19.2家庭电路中电流过大的原因
教学目标
（一）知识与技能
1．知道家庭电路中电流过大的两个原因。
2．了解保险丝的材料特点，理解保险丝是如何起保险作用的。
3．会解决有关家庭电路的简单问题。
（二）过程与方法
1．通过理论分析和实际观察、体验，学习物理知识。
2．尝试应用已知的科学规律解释具体问题，获得初步的分析概括能力。
（三）情感态度与价值观
树立理论联系实际的思想，培养将科学技术应用于日常生活的意识。
教学重难点
1.教学重点：家庭电路中电流过大的原因。?
2.教学难点：保险丝的工作原理。?
教学过程
1．复习提问，引入新课
(1)问：照明电路由哪几部分组成？保险丝用什么材料制成？在电路中起什么作用？（分别请学生回答）
(2)问：同学们的家庭电路中有过保险丝被烧断的情况吗？ 请说“有”的一位同学说明是在什么情况下被烧断的。
(3)引入新课：保险丝被烧断，说明电路中的电流过大，那么是什么原因引起家庭电路中的电流过大的呢
2．进行新课
(l)短路是引起电流过大的一个原因
①演示短路实验
出示家庭电路示教板。
A．给示教板接通电源，闭合开关灯亮，然后断开电源；
B．把示教板尾部的火线零线搭接在一起，造成短路，再给示教板通电，观察到：在通电的瞬间同时听到“啪”的一声响，保险盒火花一闪，灯并未被点亮。教师拔出保险盒盖给学生看，保险丝已被熔断。
C．断开电源，排除短路，给保险盒盖换好保险丝，再通电，灯又亮了。
②问：通过此实验，你知道了什么？学生答：由实验知道，短路时，电路中电流过大，使保险丝熔断，但灯没有烧坏。
③分析
教师在黑板上画出图1，再画出等效的图2，然后引导学生分析：
问：火线、零线搭在一起，形成短路后，在BD之间形成两条支路，那么BD之间的总电阻是多少？
导线的电阻很小，几乎为零，所以总电阻很小，几乎为零。 问：干路中的保险丝为什么会被熔断？
干路中的电流很大，这就是连在干路中的保险丝被熔断的原因。
问：发生短路时，通过灯的电流也是很大吗？
从并联电路的两条支路中的电流分配情况引导学生认识，干路中的绝大部分电流经过B、D间的导线，在灯泡中几乎没有电流通过。
指出：所谓短路就是电流没有经过用电器而直接构成通路。排除短路故障后，用电器仍能正常工作。
④短路的危险和哪些情况下会发生短路 讲述：发生短路时，通过导线的电流是正常时的几千倍，而产生的热量又是跟电流的平方成正比，所以短路会使导线迅速变热，甚至使电线的绝缘皮燃烧起来，造成大事故，因此在生活用电中要尽可能避免短路的发生。 让学生分析：家庭电路中在哪些情况会发生短路。学生可能答：装修电路时不细心，使火线和零线直接连通。灯座、插座的两个接线柱接线不好，而使火线与零线相碰等。
⑤教师小结，刚才从实验观察和理论分析上都说明，发生短路是电路中电流过大的一个原因，要安全用电，必须避免发生短路。 (2)用电器总功率过大 ①演示课本上图10-9的实验。 出示家庭电路示教板，在干路上串联一个交流电流表（课前就把它接好），电路中有额定功率分别为100瓦和60瓦的两只白炽灯。
闭合开关1，使100瓦的灯亮，请一同学读出电流表的读数I。
B．闭合开关2，使60瓦的灯也亮，请一同学读出电流表的读数l’。
C．在插座中插入一只60瓦的台灯，请一同学读出电流表的读数l’’。
②小结：从实验看到，逐渐增加并联的灯泡数，电流表的示数逐渐增大。说明干路中的电流随用电器总功率的增大而增大。
③继续演示实验。 将台灯换上一只500瓦的电炉。这时听到“啪”的一声响，灯全熄了，同时看到电流表的指针偏转较大幅度后又指向零。学生从中可以知道，是由于电路中电流过大，使保险丝又断了。
④带领学生计算刚才三盏灯都亮时，通过保险丝的电流。教师引导
再让学生自己计算换上一只500瓦的电炉时，通过保险丝的电流。请一同学上黑板计算（I=3安），其他同学在作业本上做，教师巡迴检查。
⑤引导学生比较两次计算结果，分析得出：
A．总功率越大，干路中的电流越大，总功率过大，保险丝熔断，
B．计算通过保险丝总电流
⑥出示写有例题的小黑板，和学生共同分析计算。
例题：某家庭电能表上标着“220V 5A”字样，电路中接入40W的电灯5只，70W的彩电一台，100W的电冰箱一台，700W电饭锅一只。在这些用电器同时使用时，能否再接上一只500W的热得快？（不能接） 指出：居民楼里若同时使用几个大功率的用电器，楼里的总保险丝会熔断，使整个楼断电。因此为了节约用电，也为了不给大家带来断电的麻烦，家庭电路中不宜同时使用几个大功率的用电器。
⑦教师小结：
家庭电路用电器总功率过大是电路中电流过大的另一个原因。
小结
布置作业
第2节 家庭电路中电流过大的原因
【教学目标】
知识目标
1通过演示实验和电路分析，使学生理解家庭电路中总电流随家用电器功率的增大而增大．
2通过推导把实验结论从理论上加以验证．
3通过演示保险丝被烧断的实验，加深学生对保险丝作用的理解．
能力目标
通过本节教学，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力．
情感目标
建立安全用电的良好习惯.
【教学重难点】
教学重点：保险丝的特点及用途
教学难点：短路引起电流过大
【导学过程】
【创设情景，引入新课】
师：电给我们的生活带来了极大的方便，但是如果不注意安全用电，所造成的危害和损失让人触目惊心。例如下面这些例子：
1、（羊城晚报）2000年3月29日，河南焦作一影视厅发生罕见惨剧——“天堂”烧死74人。原因是使用电热器不当造成的。
2、2002年12月25日21时35分，河南省洛阳市老城区的东部商厦发生特大火灾，经有关部门确认，火灾已造成309人死亡，是由于线路老化短路引起的灾难。
3、2007年12月12日17时15分，位于东莞市樟木头镇的名典咖啡语茶厅发生火灾，造成10人死亡、8人受伤。空调室内机内部下方的电源线绝缘破损短路引燃相邻可燃物所致。
师：上述的例子都与电有关。关于安全用电的知识，在前面我们已经学习一部分了，这一节课我们从另一角度来学习安全用电的知识。
【自主预习案】
1.家庭电路中并联的用电器越多，干路中电流 。可以从两个方面考虑：（1）并联的用电器越多，电路中的总功率 ，家庭电路中电压 ，根据公式 可知干路中电流 。（2）并联的用电器越多，电路中的电阻 ，家庭电路的电压 ，根据公式 可知干路中电流 。
2、干路电流越大，根据公式 ，导线电阻一定，导线上的发热功率 。单位时间内产生的热量 ，容易引起火灾。
3、保险丝是用电阻率比较 、熔点比较 的 合金做成的。它的作用是：当电路中电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护作用。
4、家庭电路中电流过大的原因是 和 。
【课堂探究案】
探究点1：电路中电流过大的原因
实验探究 探究影响电路中电流过大的原因
实验1 把家庭电路里其他的用电器关掉，只让一只100 W的灯泡发光，过一会儿去摸一摸总闸刀外面的绝缘壳，外壳不热．
实验2 关掉电灯，单独将一只1 500 W的电炉插入插座，过一会儿再去摸一下总闸刀外壳，发现外壳微热．
实验3 将家里的电炉（1 500 W）、空调（1 500 W）、电饭锅（800 W）、电热水器（1 500 W）同时工作，过一会儿再去摸一下总闸刀外壳，你会发现外壳很热，线路发热．
问题研讨①
问题1：总闸刀外壳很热的原因是什么？
答：______________________________________．
问题2：为了安全，应进行“线路改造”，“线路改造”的对象是什么？
答：______________________________________．
知识归纳 影响电路中电流过大的原因
（1）接入的电器过多（功率过大）．
P总＝P1＋P2＋P3＋…
P总＝U（I1＋I2＋I3…）＝UI总．因家庭电路中电压是220 V不变，由P总＝UI总可知，I总＝P总/U，即P总越大，则I总越大．如图8-5-1．
（2）短路：某一段电路两端直接用导线连接起来，使这段电路的电阻极小（趋近为零），电路中电流变得过大，如图8-5-2所示．
例1 （广东省）炎热的夏天到了，小军的父亲想添置一台1 000 W的空调机，他要小军从安全用电方面考虑，帮助解决这一问题．为此小军对家中的用电情况进行了调查，记录如表．
（1）试通过计算说明小军家中原有电路上再安装这样一台空调是否安全？
（2）为了保证小军家能安装这台空调机，请你从安全用电的角度考虑，帮助小军提出合理的解决办法．
用电器
额定功率
数量
照明灯
40 W
8盏
彩电
100 W
1台
洗衣机
150 W
1台
电冰箱
100 W
1台
电饭煲
750 W
1个
闸刀开关上保险丝的熔断电流为10 A
电能表上标有“220 V，10 A”
解析 电路是否安全，要从安全用电的角度考虑，如要关注电能表．电路中的总功率等于各用电器的功率之和．再根据P＝IU进行计算或判断．
答案 （1）电能表允许负载最大功率P最大＝UI＝220 V×10 A＝2 200 W，
现有用电器总功率：P现有＝40 W×8＋100 W＋150 W＋100 W＋750 W＝1 420 W，
如果再装上空调机，总功率为1 420 W＋1 000 W＝2 420 W＞2 200 W，超过电能表允许负载最大的电功率，所以不能再安装一台1 000 W的空调机．
（2）换用允许通过电流更大的电能表；另外单独安装电线供空调机专用；换用熔断电流更大的保险丝，或不同时使用电饭煲和空调．
特别提示
电路中的电流过大会使得保险丝熔断或空气开关跳闸，甚至电路起火．
解后反思
为了安全用电，应注意不要让干路电流超过家里供电线路和电能表所允许的最大值，为此，要防止同时使用很多大功率的用电器．如果家里要添置新的大功率用电器，应先算一算它的电流，看电路中总电流是否超过供电线路和电能表允许的最大值．
例2 在下列现象中：①插座中的两个线头相碰；②开关中的两个线头相碰：③电路中增加了大功率用电器；④户外输电线绝缘皮损坏．可能引起家中保险丝熔断的是（ ）
A．只有①②
B．只有②③
C．只有②④
D．只有①③
解析 保险丝熔断了，说明电路中的电流过大，造成电路中电流过大的原因有：大功率用电和电路中出现短路现象．短路是火线和零线直接相连．如A选项的情景，而开关中的两个线头相碰，只能算作是开关闭合了，不是短路现象．户外线即使短路也不会烧家庭电路中的保险丝，而烧的是干路线上的总保险丝．
答案 D
探究点2：熔丝
1、实验 如图8-5-3，A、B和B、C接线柱间是一段保险丝，C、D接线柱间是一段铜丝．它们的长度相同，AB段保险丝面积最大，BC和CD段面积相同，接通电源前，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，观察三段金属丝的变化．
现象 先熔断的是BC段保险丝．
问题研讨②
问题1：保险丝熔断的原因是什么？先熔断保险丝BC说明了什么？
答：___________________________________________________．
问题2：电路中常用保险丝作为电路的“保护神”，它一定保险吗？
答：___________________________________________________．
2、家庭电路中电流过大的原因是① ；② 。
3、熔丝的作用：电路中的电流过大时，自动切断电路，从而起到 的作用。
4、熔丝是由电阻率 熔点 的铅锑合金制成。
5、熔丝的选择：熔丝的规格常用它的 表示，选用熔丝时，应该使熔丝的额定电流 电路中的最大正常工作电流。
6、针对训练：小明的房间里有用电器如下：40W电灯一盏，350W的电脑一台，请问小明的房间要装以下哪一种规格的熔丝？（1A、1.5A、2A、3A）
【当堂训练案】
1．保险丝是由 的铅锑合金制成的．家庭电路用的保险丝应 联在电路中．当电流超过额定电流达到熔断电流时，它会自动 ．选用保险丝时，应使它的额定电流等于或略大于电路中的 ．
2．炎热的夏天，人们同时使用多台空调时，常常会因电流过大，致使干路上的________熔断，产生这种故障的原因是用电器的________过大．
3．只标有“220V 3A”字样的电能表，可以用在最大功率是 W的家庭电路上，如果这个电路中已装有“220V 40W”的电灯5盏，最多还可安装“220V 60W”的电灯 盏．若上述所有灯泡每天均正常发光2h，30天用电 KW·h．
4．当电路被保险装置切断时，不要急于更换________或使________复位，要先找到发生________的原因，排除之后再恢复供电．
5．新建楼房的供电线路已经不再使用保险丝，而用带有保险装置的________代替．当电流过大时，开关中的________起作用，使开关断开，切断电路
6．某家用电能表上标有“220V 5A．3000R / kwh”的字样，当家中用电器全部工作时，电能表1min转了45转，由此可估算出该家所用电器的总功率为 W．
7．某同学家的保险丝熔断了,其原因 （ ）
A．一定是用电器的额定电压过高
B．一定是用电器的额定功率太大
C．一定是电路中某处断路
D．以上说法均不对
8．当电路中电流过大时，空气开关跳起后，手动使它复位，但又立即跳起，这不可能是 （ ）
A．电路中有短路现象 B．电路中出现了断路现象
C．电路中总功率过大 D．空气开关的额定电流过小
9．现要安装“220 V 25W”灯泡50个，应选择的保险丝规格是 （ ）
10．某校的教学楼装有“220V、10A”字样的电能表，该电路最多可接“220V、40W”灯泡 （ ）
A．48盏 B．55盏 C．27盏 D．50盏
11．小芳家中有40W的节能灯两个，25W的白炽灯两盏，150W的彩电一台，650W的洗衣机一台，她家用的电能表允许通过的最大电流为5A，下面说法中正确的是（ ）
A．小芳家的用电器同时使用时，总电流大于5A
B．小芳家的用电器不能同时使用
C．小芳家再购置一个700 W的电饭锅，所有的用电器还可以同时使用
D．为安全、方便地用电，小芳家应选用电流值稍大于5A就跳闸的空气开关
12．如图8-10所示,A、B两个接线柱间是一段保险丝，C、D两个接线柱间是一段铜丝，移动变阻器的滑片，当电流逐渐增大时，________熔断，而________不熔断，这说明________（填“能”或“不能”）用铜丝替代保险丝．某同学把铜丝换成了较粗的保险丝，当移动变阻器的滑片，电流逐渐增大时，粗保险丝________（填“会”或“不会”）熔断，这说明________（填“能”或“不能”）用粗保险丝替代细的保险丝．
课件22张PPT。 我国城乡许多地区进行家庭供电线路的改造，主要内容是把电线换成更粗的，电能表换成标定电流更大的，请你说一说这种改造的必要性。 情境引入根据电功率和电压、电流的关系式：由 P=UI可以得到变形公式：
I=P/U由上式可以看出:家庭电路中的电压是一定的U=220V,所以用电器的电功率P越大，电路中的电流I就越大。你能推出电功率和电流之间的关系吗？一、家用电器的总功率对家庭电路的影响新知探究接入的用电器过多用电器总功率：
P总=P1＋P2＋P3
=U（I1＋I2 ＋I3）=UI总
因家庭电路中电源电压U =220V不变，
由I总= 可知， P总越大，则 I总越大。根据热功率的计算公式： P热=I2R当导体的电阻R不变时，若流过导体的电流I越大时导体产生的热功率P就越大，在单位时间内产生的热量就越多。热量过大就容易引起火灾 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
1 020 W，电能表上标有“220 V 10 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）从安全用电的角度考虑，明明家的电路
是否允许安装这样一台空调？解 （1）空调接入家庭电路使用，电压为220 V。例题讲解I=I1 +I2=4.55 A+4.64 A=9.19 A< 10 A> 2 020 W P =P1+P2=1 000 W +1 020 W=2 020 W ② 计算用电器的总功率是否超过电能表允许使用的最大功率 （2）多种解题方法： ① 计算同时使用所有用电器时的总电流是否超过10 A。P0=UI0=220 V×10 A=2 200 W 所以，从安全用电的角度考虑，可以安装这样一台空调。 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？ 短路是家庭电路中电流过大的另一个原因。二、短路对家庭电路的影响 你知道形成家庭电路中短路的原因是什么吗？ 家庭电路中短路很容易造成火灾。 由于改装电路时不小心、或绝缘皮破损或老化等原因使火线和零线直接连通。 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。各种保险丝三、保险丝的作用闸刀开关 、 熔断器及保险丝保险丝（1）材料：由电阻率大，熔点低的铅锑合金制成的（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，保险丝由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护作用 (3)保险丝应串联安装在电路上。
（1）提出问题：电路中熔丝熔断是因为电路中的电流过大时，熔丝的温度较高而达到它的熔点，那么电路中造成电流过大的原因主要是什么呢？（2）进行猜想：（根据所学的知识谈谈你猜想的依据）A、短路是引起电流过大的一个原因。根据欧姆定律 I=U/R，总电阻几乎为零，此时电路上的电流很大。B、用电器总功率过大是引起电流过大的另一个原因。根据电功率公式P=UI得到I=P/U，则干路中的电流随用电器总功率的增大而增大。活动:探究熔丝熔断的原因（3）实验探究灯泡正常发光，熔丝不熔断。灯泡不发光，熔丝被立即熔断。 当电路中发生短路时，电路中的电流将急剧增大，熔丝会立即被熔断实验1：探究短路引起电流的过大实验2：用电器总功率过大而引起电流的过大灯泡发光，电流表的示数增大。熔丝先变红，然后被熔断。 电路中的用电器总功率过大时，也会导致电路中的电流过大。（超负荷运行）熔丝的选择熔丝越粗，使它熔断所需的电流越大1、我们在选择熔丝时，应使它的额定电流等于或略大于电路中的最大正常工作时的电流。2、电路发生故障有时会导致熔丝熔断，更换熔丝后，首先应检查导致熔丝熔断的原因，在排除故障后才能合上闸刀开关，恢复供电。3、安装家庭电路中熔丝时，千万不要用铜丝、铁丝代替，因为铜丝、铁丝的熔点高，在电流过大时不易熔断，起不到保护电路的作用。1、当把台灯的插头插入插座时（未闭合开关），发现空气开关立即跳闸（或熔断器立即熔断），你认为出现这种情况的原因可能是（???? ）
A．插座短路??? B．开关短路??
C．台灯内部出现短路??? D．台灯插头短路随堂练习C2、小勇晚上开灯时发现灯不亮，他用测电笔测试，如图，A、B、C三点都能使氖管发光，只有D点氖管不发光，则可判断出故障是（????? ）
A．火线和零线短路
B．灯泡断路
C．灯泡短路
D．导线CD某处断开D3、下列说法中正确的是 （ ） ?????????
A． 家庭电路中的熔丝熔断，一定是发生了短路
B． 有金属外壳的家用电器，为了安全一定要插在三孔插座上
C． 家用电能表上的示数 显示了家庭用电的总功率
D． 电扇工作时，消耗的电能全部转化为机械能B4、关于家庭电路，下列说法中正确的是（ ）
A．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大
B．家庭电路中总电流过大，是由于电路中用电器的实际功率过大引起的
C．如果家庭电路中不安装保险丝，那么发生短路时，会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器
D．电炉子工作时，电炉丝热得发红，而连接电炉子的导线并不太热，是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小D5、某同学家里由于用电不当，经常烧保险丝，
一气之下，他找了一根铁丝代替保险丝接上结果这“保险丝”真的没有烧坏，你觉得他这样做妥当吗？为什么？ 答：不行，因为铁丝、铜丝在电流过大时不熔断，起不到保险的作用。
（千万不能试）任何业绩的质变都来自于量变的积累。
