人教版九年级物理全一册19.2家庭电路中电流过大的原因 教学设计

课程基本信息
课题
家庭电路中电流过大的原因
教科书
书名：义务教育教科书
物理
九年级全一册
出版社：人民教育出版社
出版日期：2015
年
7
月
教学目标
教学目标：
1.尝试应用已学过的电学规律解决关于家庭电路的电流过大问题，认真厘清每个物理量的内涵，将对于纯电阻电路的思维习惯拓宽到家庭电路，提升学生科学思维水平，深化对电学规律的理解。
2.通过对保险丝熔断实验的现象分析，引导学生找出空气开关断开的原因；并进一步应用电学规律找出电流过大原因和排除措施，从而培养学生的分析能力。
3．培养学生初步的安全用电常识和节约用电意识。
教学重点：分析家庭电路电流过大的原因
教学难点：分析家庭电路电流过大的原因
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
2min
3min
3min
3min
4min
2min
创设情境引
新课
总功率过大是家庭电路中电流过大因
排除功率过大措施
短路
是家庭
电
路中
电流过大的另一个原因
排除短路措施
教师引导学生回顾前两节课内容，寻找空气开关断开的原因。
教师介绍：因为空气开关内部结构比较复杂，目前我们的知识不足，不能处理此种情况。
但大家还记得空气开关的前身是什么？提出问题，引导学生回顾保险丝的熔断和空气开关的效果是等效的。
?
把研究空气开关断开原因的问题转换为研究保险丝熔断的原因，即在家庭电路中引起保险丝熔断的原因是什么？
回顾一下保险丝熔断时的画面，重点观察A、B处保险丝发生的变化，你观察到了什么现象？思考保险丝为什么会熔断？
提出问题:同学们，还记得保险丝的材料有什么特点吗？
学生回答:它是由铅锑合金制成的，电阻比较大，熔点比较低。引导学生从现象入手，根据所学知识逐步分析引起保险丝熔断的原因。
提出问题:保险丝能够熔断说明它的温度发生了什么变化?
提出问题:保险丝的温度为什么会升高呢？我们一起来进行分析。
保险丝的温度升高，内能增加，电流流经导体时产生了热量增加了。
根据焦耳定律公式Q=I2Rt可以得知电流通过导体产生的热量的大小与I、R、t，三个因素有关。
当R
t不变时保险丝在熔断前后，其电阻大小和通电时间都没有发生显著的变化,电流过大。所以说，电流过大是使家庭电路中保险丝熔断的原因。
不同粗细的保险丝有不同的额定电流，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，超过额定电流达到熔断电流时保险丝会因为发热而熔断。
今天让我们一起来探究家庭电路中电流过大的原因。
总功率过大：
根据熔丝熔断的实验视频（电热风机特点——电功率较大）和家庭电路的结构图，利用并联电路电流关系和电功率公式分析电流过大的原因。
接下来我们要分析的就是，是什么原因使电路中的电流过大呢？让我们来看一段视频，请大家带着问题去思考。通过观看视频，是否能得到启发呢？
请同学们结合视频和电路图思考，为什么接入热风机时电路中的电流就过大呢？
其中虚线框部分表示的是热风机部分的电路。
引导学生分析I总变大了，主要是I2较大造成的。电路中包含的电动机是非纯电阻电路，分析I2时无法直接使用欧姆定律，所以我们从功率的角度选择公式P=UI进行分析。然后根据公式P总=P1+P2
分析，
P总过大，导致电流过大。
总结：因此我们说总电功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
提出问题：生活中，当总功率过大时我们又如何处理呢？
处理办法：引导学生说出
避免同时使用多个用电器或者少接入大功率用电器，以免电流过大。
继续追问：如果家中同时使用的用电器不能减少，比如空调、热风机等仍需要继续同时使用，那你还有什么办法呢？
请同学们阅读下面的资料，找到解决问题的办法吧。
学生阅读资料，找出在不减少家用电器使用的同时，还能满足生活用电的设施改造方法。
加粗导线横截面积并且更换智能电表。使每户居民用电量从不足2000瓦增加到6000瓦增容的办法，解决了空气开关断开的现状。
介绍:许多城乡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。提出问题:我们为什么要加粗导线的横截面积呢？
学生回答：当材料和长度相同时，增加导线横截面积可以减少输电导线的电阻。
根据Q=I2Rt可知，当电流和通电时间不变的情况下，减少输电导线的电阻，可以输电线上热效应减小，这样就可以减少输电线上的热能损耗。
实际生活中，还存在另一种让生活出现困扰的问题。让我们一起来看另一个情景。
短路：
根据实验视频（导线——电阻很小）和家庭电路的结构，利用并联电路电流关系和欧姆定律公式分析电流过大的原因。
实验中，灯与插座并联，在C、D处接一段较细导线，相当于保险丝。闭合开关，灯泡发光，电路正常工作。若用一根导线将插座上的火线与零线连接，请你观察现象。
学生观察视频：可以看到灯泡熄灭，导线熔断被弹出。
提出问题，引导学生思考。
导线熔断被弹出，说明瞬间电流过大。
学生思考：电路中为什么瞬间电流过大？
我国家庭电路的电压为220v，电路中我们使用的这段导线的电阻为0.08欧，电阻很小，相当于短路。
根据公式I=U/R可知，此时带有插座的这条之路中，导线中会产生很大瞬时的电流，而此时干路上的电流，I总=I1+I2+…+In
根据焦耳定律Q=I2Rt，C、D导线的电阻不变，电流增大，产生大量的热使导线温度升高，烧坏绝缘皮，引起火灾。
视频中的短路是个危险动作，为了保证安全，老师用的是带有绝缘皮的导线，请同学们在家中不要模仿，以免发生意外事故。
总结：短路也是使电路中保险丝熔断，导致电流过的大的原因之一。
同学们，也许在生活中不经意的动作就有可能造成短路行为，如，没有擦干手上的水分，就去摁开关等。引导学生怎样才能防止家庭电路的短路，提出防范措施
。
提出问题：你知道，怎样防止家庭电路的短路，有哪些办法？引导学生说出。
1.改装电路时要小心。
2.及时检查电气线路，发现绝缘皮破损，要及时修理。
3.及时清理插头的两极、插座两孔间堆积的灰尘、毛发，以免形成“积污导电”现象，引发短路。
4.如用热水壶烧水时，不要倒入太多的水，防止电路进水短路
根据以上分析，相信同学们一定明白了家庭电路中电流过大会引起空气开关断开，当我们找出电流过大的原因并把问题解决后，用手重新闭合空气开关就可以使电路正常工作了。
2min
课堂小结
围绕着家庭电路中电流过大的原因这个主题，我们以空气开关断开为线索，把研究空气开关断开原因的问题转换为研究保险丝熔断的原因，认识到电流过大会引起家庭电路中空气开关断开，并进一步应用电学规律，指引我们找出排除措施。同时我们也学到了，在面临复杂的事故面前，我们要学会先简化，再分析事物的本质，以便我们更好的去研究
同学们，生活中我们要避免大功率的用电器同时接入，如电熨斗，电烤箱等，以免导致家庭电路中电流过大；同时我们也要及时检查电路，遇到绝缘皮破损，要及时修理，若使用家用电器，要防止电路进水做到安全用电，让电真正服务于生活。
1min
拓展作业
拓展作业：
1、请你查找、阅读资料，查找空气开关的参数，在家长陪同下找出你家所使用的空开型号，并计算家庭电路能承载的最大电功率,与家庭电路总功率相对比，看是否匹配，若不匹配，请提出合理化的建议。
2、查找、阅读资料，说一说空气开关的工作原理。