电路虚拟实验 矩道虚拟实验室

课程简介

本节内容是家庭电路的组成，各部分的功能作用，以及它们是怎样连接起来的。家庭电路与生活实际联系紧密，本节课借助矩道3D虚拟仿真实验室，营造逼真的家庭电路教学场景，让学生在极具真实的环境下学习家庭电路，将所学的知识与实际生活做到快速结合，培养学生解决实际问题的能力。

教学目标

1. 了解家庭电路的组成部分及作用，有初步的安全用电常识，会解决有关家庭电路的简单问题。

2. 了解用试电笔判断火线、零线的方法。

3. 了解三线插头与漏电保护器。

重点难点

教学重点：家庭电路的组成部分及各部分功能，会解决有关家庭电路的简单问题。

教学难点：组织学生观察、分析、归纳各部分功能，培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。

教学流程

新课导入

依次通断教室内的各盏电灯，看它对其他电灯有无影响，然后提问：

1. 教室中的灯是并联还是串联？这样连接有什么好处？

2. 我们家里各个房间的灯又是怎样连接的？开关和灯是如何连接的？家里的插座和电灯又是怎样连接的？

为了解决上述问题，我们今天学习家庭电路。

环节一：家庭电路的组成

教师：家庭电路是最常见、最基本的实用电路。之前我们做电学实验时，通常用干电池或学生电源来提供电能，而家庭电路中所用的电能是从发电厂通过输电线输送来的。我国的家庭电路的电压是220V。

打开矩道初中物理3D实验室，进入家庭电路模块，展示家庭电路的构成，让学生逐个观察每一部分，对每一部分初步讲解。

家庭电路由两根进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等组成。

1. 进户线

（1） 作用：充当家庭电路的电源，为家用电器供电。

（2） 进户线有两根，一根叫做端线，俗称火线，用“L”表示，另一条叫做零线，用“N”表示。

（3） 零线在入户前已经和大地相连，因此零线与大地之间不存在电压。

（4） 我国的家庭电路的电压是220V，这个电压是加在火线上，因此火线和零线之间的电压是220V，同样，火线和大地间的电压也是220V。

2. 电能表

（1） 输电线进户后首先要接到电能表上。

（2） 作用：用来显示所消耗的电能。

（3） 类型：数字式电能表和转盘式电能表。

让学生观察表盘上的铭牌，计算出电能表允许安装的用电器最大功率。

3. 总开关

（1） 总开关接在电能表之后。

（2） 作用：控制家庭电路的通断，便于维修、安装，保证施工人员安全。

4. 保险装置

（1） 保险装置在总开关之后，接在火线端。

（2） 作用：电路中电流过大时，熔丝自动熔断，切断电路，对用电器起到保护作用。

（3） 不同类型：

A、铅锑合金保险丝：

① 电阻大。电流通过保险丝时发热多，温度能迅速上升。

② 熔点低。温度上升到熔点时能计时熔断。

③ 保险丝越粗，额定电流（熔断电流）就越大。当通过保险丝的电流小于或等于额定电流时，保险丝正常工作；当通过保险丝的电流大于额定电流、达到或超过它的熔断电流时，保险丝熔断。

④ 保险丝不能用铜丝、铁丝等替代。

B、空气开关：当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路。

5. 在电能表、总开关、保险装置之后，可以连接用电器。

（1） 所有用电器并联接在电路中，一端接火线，一端接零线。

（2） 控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间。

（3） 电路中还可以安装插座，许多用电器可以接在插座上。

（4） 如果多个用电器要用同一个插座，就必须用插线板。插线板上的多个插头都是并联的。

环节二：试电笔

教师：在连接家庭电路时，正确区分火线和零线十分重要，常用的方法是用试电笔来判断。

1. 试电笔的结构：由金属笔尖、大电阻、氖管、弹簧和金属笔帽组成。

2. 试电笔的正确使用方法：

使用时，手指按住金属笔帽，用笔尖接触被测导线，手千万不能碰到笔尖。

3. 试电笔的工作原理：

试电笔的氖管中充有稀薄的氖气，两端是金属电极，当电极间的电压达到一定值时，氖气会导电并发出红光。

如果被测导线是火线，电流经过笔尖、大电阻、氖管、弹簧，再经过人体、大地，流到零线，构成闭合回路，氖管就会发光。

如果被测导线是零线，氖管中没有电流，不会发光。

试电笔中的电阻非常大，约有一百万欧姆，因此通过人体的电流非常小，不会对人体造成伤害。

环节三：三线插头和漏电保护器

1. 三线插头

教师：展示多种用电器，让同学们观察这些用电器地插头，哪些用电器的插头是两线插头，哪些用电器的插头是三线插头？

师生总结：带有金属外壳的用电器一般用三线插头。

教师：为什么要用三线插头？三线插头对应的三孔插座应该如何接在家庭电路中？

教师：三线插头的三条线，一条线接火线，一条接零线，而第三条线是和用电器的金属外壳相连的，这一条导线要接在三孔插座的接地端，让外壳与大地相连。这样如果用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏，使外壳带电，电流就会流入大地，不致对人造成伤害。

2. 漏电保护器

有些总开关，或者控制插座的总开关上还装有漏电保护器，如果人不小心接触火线，电流经过人体流入大地，它会迅速切断电流，对人身起到保护作用。

环节四：照明电路

让学生借助物理3D教学软件在家庭电路模块中观察线路的接法，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：

1. 开关连接在火线和灯之间，这样开关断开后，人就可以安全地更换灯泡。

2. 灯座的螺纹一端接零线，这样即使人不小心接触到灯座，也会尽可能地避免引发安全事故。

板书设计

1.

1) 进户线：

① 火线和零线

② 火线--零线：220V；火线—大地：220V；零线--大地：0V

2) 电能表：显示家庭电路消耗的电能

3) 总开关：控制家庭电路的通断，便于维修、安装

4) 保险装置：

① 作用：当电路中电流过大，自动熔断，保护电路

② 接在总开关之后、火线端

③ 插入式保险丝：

a、 材质：铅锑合金

b、 电阻大、熔点低

c、 越粗，额定电流（熔断电流）越大

d、 不可用铜丝、铁丝替代

④ 空气开关

5) 用电器：

① 并联在家庭电路中

② 控制用电器的开关连接在用电器和火线之间

2.

1) 构造：金属笔尖、电阻、氖管、弹簧、金属笔帽。

2) 正确使用方法：手指按住笔帽，笔尖接触导线，手不得碰触笔尖

3) 大电阻的作用：通过人体的电流很小，不会造成伤害

3.

1) 三线插头：左零右火上接地

2) 漏电保护器

4.

1) 开关接在火线与灯之间

2) 灯座螺纹接零线

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