第3节 跨学科实践:为家庭电路做设计
项目主题 为家庭电路做设计 活动时间 年 月 日
活动地点 参加人员
项目简介
【知识准备】
1. 在家庭电路中,家用电器的总功率等于各用电器的功率,即$P_{\mathrm{总}}=$。根据电功率和电流、电压的关系式$P=UI$,可以得到$I=$;家庭电路中的电压$U=220\ \mathrm{V}$一定,所以家用电器总功率越大,电路中的电流$I$就。根据家用电器的使用环境,设计家庭电路的分支回路,一定注意不要让总电流超过家里供电线路允许的,并根据分支回路的总电流选择合适的空气开关和漏电保护器。
2. 若家中用电器比较多,则家庭电路可设计若干插座分支回路、分支回路和大功率用电器(如空调)分支回路等。
3. 一般情况下,照明分支回路要安装,插座分支回路要安装和,空调单独另成一条分支回路,要安装。有时也将卫生间、厨房等房间的插座另成回路,且加装。
4. 在选择导线时,总功率大的分支回路要选择(选择“细”或“粗”)一些的导线,可根据分支回路的总功率计算总电流,根据总电流参考导线的安全载流量来选择导线。
5. 安全用电的原则:(1)尽量不同时使用多个用电器;(2)不接触,不靠近;(3)更换灯泡、搬动用电器前应电源开关;(4)不弄湿用电器,不损坏;(5)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命时应及时。
【项目实施】
1. 调查家庭用电需求
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,并把用电器的功率记录在表1中。
表1 用电器调查细目表

续表
项目简介
2. 合理规划配电分支回路
请根据实际用电需求,结合家用电器的使用环境,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。
形式一:分支回路设计表

形式二:参考教材,设计家庭电路配电示意图
形式三:户型电路设计示意图
3. 对设计方案进行交流与评估
完成设计方案后,进行展示与交流,并对方案的可行性和安全性进行评估。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,总结生活中的安全用电原则。

1. 之和 $P_1+P_2+\dots+P_n$ $\dfrac{P}{U}$ 越大 安全值 额定电流
2. 照明
3. 空气开关 空气开关 漏电保护器 空气开关 漏电保护器
4. 粗
5. (1)大功率 (2)低压带电体 高压带电体 (3)断开 (4)绝缘层 (5)更换
1. 据实填写
2. 根据调查情况据实设计

【分析】
本题是家庭电路相关的跨学科实践题，主要考察家庭电路的电功率计算、分支回路设计及安全用电等基础知识点。解题时需回忆家庭电路中总功率与各用电器功率的关系、电功率与电流电压的关系式、分支回路设计要求、导线选择规则及安全用电原则等内容，逐一对应每个空的知识点即可完成解答。
【解析】
本题为家庭电路基础知识点填空，结合家庭电路原理和安全要求逐一分析：
1. 家庭电路中，家用电器总功率等于各用电器功率之和，即$P_{\mathrm{总}}=P_1+P_2+\dots+P_n$；由$P=UI$变形得$I=\frac{P}{U}$；家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$固定，总功率越大，电路电流$I$越大；设计分支回路时，总电流不能超过供电线路允许的安全值，需选择额定电流合适的空气开关和漏电保护器。
2. 家庭电路分支回路包括插座、照明、大功率用电器（如空调）等分支回路。
3. 照明分支回路安装空气开关；插座分支回路安装空气开关和漏电保护器；空调分支回路安装空气开关；卫生间、厨房等房间的插座回路需加装漏电保护器。
4. 导线载流量与粗细相关，总功率大的分支回路电流大，需选择粗导线。
5. 安全用电原则：（1）尽量不同时使用多个大功率用电器；（2）不接触低压带电体，不靠近高压带电体；（3）更换灯泡、搬动用电器前应断开电源开关；（4）不弄湿用电器，不损坏绝缘层；（5）保险装置、插座等达到使用寿命时应及时更换。
项目实施部分为实践操作，需根据实际情况据实填写和设计。
【答案】
1. 之和；$P_1+P_2+\dots+P_n$；$\dfrac{P}{U}$；越大；安全值；额定电流
2. 照明
3. 空气开关；空气开关；漏电保护器；空气开关；漏电保护器
4. 粗
5. (1)大功率；(2)低压带电体；高压带电体；(3)断开；(4)绝缘层；(5)更换
1. 据实填写
2. 根据调查情况据实设计
【知识点】
家庭电路电功率计算；家庭电路分支回路设计；安全用电原则
【点评】
本题为跨学科实践题，结合家庭电路实际应用考察基础电学知识点，既巩固了电学原理，又培养了学生的实践设计能力，贴近生活实际，符合新课标跨学科实践的要求。
【难度系数】
0.2