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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第十九章 分课时设计
课题 家庭电路中电流过大的原因
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 分析家庭电路中电流过大的原因的常识时，都要用到前面学过的导体和绝缘体、电路、欧姆定律、电功和电功率、焦耳定律等概念和规律，是欧姆定律和电功率知识在家庭电路中的具体应用，也是学习下一节安全用电的基础。通过实际事例和例题说明家庭电路中电流过大的原因，是本章教学中的一个重点。教学的难点是家庭电路中电功率的计算以及理解保险丝的选材要求。分析家庭电路中电流过大的原因首先通过演示实验，让学生亲眼看到在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，然后通过具体的数据计算，进而加深理解家庭电路中电流过大的原因。其次实验观察不同保险丝熔断对电路的影响，结合不同保险丝的属性，进而理解保险丝的作用和其不能用铁、铜替代的原因。
2.学习者分析 本节教学内容中的家庭电路中电流过大的原因和保险丝在学生的日常生活中相对来说接触较少，对于家庭电路中电流过大的原因以及保险丝相关知识，学生缺少一个正确完整的认识，所以欧姆定律、电功和电功率、焦耳定律等概念以及生活实例和课堂实验演示就成为丰富的教学资源，帮助学生正确认识和理解本节教学内容。在学习家庭电路中电流过大的原因之前，学生学习了导体和绝缘体、电路、欧姆定律、电功和电功率、焦耳定律等概念和规律，以及使本节课的学习有一定的知识基础。初三学生的逻辑思维开始占优势，在之前的学习中但其抽象的概念思维还需要感性经验的支持，所以教学过程中还需要依赖直观材料，在此学习之前，学生已经掌握了探究实验中的观察法、实验法，具备了一定的动手实践、归纳总结的能力，这为本节学习做好了能力准备。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）能够通过实验演示和公式推算，归纳总结家庭电路中电流过大的原因；（2）能够在实际问题中，判断家庭电路中电流过大的原因；（3）了解保险丝的材料特点，理解保险丝是如何起保险作用的。本节教学的重点是家庭电路中电流过大的原因。教学难点是保险丝的工作原理。
4.评价量表 《家庭电路中电流过大的原因》的评价量表任务列表任务要求（满分：10分）学生自评同学互评教师评价任务一：家庭电路中电流过大的原因知道家庭电路电流过大的原因，能判断家庭电路故障（5分）任务二：保险丝的作用知道保险丝的作用，会更换保险丝（5分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
【温故知新】家庭电路是由哪几部分组成？保险丝在电路中的作用？【引入新课】今天，小明爸爸将刚买回来的一台空调插入插座后，使正在播放的彩电黑屏了，经检查发现是保险丝断了。上述现象说明了什么？造成这种现象的原因又是什么呢？ 家庭电路由进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等组成；保险丝作用：当电路中电流过大时，熔丝熔化，切断电路，保护用电器保险丝断了说明电路中电流过大造成电路中电流过大。 回顾知识，及时查漏补缺，为引入新课铺垫举一反三，回顾知识，创设情景，独立思考，激发学生的求知欲
任务二：家用电器的总功率对家庭电路的影响
【想想议议】在进行电路改造时，要把导线换成更粗的，电能表换成标定电流更大的，你能推测出用电功率和电流之间的关系吗？能否应用科学知识证实你的猜想？根据电功率与电流、电压的关系式P=UI可以得到，家庭电路的电压是一定的，用电功率P越大，电路中的电流就越大。【思考】 不同的导线能承载的最大电流不同，当电路中用电器的总功率过大时对家庭电路有什么影响呢？ 学生讨论：家中的用电器是并联的，当用用电器的总功率增大时，电路中的电流会增大。学生讨论：当电路中总功率增大时，电路中的电流也增大。根据焦耳定律Q=I2Rt，导线电阻不变，电流增大，电流在导线上放出的热量会很多，使导线的迅速温度升高，容易引起火灾。 提出问题，引导学生分析总功率对电路电流的影响。培养学生已有知识分析问题的能力。
任务三：短路对家庭电路的影响
【想想议议】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 【演示实验】在图中电路的干路上加保险丝.再在灯的两端BD处并联一段导线.当闭合干路开关S时,观察到什么现象 这个实验又说明什么问题 在电路中，火线与零线直接相接通；用电器内部火线与零线相碰，如灯座、插座、插头等；导线连接处绝缘皮老化导线火线与零线相碰。 学生观察家庭电路模拟板演示用电器短路对电路的影响。思考提出的问题。 培养观察思考、自学能力。提高安全用电器的意识。【评价标准】知道家庭电路电流过大的原因，能判断家庭电路故障（5分）知道家庭电路电流过大的原因，不能判断家庭电路故障（3分）
任务四：保险丝的作用
【想想议议】如何防止总功率过大或短路对家庭电路的危害 小结：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。演示实验：展示各种规格的保险丝。你知道保险丝是如何起到“保险”作用的吗 观察演示实验：实验中你看到了什么 这个现象说明了什么 【想想议议】为了起到保险作用，保险丝应该具有什么样的材料特点 保险丝与用电器的连接方式应该是怎样的 学生讨论总结：如图连接电路，电流较大时,保险丝熔断，而导线和铜丝等不会损坏。可见，在电流较大时，保险丝会先行熔断，自动切断电路，对整个电路起到保护作用。总结：保险丝及新型保险装置(空气开关)(1)材料:由电阻大、熔点低的铅锑合金制成。(2)原理:当电路中电流过大时,电能转化成热的功率迅速增大,保险丝由于温度过高而熔断,切断电路,起到保护作用。(3)安装:保险丝或空气开关通常安装在电能表之后的进户线上,并应串联在电路中。(4)选择:家庭电路中保险丝的额定电流应等于或稍大于电路正常工作的电流。(5)注意事项:当电路被保险装置切断时,不要急于更换保险丝或使空气开关复位,要先找到发生故障的原因,排除之后再恢复供电。 培养学生分析问题的能力，加强物理与生活的联系，从安全用电的角度来分析家庭电路。【评价标准】知道保险丝的作用，会更换保险丝（5分）
6.板书设计19.2家庭电路中电流过大的原因 1．用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。 2．短路是家庭电路中电流过大的另一个原因。 3．保险丝 （1）材料：电阻率大，熔点低的铅锑合金。 （2）作用：电路中电流过大时，自动切断电路，起到保护作用。 （3）连接方式：串联。
7.作业与拓展学习设计 1．如图所示，在家庭电路中，接入电路的用电器越多，总功率就越大，可知电路中的总电流也就越 ，导线、开关等处在相同 内产生的热量越多，如果超过电路的容许负荷，容易引起火灾。【答案】 大 时间【详解】[1]家庭电路中用电器是并联的，工作电压不变，总功率越大时，根据可知，电路中的电流就越大。[2]导线、开关等电阻基本上是不变的，根据可知，电流越大，在相同的时间内产生的热量就越多，容易引起火灾。2．如图所示是安装了空气开关和漏电保护器的住宅内配电系统，它们都是安全用电的小卫士。当家庭电路中用电器的总功率过大或发生 时，空气开关会自动断开，对用电器起到保护作用；当站在地上的人使用插座时，不小心接触了火线， 会迅速切断电路，对人体起到保护作用。【答案】 短路 漏电保护器【详解】[1]空气开关断开的原因是家庭电路中电流过大，而导致电流过大的原因是短路或用电器总功率过大。[2]人接触火线后，电流通过人体传到大地，导致火线和零线电流不相等，漏电保护器断开，对人起到保护的作用。3．家庭电路中的保险丝熔断了，原因可能的是 。①家庭中用电器的总功率过大②电灯开关中的两根导线相碰③插头中的两根导线相碰④灯座里的两个线头相碰⑤两孔插座中的两线头相碰⑥户外输电线绝缘皮损坏⑦插头与插座接触不良⑧家庭电路中某处断了【答案】①③④⑤【详解】①家庭中用电器的总功率过大，电压不变，根据可知，通过保险丝电流过大，可能造成保险丝熔断，故①符合题意；②电灯开关中的两根导线相碰，此时开关失去作用，不会造成保险丝熔断，故②不符合题意；③④⑤插头中的两根导线相碰，灯座里的两个线头相碰，两孔插座中的两线头相碰，造成火线与零线直接接通，发生短路现象，会造成保险丝熔断，故③④⑤符合题意；⑥户外输电线绝缘皮损坏，可能造成户外的火线与零线接触发生短路，但不会造成家庭电路的保险丝熔断，故⑥不符合题意；⑦⑧插头与插座接触不良，家庭电路中某处断了，会造成断路，不会使电路中电流过大，不会造成保险丝熔断，故⑦⑧不符合题意。故选①③④⑤。4．小华将电炉的插头刚插入家里的插座，只见火花一闪，“叭”的一声从插座里冒出黑烟，屋里亮着的电灯和电视都突然熄灭了。这一现象产生的原因和后果分别是（ ）A．插座短路，电灯被烧坏了 B．电炉的插头短路，电视被烧坏了C．插座短路，保险丝被烧断 D．电炉的插头短路，保险丝被烧断【答案】D【详解】将电炉的插头刚插入家里的插座，只见火花一闪，屋里亮着的电灯和电视都突然熄灭了，表明电路原来是无故障的，所以是电炉的插头短路，导致干路上电流突然变大，超过了保险丝允许的最大电流，保险丝被烧断，电灯和电视因断路无法工作，并不会损坏，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。5．家庭电路中的空气开关“跳闸”．发生这种现象的原因可能是（ ）A．同时使用大功率的用电器 B．火线和零线直接连通C．电线绝缘皮破损或老化．形成短路 D．用户线断路【答案】ABC【详解】A．同时使用大功率用电器，由可知，电路中电流会增大，使空气开关跳闸，故A正确；B．火线和零线连通，造成电路短路，电流过大，造成跳闸，故B正确；C．电线绝缘皮老化破损，使电路短路，电流过大，造成跳闸，故C正确；D．用户线断路不会造成电路中电流过大，不会跳闸，故D错误。故选 ABC。6．小明在家看电视，突然断电了，发现保险丝熔断，原来是楼上邻居家水管漏水，水流入小明家的插座中了。为什么保险丝会熔断？【答案】见解析【详解】生活用水是导体，水流入插座中后，使电路发生了短路，造成电路中电流过大，根据可知，在电阻和通电时间一定时，保险丝产生的热量增多，温度升高，使保险丝达到熔点而熔断。7．在装有额定电流为20A的保险丝的家庭电路中，已装有“220V 100W”的电视机2台，“220V 125W”的电冰箱1台，“220V 800W”的电饭锅1个，“220V 225W”的洗衣机1台，“220V 20W”的节能灯8盏，“220V 1000W”的空调2台。求：(1)在电路中最多还能安装多大功率的用电器？(2)若因电路出现故障，保险丝不慎熔断了。现检修好电路后，手边只有额定电流为10A的保险丝，应该怎么办？【答案】(1)890W(2)用两根额定电流为10A的保险丝并联接入家庭电路。【详解】（1）电路允许的总功率P1=UI=220V×20A=4400W现有用电器的总功率P2=100W×2+125W+800W+225W+20W×8+1000W×2=3510W电路还能接入用电器的功率为P=P1–P2=4400W–3510W=890W（2）并联电路干路电流等于各支路电流之和，可以用两根额定电流为10A的保险丝并联接入家庭电路。
8.教学反思与改进物理是以实验为基础，演示好这个实验，有利于学生的理解，利用观察到的现象，引导学生通过表象分析问题的本质。最好利用保险管来演示短路，对学生更有震撼，但应该注意安全。
作业设计
19.2 家庭电路中电流过大的原因课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：家庭电路中电流过大的原因
1．家庭电路中，电灯与插座属于 联。小明家新买了一台空调，刚接入插座，家里的空气开关跳闸，这是因为使用空调，使电路的 过大，根据公式P=UI，在 一定时，电路中的 过大，会造成电路中的总电流 ，导致空气开关跳闸。
【答案】 并 总功率 电压 电流 变大
【详解】[1]插座是用来连接用电器的，在家庭电路中各用电器并联，因此，电灯与插座之间是并联的。
[2][3][4][5]家庭电路的电压一定，接入空调后，电路中的总功率过大，由公式P=UI可知，在家庭电路电压一定时，将导致电路中的电流过大，造成电路中的总电流变大，致使家里的空气开关自动断开。
2．造成家庭电路中电流过大的原因：一是总功率过大，二是 。在安装带有金属外壳的家用电器时，为了安全用电，家用电器的金属外壳应 。
【答案】 短路 接地线
【详解】[1]造成保险丝熔断的原因是电流过大，而造成电流过大的原因有两个：一是电路的总功率过大；二是电路中发生了短路。
[2]在安装带有金属外壳的家用电器时，为了安全用电，家用电器的金属外壳应接地线，若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过导线导入大地，防止触电事故的发生。
3．按要求填空；
(1)家庭电路中，电饭煲与空调是 连接的（选填“串联”或“并联”）；
(2)如图所示的甲、乙两个电路中，开关闭合后，输电线因电流过大而燃烧起来，甲、乙两图产生电流过大的原因是不同的。请指出甲图电流过大的原因 。
【答案】(1)并联
(2)用电器总功率过大
【详解】（1）在家庭电路中，电饭煲与空调之间工作互不影响，是以并联的方式连接。
（2）图甲总功率等于各个用电器功率之和，并联的用电器越多，总功率越大，根据公式P=UI，电流会非常大；图乙金属线将火线和零线接通，造成短路，电流直接通过导线，由于导线电阻很小，导致电流过大。
知识点2：保险丝
4．如图甲所示，这是一种劣质导线，它的横截面积比标准导线小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 （选填“较多”或“较少”）。如图乙所示，这是家庭电路中使用的各种保险丝。保险丝应该使用电阻比较 、熔点比较 的材料制作。
【答案】 较多 大 低
【详解】[1]如图甲所示，这是一种劣质导线，它的横截面积比标准导线小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，横截面积小的劣质导线的电阻较大，根据焦耳定律可知：在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量较多。
[2][3]保险丝应该使用电阻比较大、熔点比较低的材料制作。这样在电路电流过大时，电阻大的保险丝能产生更多热量且更容易熔断，从而对电路起到保护作用。
5．如图是研究“短路引起熔丝熔断”的实验，电路熔断器中的熔丝应该选用熔点 的材料做成，增加一根导线，并将导线接在 两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断。小明家的电热毯坏了，通过检查发现，是里面的电阻丝断了，于是把电阻丝断头接上继续使用。这样操作会使电阻丝上搭接处的电阻变 ，存在安全隐患。
【答案】 较低 B、D 大
【详解】[1] 熔丝通常安装在火线上，它是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的，当电路中有过大电流通过时，保险丝发热自动熔断，切断电路，从而起到保护电路的作用。
[2] 要造成短路，引起熔丝熔断，则只有熔丝接入电路，故BD两个接线柱之间接入一根导线后，会发生电源短路，C、D间的熔丝将会熔断。
[3] 电热毯坏了，通过检查发现，是里面的电阻丝断了，于是把电阻丝断头接上继续使用。搭接处由于接触不良，这样操作会使电阻丝上搭接处的电阻变大，根据可知会产生更多的热量，引发火灾。
【能力提升】
6．如图是一个常见的家庭电路示意图。下列有关说法正确的是（ ）
A．图中两根进户线分别是火线和地线 B．电路中的灯泡和开关不可以互换位置
C．保险丝熔断后可以用铜丝代替 D．三孔插座与两孔插座是串联关系
【答案】B
【详解】A．图中两根进户线分别是火线和零线，故A错误；
B．家庭电路中开关应接在火线与灯泡之间，所以灯泡和开关不可以互换位置，故B正确；
C．铜丝的电阻率小、熔点高，在电流过大时不易熔断，因此，保险丝熔断后不能用铜丝代替，故C错误；
D．三孔插座与两孔插座分别接入不同的用电器，是并联关系，故D错误。
故选B。
7．关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．正确使用测电笔辨别火线时，测电笔氖管发光，没有电流通过人体
B．对人体安全的电压不高于36V，家庭电路中插座和电灯是串联的
C．家庭电路中总电流过大就是短路造成的
D．新建楼房中的供电线路不再使用保险丝，而用起保险作用的空气开关代替
【答案】D
【详解】A．用测电笔辨别火线时，氖管发光，有电流从火线经过人体流向大地，故A错误；
B．家庭电路中插座和电灯是并联的，两者之间可以独立工作，故B错误；
C．家庭电路中总电流过大的原因可能是总功率过大，也可能是短路，故C错误；
D．新建楼房中的供电线路不再使用保险丝，而用起保险作用的空气开关代替，更安全和方便，故D正确。
故选D。
8．图中所示家庭电路，在未装保险丝之前，先把灯泡接在装保险盒的两个接线柱上，当只闭合时，和发光都偏暗；当只闭合时，正常发光不发光；当只闭合时，和均不发光．则下列判断正确的是（四只灯泡的额定电压均为）（ ）
A．去掉后装上保险丝，闭合所有开关后，三个灯泡都能正常发光
B．灯泡、灯泡、灯泡所在的三条支路都有电路故障
C．灯泡所在的支路正常，灯泡所在的支路短路
D．灯泡所在的支路正常，灯泡所在的支路断路
【答案】C
【详解】在未装保险丝之前，先把灯泡L0接在装保险盒的两个接线柱上，相当于把L0串联在电路中。当只闭合S1时，L0和L1发光都偏暗，说明L1所在支路正常， 当只闭合S2时，L0正常发光，L2不发光，说明L2所在支路短路，当只闭合S3时，L0和L3均不发光，说明灯泡L3所在支路断路，综上所述，只有灯泡L1所在支路正常，去掉L0后装上保险丝，闭合所有开关后，灯泡不可能都正常工作。
故选C。
9．如图所示是小明家的部分电路，下列有关说法正确的是（ ）
A．若be间断路，灯L2仍可正常工作
B．若保险盒内的保险丝熔断了，只要更换保险丝就可以了
C．若cd间断路，则插在三孔插座上的用电器能工作但有触电风险
D．若两开关闭合，灯L1亮、L2不亮，用试电笔检测三孔插座左、右孔，氖管均发光，则可能是进户零线断路
【答案】C
【详解】A．若be间断路，灯L2所在的回路不完整，因此不能正常工作，故A错误；
B．保险丝熔断可能是由于电路过载或短路，应该先排查问题并解决，然后再更换保险丝。仅仅更换保险丝而不解决问题的根本原因，可能会导致保险丝再次熔断。故B错误；
C．若cd间断路，用电器的金属外壳无法接地，存在漏电危险，所以，插在三孔插座上的用电器能工作但有触电风险，故C正确；
D．如果进户零线断路，会导致灯L1、L2所在的回路不完整而不发光。三孔插座的左右孔与火线相连，用试电笔检测三孔插座左、右孔，氖管均发光，故D错误。
故选C。
10．如图所示，小李早上想用电热水壶烧开水，将插头插入插座，并闭合开关，发现电热水壶不工作；厨房的灯泡也是不能工作。保持灯泡开关闭合，拔出插头，用试电笔分别接触插座的左右两孔，发现接左、右孔时氖管均发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（ ）
A．CD间电路断路 B．ED间电路断路
C．插座短路 D．保险丝烧断
【答案】B
【详解】A．家庭电路中各用电器之间并联，CD间电路断路不会对插座所在电路造成影响，故A不符合题意；
B．ED间电路断路即零线断路，插座左右两个孔都与火线相连，两孔氖管均发光，故B符合题意；
CD．插座短路会导致电路中电流过大，则会使保险丝熔断，火线断路，插座两孔都不能使氖管发光，故CD不符合题意。
故选B。
11．晓红的妈妈从市场买了一只台灯，她将插头插入家庭电路的插座后，刚一闭合开关，室内电灯立即全都熄灭，原因可能是（ ）
A．插头与插座接触不良 B．插座内部短路
C．台灯的灯座内短路 D．台灯的插头内短路
【答案】C
【详解】A．因为台灯和其它用电器并联，插头与插座接触不良，只能使本支路的灯（台灯）不亮，不能使其它的灯熄灭，故A不符合题意；
B．如果插座内部短路，火线和零线连接，发生电源短路，电路中电流过大，保险丝熔断，故B不符合题意；
C．如果台灯的灯座内短路，将插头插入家庭电路的插座后，刚一闭合开关，室内电灯立即全都熄灭，故C符合题意；
D．如果台灯插头内短路，当插头插入插座时会使整个电路发生短路，使电路中电流过大，烧断保险丝，使室内电灯就全部熄灭，故D不符合题意。
故选C。
12．小丞晚上在家做作业时，突然台灯不亮了，家里其它用电器也停止了工作，他立即找来测电笔检测电路，发现插座左、右两孔都能使氖管发光。则他家里的电路可能出现的故障是（ ）
A．进户火线断路 B．进户零线断路
C．短路 D．没交电费，所以停电了
【答案】B
【详解】AB．突然台灯不亮了，家里其它用电器也停止了工作，则干路中可能出现了断路现象；用测电笔检测电路，发现插座左、右两孔都能使氖管发光，这说明插座左、右两孔与火线之间是接通的，所以故障是进户零线发生了断路，故A不符合题意，B符合题意；
C．若电路中有短路，则电路中电流过大，空气开关跳闸，用测电笔检测电路，插座左、右两孔都不能使氖管发光，故C不符合题意；
D．若因没交电费而停电，用测电笔检测电路，插座左、右两孔都不能使氖管发光，故D不符合题意。
故选B。
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