人教版九年级物理全一册教案：第十九章第2节家庭电路中电流过大的原因

第2节 家庭电路中电流过大的原因
设计说明 “家庭电路中电流过大的原因”这一节主要介绍了家庭电路中电流过大的两种原因及保险丝的作用，在教材中具有承上启下的作用。在教学中，应从学生生活实际出发，设计一系列问题，让学生思考、猜想。例如：你家出现过跳闸或保险丝熔断的现象吗？你还记得是什么原因吗？猜猜看，哪些情况下会出现跳闸或保险丝熔断的现象呢？在此基础上，学生分组讨论，并设计实验来验证自己的猜想，或通过教师演示实验，让学生亲眼看到家庭电路中当家用电器的总功率增大到一定程度和发生短路时会发生危险，通过实验探究得出结论后，再引领学生回到生活中去，通过具体的数据计算，加深认识和理解。分析在家庭电路中造成电路短路的常见情况，培养学生的分析能力。对于线路连接处接触不良而造成的局部过热的现象，可以让学生通过两个对比事实去认识，同时让他们联想生活中的实际情况。 对于保险丝的作用，教师可利用教材上的演示实验，帮助学生理解保险丝的选材要求、生活中不能用铜丝等代替保险丝的道理。另外，教师可适当补充保险丝的不同规格等相关知识，拓展学生的知识面。教学过程可分为三个阶段：第一阶段介绍总功率过大对家庭电路的影响；第二阶段介绍短路对家庭电路的影响；第三阶段认识保险丝的作用。 教学目标 【知识与技能】 1.知道家庭电路中电流过大的原因。 2.知道保险丝的作用。 【过程与方法】 1.通过观察体验保险丝怎样保险，培养学生的观察能力，初步分析和概括能力。 2.通过联系生活实际，培养学生利用物理知识解决简单问题的能力。 【情感、态度与价值观】 通过动手探究和学习，有初步安全用电常识和节约用电意识。 重点难点 教学重点 分析家庭电路中电流过大的原因。 教学难点 家庭电路中电功率的计算。 教学方法 实验探究、观察、讨论和分析相结合的教学方法。 教具、学具 学生用：各种保险丝。 教师用：学生电源一个、开关一个、保险丝一根、灯泡一个、大功率用电器一个。 授课时数 1课时 教学过程 回顾思考 1.几个电阻并联时，相当于增大了导体的　　　　，所以并联的总电阻比任何一个分电阻都　　　　。 2.电功率的计算公式是　　　　。在国际单位制中，电功率的单位是　　　　，常用单位是　　　　。 3.在家庭电路中，家用电器的总功率有两种计算方法：(1)家用电器的总功率等于各用电器的电功率之和，公式为　　　　；(2)用电功率的计算式计算，其中U=　　　　，指家用电器所在的　　　　电流。 导入新课 问题导入 我国城乡许多地区进行家庭供电线路的改造，主要是把电线换成更粗的，电能表换成额定最大电流更大的。你能说出其中的道理吗？ 视频导入：播放由于用电不当造成火灾事故的视频。 师：家里每时每刻都离不开电，但用电器使用不当有可能产生危害。在刚才的视频中，电风扇由于进水最终造成了火灾的发生。实际上这些危害都是家庭电路中电流过大造成的。哪些原因会造成家庭电路中电流过大呢？学习了这节课的内容你就会知道答案了。 讲授新课 一、家用电器的总功率对家庭电路的影响 师：我们知道家庭电路中的总功率：，家庭电路中各用电器是并联的，电压U=220V不变，电功率，当总功率P变大时，干路中的电流Ｉ会如何变化？ 生：变大。 师：电流变大会造成什么后果？ 生1：保险丝烧断； 生2：空气开关跳闸； 生3：根据焦耳定律可知，电流过大，产生的热量容易引发火灾。 演示实验一 （1）展示示教板(如图所示)。 （2）在干路上串入电流表。 （3）先后闭合不同用电器的开关，分别读出电流表的示数。 提问：从这个实验可得出什么结论？ 教师小结：家庭电路中用电器总功率过大是家庭电路中电流过大的原因。 推导：根据，可以得到，家庭电路中的电压不变，所以用电器总电功率越大，电路中的电流就越大。 例题 炎炎夏日即将来临，明明家新购置了一台1 kW的空调。已知他家原有用电器的总功率是5 600 W，电能表上标有“220 V 10（40）A”的字样。请你通过计算说明： （1）使用这台空调时，通过它的电流是多少？ （2）从电能表使用的角度考虑，明明家的电路是否允许安装这样一台空调？ 解：（1）家庭电路电压为220 V，所以通过空调的电流是 空===4.5 A （2）使用空调后，电路中的总电流是 ===30 A 因为，所以可以安装这台空调。 教师提示： 本题除了从电流的角度进行比较判定，还可以从电功率的角度进行判定，即电能表允许安装的最大功率和用电器的总功率比较。 （2）使用空调后，电路中的总功率是， 电能表允许消耗的最大功率， 因为，所以可以安装这台空调。 由此可以得出，如果家中要添加新的家电，如电热器、空调等，应该先计算一下，防止电流超过家庭供电线路和电能表允许的最大值。 二、短路对家庭电路的影响 师：有时候家庭电路中用电器的总功率并不是很大，但是也会产生电流过大的现象，你认为原因可能是什么？(从电源短路时电流很大引导学生回答) 生：短路。 师：短路时会发生什么现象呢？请仔细观察下面的实验。 演示实验二 1.干路上加保险丝。 2.灯两端并联一段导线。 3.闭合干路开关，保险丝烧断，灯不亮。 师：这个实验又说明什么问题？(学生讨论回答) 教师小结：家庭电路中出现短路也是家庭电路中电流过大的原因。 师：为什么出现短路，电路中电流就很大呢？ 生：在短路情况下，据，因为一定，很小，所以就很大。 小组讨论：在家庭电路中哪些情形下可能发生短路现象？ 学生进行讨论后回答。 生1：改装电路时不小心将火线和零线直接接通； 生2：由于灯座、插座、插头的两个接线柱接线不规范，而使得火线与零线相碰； 生3：电线绝缘皮破损或老化，使火线和零线直接接通。 师：电路短路时，电流很大，会使导线产生大量的热，温度急剧升高，很容易造成火灾。在日常生活中，我们要时时注意用电安全，绝缘皮破损时要及时更换，以防出现危险。 三、保险丝的作用 1.保险丝的作用 师：为了防止电路中电流过大，发生危险，电路中常常要安装保险丝，以保护用电器或人身安全。 师：小明家的保险丝断了，为了解决这一问题，聪明的小明又换了一根，可是刚换上保险丝又断了，于是小明干脆换上了一根铜丝，请问小明这样做行吗？ 学生讨论，然后回答。 生：不行，这样电流过大时容易出现危险。 教师演示教材实验。 师提问： (1)你认为应该选择什么样的材料当保险丝？ (2)保险丝为什么能起到保险的作用？ (3)如何选择合适的保险丝？ 学生回答，教师总结： (1)保险丝的材料：由电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成； (2)保险丝的作用：电流过大时，自动熔断，切断电路，起保护电路的作用 。 2.教师展示几种常见的保险丝。如图所示。 3.介绍保险丝的规格和选择原则 不同粗细的保险丝具有不同的额定电流，选用时根据实际情况选择合适的，使通过保险丝的电流不超过它的额定电流。过粗的保险丝不能起到有效地保护作用，当然更不能用铜丝、铁丝代替保险丝。 【想想议议】 保险丝为什么要用电阻大、熔点低的材料制成？能用铜丝或铁丝来代替吗？ 总结：因为保险丝是利用电热来工作的，电流相同时，保险丝电阻大，产生的热量多，因为它的熔点低，首先熔断，从而保护其它用电器。铜丝和铁丝等熔点高，电阻小，不能熔断，起不到保护作用，所以不能代替保险丝。 4.引导学生解决引入时小明家遇到的问题：先查找原因：是用电器总功率过大还是电路短路，然后排除故障，最后更换合适的保险丝。 5.新建楼房中，用空气开关代替保险丝 介绍空气开关的作用：当电流过大时，电磁铁起作用，使开关断开，起保险的作用。 【想想议议】 售货员和顾客各从什么角度说的？ 售货员：微波炉热效率高，节能。 顾客：微波炉电功率大，电流大。 课堂小结 当堂达标 1.家庭电路中引起保险丝熔断的原因是（ ） A.保险丝太粗不合格 B.所有用电器同时工作 C.一定是短路造成的 D.可能接入了大功率电热器 答案：D 2.家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是(　　) A.用电器的总功率过大 B.电灯开关中的两根导线相碰 C.保险丝的规格不合适，熔断电流太小 D.插头中的两根导线相碰 　 答案：B 3.关于家庭电路中的保险丝，下列说法错误的是(　　) A.保险丝的熔点较低、电阻较大 B.当电流过大时，保险丝能自动切断电路 C.不能用铜丝代替保险丝 D.保险丝不能用带有保险装置的空气开关代替 　 答案：D 4.某学校电能表允许通过的最大电流是25A，学校里已经装了40W的电灯50盏，60W的日光灯20盏，想要再装些电灯，至多可以再装多少盏40W的电灯？ 解：电路中电能表允许通过的最大总功率是 目前电路中的总功率是 能再装的电灯的总功率是 能再装40 W电灯。 板书设计 第2节　家庭电路中电流过大的原因 1.家庭电路中电流过大的原因 （1）用电器的总功率过大 （2）短路 2.保险丝 （1）材料：由电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成 （2）作用：电流过大时，自动熔断，保护电路 注意：绝对不能利用铜丝、铁丝代替保险丝