2020-2021学年九年级物理人教版全一册 第十九章 第2节 家庭电路电流过大的原因 课件（共65张PPT）

第十九章 生活用电
第2节 家庭电路中电流过大的原因
人教版物理九年级全一册
学习目标
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。
我国城乡许多地区进行家庭供电线路的改造，主要内容
是把老化的电线更新，细的电线换成更粗的，电能表换
标定电流更大的，请你说一说这种改造的必要性。
导入新知
1
知识点
家用电器总功率对家庭电路的影响
现代厨房中，有电饭锅、微波炉、电烤箱、电热水
器等。这些大功率电器同时工作时，有时会“跳闸”
或烧断保险丝请分析一下，这是什么原因？
合作探究
1．家庭电路中的总功率：
P = P1+ P2 + …+ Pn
2．用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原
因之一。
根据P =UI，可以得到
家庭电路中的电压是一定的，U = 220 V，
所以用电器总电功率P 越大，电路中的电流 I 就越大。
3．用电器的总功率过大的危害
根据焦耳定律可知，电流过大，产生的热量容易引
发火灾。
【例1】在一个寒冷的冬天，小明家来了许多客人，当他刚把第二个电烤炉接入电路中时，家里所有的灯突然熄灭，电烤炉也不发热，检查后发现保险丝断了。导致保险丝烧断的原因可能是（ ）
A. 电路中用电器的总功率过大
B. 灯泡的灯丝烧断了
C. 第二个电烤炉的电阻丝烧断了
D. 开关接触不良
A
电路中保险丝熔断说明电路中的电流过大，电流过大
的原因有短路和过载两种。故造成保险丝烧断的原因
为电路中用电器总功率过大或是发生了短路。开关接
触不良，电阻丝和灯丝烧断都可以排除。
【解析】
家庭电路中电压为220 V，由P＝UI可知，当总功
率过大时，干路电流会过大；根据焦耳定律，电流过
大时，干路导线会产生过多的热量，使导线温度升高，
容易引起火灾。
新知小结
小雨上电脑课时，走进电脑房发现房间内有不少同学坐在电脑前并打开了20台电脑，他和后面陆续到达的同学又先后打开其他的电脑，使电脑房内使用的电脑数量达到40台，则对于电脑房中电路的变化，下列说法正确的是(　　)
A．线路中总电阻变大　B．进户线中电流变小
C．线路中总功率变大 D．进户线两端电压升高
1
C
巩固新知
【中考·内江】在家庭电路中，电热水器正常工作的电压为________V，它与家中的空调器是________(填“串联”或“并联”)连接的，家庭中每月的耗电量用________表计量。
2
220
并联
电能
2
知识点
短路对家庭电路的影响
短路是家庭电路中电流过大的另一个原因。
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？
合作探究
你知道形成家庭电路中短路的原因是什么吗？
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。
家庭电路中短路很容易造成火灾。
在家庭电路中常常发生下列情况：在台灯开 关断开的情况下，把台灯插头插入插座时，室内其 他电灯全部熄灭，保险丝熔断；有时是在台灯插头
插入插座后，闭合台灯开关，室内其他电灯全部熄灭，保险丝熔断。引起这两种故障的最大可能是(　 )
A．前者是插座短路，后者是灯泡短路
B．前者是插头短路，后者是灯泡短路
C．两者都是插座短路
D．两者都是插头短路
【例2】
B
【解析】
利用图示法分析。如图所示，当台灯开关断开
时，引起电路中电流过大的原因只能是插头短路
——插座一直接入电路，未引起电路异常，故其
完好；而台灯未接入，对电路也无法带来影响。
当台灯开关闭合时，引起电路中电流过大的原因只能是灯
泡短路。
拓展延伸：
家庭电路中开关短路，只会使该开关控制的用电
器一直工作，一般来说不会造成电路中电流过大。
新知小结
【中考·自贡】家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是(　　)
A．家庭中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
1
B
巩固新知
如图所示的甲、乙两个电路中，开关闭合后，电线燃烧起来，甲产生的原因是_____________________
_________________；乙产生的原因是___________。
2
电路中同时使用的用
短路
电器总功率过大
3
知识点
保险丝的作用
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
合作探究
1．材料：铅锑合金
　　　保险丝的电阻比较大，熔点比较低
观察保险盒和闸刀开关上的保险丝。
你知道保险丝是如何起到“保险”作用的吗？
观察演示实验
2．电路中电流过大时，保险丝熔断，自动切断电
路，起到保护作用。
注意：不能用铁丝或铜丝作保险丝 。
3．保险丝应串联在电路中
4．新型保险装置：空气开关
空气开关
住宅配电箱
家庭电路中的保险丝烧断了，下列做法中正
确的是(　　)
A．用铜丝替换
B．为了保险，选择尽量粗的保险丝替换
C．选择额定电流稍小于电路中最大正常工作电
流的保险丝替换
D．选择额定电流等于或稍大于电路中最大正常
工作电流的保险丝替换
【例3】
D
千万不要用铜丝代替保险丝，因为一旦电流过大时铜
丝起不到保护功能；选择保险丝时，如果选择太细的
保险丝，相同条件下，保险丝越细，电阻越大，产生
的热量越多，会很快达到保险丝的熔点，电路将无法
正常工作；如果选择太粗的保险丝，在电路中电流过
大时，相同条件下保险丝越粗，电阻越小，产生的热
量越少，不能达到保险丝的熔点，不能熔断，也不能
起到保险的作用；保险丝的选用必须与家庭电路相匹
配，保险丝的额定电流要等于或稍大于电路中正常工
作时的最大电流。
【解析】
利用口诀法记忆保险丝的选择方法：
铅锑合金保险丝，电阻较大熔点低。过粗不熔
不保险，过细电路常断电。选择合适保险丝，千万
别用铁铜丝。
新知小结
石墨烯被证实是世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质，它的导电性能非常好、导热性能非常强，而且熔点超过3 000 ℃。你认为石墨烯这种材料________用来做保险丝；________用来做高压输电线。(均填“能”或“不能”)
1
不能
能
巩固新知
1
知识小结
保护装置
家庭电路中电流过大
保险丝和空气开关
原因
归纳新知
1. 家庭电路中电流过大的原因：
(1)同时使用的用电器总功率过大；
(2)发生短路。
2. 保险丝的安装：支路中的保险丝串联在所要保护的电
路的火线上，干路中的保险丝应安装在总开关的下方。
职业学校电气专业的小强同学在学习安装照明电路时，由于操作不规范，导致开关中两个接线柱接到一起。这样产生的后果是(　　)
A．灯不能正常发光 B．保险丝迅速熔断
C．开关依然起作用 D．灯总是亮着
2
易错小结
易错点：不能区分开关失去控制作用与短路
D
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。其原因各是什么？
1
课堂练习
解：图甲起火原因是电路中接入的四盏灯和一个电炉都在工作，使得它们并联后的电阻变小。电压不变，电阻变小，电流变大。图乙是因为短路，导致的电流过大。
电焊利用电流的热效应将焊条熔化，从而使金属部件连接在一起某电焊机输出电压40 V、输出功率
2 000 W。各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全栽流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表。从安全角度考虑，应选择哪种导线作为电焊机的输出导线？请计算后说明。
2
导线规格
导线横截面积/ mm2
2.5
4
6
10
安全载流量/A
28
37
47
68
解：根据 得，
电焊机工作时的
电流 ，应该选择导线横截面积为10 mm2的导线。
制作保险丝为什么要选择熔点较低、电阻较大的材料？
3
解：当电路发生故障或异常时，伴随着电流的不断升高，保险丝会在电流升高到一定程度时自身熔断，从而起到保护电路的作用，所以保险丝要求熔点较低、电阻较大。
当电源插头出现如图所示的甲、乙两种情况时，一旦插入插座内，会造成短路的是______(填“甲”或“乙”)。
4
乙
【中考·贵港】学生宿舍楼的保险丝熔断了，下列说法正确的是(　　)
A．立即换上与原来相同的保险丝
B．排除故障后，换上与原来相同的保险丝
C．排除故障后，换上较粗的保险丝
D．排除故障后，可以用铁丝代替
5
B
【中考·自贡】某家庭电路的部分电路如图所示，其中甲、乙两处分别装用电器和开关。对此电路，下列说法正确的是(　　)
A．火线上的保险丝应该改装
到零线上
B．甲处应装用电器，乙处应装开关
C．当用电器功率增大时，通过保险丝的电流就
增大
D．当保险丝熔断后，可以用铜丝代替
6
C
1．用公式________分析可知，当家用电器的______________会造成电路中电流过大，此时保险丝就会熔断，切断电路。
总功率过大
课后练习
2．(2018?宿迁)如图所示，家庭电路中的同一个插座上连接了多个大功率用电器。用电器所接电压是________V，用电器的连接方式是________。在日常生活中，不宜同时使用这些用电器，防止电流过大，因电流的________效应而引发火灾。
220
并联
热
【答案】100.5；8 800；3.6×104；60
4．家庭电路若发生短路，电路的总电阻会变得很小(甚至比导线电阻还要小)。由__________________可知，干路中电流会________，短时间内将产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。
非常大
5．(2019·广安)下列情况会造成家庭电路中的“空气开关”自动“跳闸”的是(　　)
A．开关中的两个线头相碰
B．双孔插座中的两个线头相碰
C．灯泡灯丝断了
D．插头和插座接触不良
【点拨】开关中的两个线头相碰，只是开关不起作用，用电器总是工作，不会引起电流过大，“空气开关”不会自动“跳闸”，A不符合题意；双孔插座一孔接火线，一孔接零线，两线相碰相当于直接把火线和零线接通，这是短路，会引起电流过大，“空气开关”会自动“跳闸”，B符合题意；灯泡灯丝断了，是断路，“空气开关”不会自动“跳闸”，C不符合题意；插头和插座接触不良，是断路，“空气开关”不会自动“跳闸”，D不符合题意。
【答案】B
6．插线板新国家标准要求插线板的插孔必须设置“保护门”，“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故，同时可避免灰尘长期沉积而造成的内部________(填“断路”或“短路”)。在线材方面要求：如果最大工作电流为16 A的延长线插座，导线的最小横截面积由原来的1 mm2增加到1.5 mm2。请你根据所学物理知识解释增加导线横截面积的好处______________。
【点拨】灰尘长期沉积会造成插线板内部短路，从而烧坏插线板，“保护门”可以有效地防止这一安全隐患；材料、长度相同的导线，横截面积越大，电阻越小，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越小，产生的热量越少，采用横截面积更大的导线可以避免外部绝缘皮过热，引起火灾。
【答案】短路；材料、长度相同的导线，横截面积越大，电阻越小，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越小，产生的热量越少，采用横截面积更大的导线可以避免导线过热，引起火灾
7．保险丝：①原理：电流的________效应；②作用：当电路中电流过大时，能______电路，起到________作用；③材料：由电阻率________，熔点________的铅锑合金制作；④选择：保险丝的额定电流________电路中最大正常工作电流；⑤连接：一般接在______线上，且与保护的电路________联。注意：禁止用铜丝、铁丝等代替保险丝。现在新建的供电线路常用起保险作用的____________代替保险丝。
热
切断
保护
大
低
略大于
火
串
空气开关
8．(2019·无锡)如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的
开关时，会发现熔丝被熔
断。下列说法正确的是
(　　)
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故；②实验中通过熔丝的电流大于铜丝；③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝；④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流大小有关。
A．只有①② B．只有①③④
C．只有②③④ D．①②③④都正确
【点拨】实验中，熔丝与铜丝串联在电路中，而串联电路中各处电流一定相等。
【答案】B
9．新建楼房不再使用保险丝，而用起保险作用的____________代替，当电路被保险装置切断时，不要急于使____________复位，要先找到发生故障的原因，排除之后再将其复位。
空气开关
空气开关
10．为了探究保险丝的特点，小明利用如图装置进行了如下实验：
(1)在图中A、B间接入一段保险丝，C、D间接入一段铁丝，闭合开关，通电一段时间后，发现保险丝先熔断。
(2)将图中C、D间的铁丝换成一段铝丝，闭合开关，通电一段时间后，发现保险丝先熔断。
实验分析：由上述实验可知，保险丝的电阻较________(填“大”或“小”)，熔点较________(填“高”或“低”)。
大
低
11．下表是五种规格的保险丝的有关数据。
编号
直径D/mm
额定电流I0/A
熔断电流I/A
1
0.21
3.75
7.5
2
0.98
5
10
3
1.02
6
12
4
1.25
7.5
15
5
1.51
10
20
(1)由表中的数据，你能得到哪些有关保险丝的知识？写出两条：
①__________________________________________；
②____________________________________。
保险丝的直径越大，额定电流和熔断电流越大
保险丝的熔断电流是额定电流的2倍
③保险丝有不同的规格，家庭电路要选择合适的保险丝(任选两条)
(2)小华家有“PZ220－40”的电灯4盏，功率为60 W的电风扇一台，1 000 W的电热水器一个，请你帮他家选择一种合适的保险丝。
12．(中考·宜昌)随着宜昌现代化学校创建工作的深入开展，全市各中小学教学多媒体硬件运用越来越多，某校共有15个教室，每个教室配有40 W的照明灯10盏，300 W的投影仪一台，100 W的教学扩音系统一套，300 W的电脑一台，该校的供电电压为220 V。
导线规格
导线横截面积S/mm2
4
6
10
16
安全载流量/A
37
47
68
94
(1)学生在操场上进行半小时的大课间体育活动时，若教室内的这些用电器没有关闭，那么这半小时该校会浪费多少度电？
根据题意，教室内用电器不关闭，消耗的总电功率
P总＝(40 W×10＋300 W＋100 W＋300 W)×15＝
16 500 W＝16.5 kW，W＝P总t＝16.5 kW×0.5 h＝8.25 kW·h＝8.25度。
(2)随着这些硬件的装配，需要对学校供电线路进行改造，表格是各种橡胶绝缘铜芯线在常温下的安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)，从安全角度考虑，该校应选择哪种导线作为干路导线？请通过计算后说明。
13．如图所示的是小林家所用电能表的表盘，下表是他家主要用电器的额定功率。请根据表中
所给信息，解答以下问题：
用电器
白炽灯四盏
电热水壶
电视机
空调机
额定功率
每盏60 W
1 000 W
120 W
1 200 W
(1)这些家用电器在家庭电路中的连接方式是________联。
(2)为了保证电能表稳定安全地工作，通过计算回答小林家这些用电器是否可以同时工作。
并
电能表允许同时工作的用电器的最大总功率为P允＝UI＝220 V×10 A＝2 200 W，这些用电器同时正常工作的总功率为P总＝60 W×4＋1 000 W＋120 W＋1 200 W＝2 560 W，P总>P允，所以这些用电器不能同时工作。
【思路点拨】判断用电器能否同时工作，可比较总电流，也可比较总功率。
(3)经过查阅资料，小林了解到60 W白炽灯与11 W节能灯照明亮度相同，他建议爸爸将白炽灯换成节能灯。请你再提出一条节约用电的建议。
人离开时随手关灯；电视机长时间不看时关闭电源，不要待机等。
再见