家庭电路

教学目标

知识目标
　　1．理解、掌握家庭电路的组成．
　　2．懂得火线、零线的概念.
　　3．理解保险丝的作用.
　　4. 了解插座及家用电器的接地.
　　5. 了解测电笔的构造及使用方法.

能力目标
　　会解决有关家庭电路的简单问题．

情感目标
　　树立理论联系实际的思想．

教学建议

教材分析
　　本节课主要阐述家庭电路的组成，各个组成部分是什么，起什么作用，它们是怎样连接在一起的．
　　教材介绍了家庭电路的组成及各部分的作用.教材首先运用学生已有的串、并联电路的知识，根据家庭电路的特点.指出在家庭电路中，所有的用电器都是并联接入电路的.然后给出家庭电路图和各组成部分的实物图，介绍了什么是零线和火线，使学生认识家庭电路.再分别介绍电能表、保险丝、插座的作用、连接方法和使用注意事项.关于电能表，说明了其作用和规格.保险丝与生活用电联系很密切，对其原理教材作了说明.教材详细说明了三孔插座和三脚插头的作用，以及家用电器的金属外壳为什么要接地的道理，使得教材与生活的联系更为密切.教材最后介绍了用测电笔辨别火线与零线的方法，符合生活实际需要，也为第三节安全用电知识做了必要的知识准备.
　　本节的另一个难点是虽然学生对家庭电路有一定的了解，但家庭电路与生活实际联系十分紧密，应把培养学生应用物理理论知识解决实际问题的能力作为重点教授给学生．
同时也由于现在施工日益注重美观，所以家庭电路中的许多线路都埋在墙内，讲解起来可观察性差，应努力让学生将理论与实际相结合起来．

教学建议
　　本节课教学内容可以主要采取问答形式教授，通过提问引起学生对身边熟悉的事情的思考，激发学习兴趣，讲解时避免理论化，要求达到理论联系实际的目的，让学生体会到物理知识确实可以解决实际问题．
　　1．家庭电路的组成，教学时应先演示示教板，让学生观察任何一个家用电器的通断都不影响其他用电器.或者可以依次通断教室内的各盏电灯，看它对其他电灯有无影响.然后可提问学生：家庭电路中各用电器是并联的还是串联的？这样连接有什么好处？
　　2．在讲述电能表时，应让学生观察表盘上的铭牌，从而计算出电能表允许安装的家用电器的最大功率.并举出数字实例让学生分析许多大功率用电器同时使用，电能表是否能安全工作？这样可以使学生获得较深刻的印象.
　　3．保险丝的作用和原理在本节课里是重点内容.可以从以下几个方面讲解.
　　（1）保险丝的作用，在电路中的电流增大而超过线路设计的允许值前，能立即自动切断电路，串联在电路中的保险丝就可以起到这种自动切断电路的作用.以保证电路的安全，避免发生事故.
　　（2）保险丝为什么能在电路中的电流过大时，自动切断电路呢？这是因为选做保险丝的材料必须具备两个条件：①电阻率大.这样电流通过保险丝时发热多，温度能迅速上升；②熔点低.电流过大，温度上升到熔点时能及时熔断，使电路切断.
　　（3）保险丝的实际应用，这里可以简要说明，保险丝越粗，熔断的电流就越大；实际中应根据电路设计的安全电流，选择合适的保险丝.
　　（4）保险丝熔断实验，为了使学生对保险丝的作用获得具体的感性认识，可利用示教板演示保险丝的作用.
　　4．插座的作用是本节的又一要点时，演示家用电器是怎样插到插座上的.三孔插座和三脚插头的作用及家电的金属外壳接地的问题，应该用实物、挂图或幻灯投影片予以具体说明，使学生认识电冰箱、洗衣机等具有金属外壳的电器，为什么其电源插头必须使用三脚插头.

教学设计示例

家庭电路

（一）提问引入：

　　（1）大家可能有过这样的经历：冬天家里开着电暖器，微波炉也正在工作，突然冰箱启动制冷，结果家里所有电器一下子都停止了工作．有时当你打开台灯准备做功课时，灯泡闪了几下便灭了，但其它电器却仍能正常工作．为什么有时所有电器一起停止工作，而有时某个电器坏了却不影响其它电器的工作呢？

　　（2）如果你家中所有的电源插孔都被占满了，但又添置了新电器，怎样做才能使新电器也能工作起来？

　　若能准确回答上述问题，则需要知道我们家庭电路的组成．

（二）新课教学过程

　　演示家庭电路组成板．

（1）进户线．

　　进户线有两极，如图1中所示A和B．其中一根是火线，一根是零线，家庭电路中的零线一般是接地的，因此零线与大地（地线）之间不存在电压；但火线与零线之间存在220V电压，只是一会儿电流由火线经用电器流入零线，一会儿电流又由零线经用电器流入火线，如此按一定频率变化，即我们家庭电路使用的是交流电．

　　为了保证某个电器发生故障后不影响其它电器的工作，各个电器都应是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些电器之间是并联关系，一个支路发生故障其它支路仍能工作，所以台灯坏了，并不会影响电视机等其它电器的工作．

（2）保险丝（如图1中的D）．
 

提问：现在生活水平日益提高，越来越多的人有能力购买各种电器，但我们能否无限制地增加家用电器呢？

讲解：

　　由于各个电器是并联的，同时使用的电器越多，干路（即进户的火线和零线）上的电流就越大．但进户线是有一定规格的，只能允许某个值以下的电流通过，若通过的电流超过此值，就会使电线过热，有可能引发火灾，造成生命财产的危险．在火线和零线上分别串入两根保险丝，就可以在电流超过进户线的允许值时，保险丝自动熔断，切断干路电流，使所有电器停止工作，避免发生火灾，同时提醒用户：你目前同时使用的电器过多了，由此可见，我们在使用电器时一定要注意干路电流的允许值，不能无限制增加同时工作的电器数量．

提问：保险丝是怎样对电路起到保护作用的？

讲解：

　　保险丝是用电阻率比较大、熔点比较低的铅锑合金做成的．当干路电流过大时，保险丝发热很快，温度急速上升，到达其熔点时，保险丝熔断，干路就成为断路，支路上一切电器都停止工作．

　　因此在供电正常情况下，家中所有电器同时停止工作，往往意味着保险丝熔断了．

　　有些用户为了自家用电方便，私自将保险丝换成粗的（允许通过的电流大）或干脆换成铁丝或铜丝，这样使用大功率电器时，保险丝就不会断了．但这种做法引起的后果是极其危险的，曾经就有这样的事例；干路中电流大到已使火线和零线成为两条火龙，并且沿着各个支路蔓延开去，而保险丝却安然无恙，根本没有切断电源，起到保险的作用．

（3）插座（见图1中的E）

提问：既然各个电器都是并联在火线与零线之间，我们怎样才能将电器并联上去呢？

　　在我们房间的墙壁上往往有电源插孔（可看教室中的实物）这就是插座（如图2中的甲和乙）．插座的每个孔中都有金属片，若插孔是两个孔的，那么其中一个孔中的金属片连接火线，另一个孔中的金属片连零线．当电器的插头插入插座时，插头的金属片与插座的金属片相接触，电器就通上电了．

对于三孔插座（如图2中的乙），一般孔“2”接火线，孔“3”接零线，孔“1”接地，为什么要设计这样的插座呢？我们家中的洗衣机、饮水机等电器的外壳本来是与火线绝缘的，但如果天长日久绝缘被破坏，外壳就会与火线相连，人站在地上，人与外壳间会存在电压，此时一触外壳便会触电．若将电器外壳与地线相连，人与外壳间没电压，就安全了．由于上述原因，这种电器的插头是三脚的（如图2中的丙），最上方的一脚接电器外壳，此脚插入插座的孔“1”，外壳便与地线相连了．

　　如果多个电器都要用同一个插座，就必须用插座板了（出示实物插座板），这样可以解决多个用电器的用电问题．

观察打开的插座板，提问：

　　①插座板中哪些地方是导电的、哪些地方是绝缘的？

　　②怎样安装插座板？

　　③安装插座板时一定要注意什么问题？（两根导电的弹簧片间必须绝缘）

　　④插座板外壳上的数字有什么意义？

（4）照明线路（如图1中的F）

　　①让学生观察线路的接法，提问：为什么要这样连接？灯和开关的位置能否互换？

　　要求学生通过讨论明确：灯与开关互换后，即使开关断开，灯也与火线相连，与站在地上的人之间存在电压，人若触摸电的产绝缘处便会发生危险．

　　②让学生课后观察螺口灯与卡口灯的灯泡及灯座，分析它们的工作电路，并说明哪种更安全些？

（5）电能表（如图1中的C）

提问：

　　①电能表能否安装在图1的“E”和“F”之间？

　　②某电能表上标有“220V，10A”字样，这是什么意思？

　　③电能表上的“1500r／kWh”字样表示什么意思？

要求学生明确：该字样说明用户用电能1度时，此电能表的转盘会转1500转．

　　例题某电器单独工作30分钟的过程中，该电能表的转盘转了500转，则该电器的功率应为多少？可否根据此题设计一个测未知功率电器额定功率的方案？需测哪些数据？

（6）测电笔．

讲解：在连接家庭电路时，首先应区分零线和火线．我们可以用测电笔来完成这项工作．

测电笔的构造如图3所示：由金属笔尖、大电阻、氖管和笔尾金属体依次相连而成．在使用测电笔时，用手捏住笔尾金属体，将笔尖接触进户线，若碰到的是火线，则氖管发光．这是因为火线与人所站的大地之间存在电压，而大电阻和氖管的电阻比人体电阻大很多，所以大部分电压加在了大电阻和氖管上，使氖管发光．若笔尖接触的是零线，氖管就不会发光．

　　测电笔分为高压测电笔和低压测电笔，一般一千伏以上的电压称为高压，我们家庭电路的电压属于低压．千万不要用低压测电笔去测高压火线，因为此时人体按比例分得的电压会超过人体所能承受的安全电压．   

探究活动

【课题】
　　探究生活用电中的接地方法
【组织形式】
　　个人和学习小组
【活动方式】
　　1. 制定子课题.
　　三相插座如何接地
　　地线的接地方法
　　2. 图书馆、互联网查找资料
　　3. 小组讨论总结