路中用电器总电压的仪表B.洗衣机工作时其金属外壳需要接地C.台灯与电视机均接入电路，正常工作时它们是并联关系D.保险丝应该接在总开关后面电能表是测量家庭电路中用电器消耗总电能多少的仪表，A错误，符合题意;家庭电路中，台灯与电视机工作时互不影响，是并联连接，C正确，不符合题意;洗衣机的金属外壳与保护线相连，防止金属外壳漏电，发生触电事故，B正确，不符合题意;保险丝应该接在总开关后面，当家庭电路中的电流过大时，保险丝熔断，确保用电安全，D正确，不符合题意。A3.关于如右图所示的家庭电路中，哪两个器件连接都是错误的，四种说法正确的是（）A.闸刀开关和带开关的灯泡B.带开关的灯泡和带熔丝的两孔插座C.带开关的灯泡和三孔插座D.闸刀开关和三孔插座连接家庭电路时，保险丝要连接在闸刀开关之后，所以题图中闸刀开关连接正确;连接带开关的灯泡时，灯泡的开关要接在灯泡和相线之间，所以题图中带开关的灯泡连接错误;连接带保险丝的两孔插座时，保险丝要连接在插座和相线之间，所以题图中带保险丝的两孔插座连接正确;连接三孔插座时，插座的左孔连接中性线,右孔连接相线,中间的孔连护保护线,所以题图中三孔插座连接错误。C4.关于家庭电路，下列说法中正确的是()A.家庭电路中，各种用电器都是串联的B.空气开关跳闸后，只需重新闭合即可C.使用测电笔时，手不要接触笔尾金属体D.家用电器的金属外壳要接地，以防止触电家庭电路中，各用电器都是独立工作、互不影响的，所以是并联连接，A错误;空气开关跳闸后，需要检查故障并排除后再闭合开关，B错误;家用电器的金属外壳要接地，才能在金属外壳带电时，及时将电导走，避免人体触电,D正确。D使用测电笔时，手要接触笔尾金属体，接触相线时，电流才能通过人体形成回路，氖管才会发亮，C错误;5.下图是甲、乙两位同学画的部分家庭电路图，谁画的不对?为什么？我国的家庭电路有两根进户线，一根叫作相线，另一根叫作中性线，两根进户线之间的电压是220V。螺口灯泡的接法为:开关一端接在相线上，另一端接在灯泡顶端的金属体上，灯泡的螺口直接接在中性线上，这样在断开开关时就能切断灯泡与相线的连接，人接触灯泡时就不会发生触电事故了。三孔插座的接法为:左接中性线，右接相线，中接保护线。甲同学画的不对。A.电灯和插座是串联的B.若干路空气开关"跳闸"，一定是电路发生了短路C.若只有电灯和插座不能工作，可能是ab或cd间发生了断路D.若检修电灯时发生触电事故，漏电保护器就会切断电路6.如右图所示为小雪家里的配电系统部分电路示意图，下列说法中正确的是() 家庭电路中，电灯和插座为并联连接，确保各用电器独立工作，A错误;若干路空气开关“跳闸”，可能是电路发生了短路，也可能是电路总功率过大造成的，B错误;若ab或cd间发生了断路，只有电灯和插座处于断路状态，不能工作，空调所在支路仍能工作，正确;由题图可知，电灯与插座并联，若检修电灯时发生触电事故，与插座串联的漏电保护器不会切断电路,D错误。CA.女孩触电时，钢管与B点连接B.女孩接触钢管时，与大地之间的电压为220VC.若断开开关S，钢管连接A点，女孩接触钢管时一定不会触电D.若女孩穿的鞋子是绝缘的，可能不会触电7.据报道，某地一住户私拉电线到用钢管搭建的帐篷中，导致一名小女孩因与钢管接触而发生了触电事故。如图所示，这是当时家庭电路的一部分，下列分析正确的是()控制灯泡的开关应该接在相线上，则A点在相线上，B点在中性线上。女孩发生触电时，是直接或间接接触了相线造成的，则钢管应该与A点接触，A错误；钢管有电阻，人体是导体，也有电阻，女孩接触钢管时，女孩与钢管串联，由串联分压的规律可知，女孩与大地之间的电压小于220V，B错误;7.据报道，某地一住户私拉电线到用钢管搭建的帐篷中，导致一名小女孩因与钢管接触而发生了触电事故。如图所示，这是当时家庭电路的一部分，下列分析正确的是()A.女孩触电时，钢管与B点连接B.女孩接触钢管时，与大地之间的电压为220VC.若断开开关S，钢管连接A点，女孩接触钢管时一定不会触电D.若女孩穿的鞋子是绝缘的，可能不会触电若断开开关S，钢管连A点，女孩接触它，则女孩间接接触了相线，可能会造成触电事故，C错误；女孩穿的鞋子是绝缘的，若只接触了相线，则电流不会经过人体流向大地，不会造成触电事故，若女孩同时接触了相线和中性线，则会发生双线触电事故，D正确。D8.在如右图所示的家庭电路中，将插头插入插座，打开电视，电视不工作;闭合开关，灯泡不亮。保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是()A.中性线上的保险丝烧断B.相线上的保险丝烧断C.灯丝烧断D.插座短路将插头插入插座，打开电视，电视不工作，闭合开关，灯泡不亮，说明电路中存在断路故障。若灯丝烧断，则电视机应该可以工作，故不可能是灯丝烧断;保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时，氖管均发光，插孔的左孔能使氖管发光，说明插座的左孔通过灯泡、开关与相线相连，插座的右孔能使氖管发光，说明相线是完好的。综合分析可知，可能是中性线上的保险丝烧断。A1.为什么要求保险丝的熔点较低、电阻较大?练习与应用保险丝选择电阻(率)较大的材料，可以使其在电流较大时产生较多的热量;选用熔点较低的材料可以使其更容易熔断。这样当有过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点而熔断，从而自动切断电路，起到保护作用。解：(1)用测电笔辨别某裸露导线是相线还是中性线时，应该用手握着测电笔的哪个部位?用测电笔的哪个部位接触导线?依2.右图是某测电笔的外形，A、B、C、D所指的部位如图中标注所示。(2)为什么要把塑料套管B套在金属笔杆上?据什么现象判断裸露的导线是相线还是中性线?(2)把塑料套管B套在金属笔杆上是为了起绝缘作用，防止人接触到金属笔杆而触电。解：如果测电笔氛管发光，则接触的是相线;如果氖管不发光，则接触的是中性线。(1)用测电笔辨别某裸露导线