人教版九年级物理下册：第19章 第2节 家庭电路中电流过大的原因（导学案）

第2节家庭电路中电流过大的原因77备课笔记课题家庭电路中电流过大的原因课型新授课教学目标知识与技能1.知道电功率和电路中电流的关系，理解电路中的总电流随用电器功率的增大而增大.2.了解家庭电路短路的原因以及短路对家庭电路的影响.3.知道电路中安装保险丝为什么能够“保险”.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、初步的分析和概括能力.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、态度与价值观通过学习了解家庭电路中电流过大的原因以及危害，树立安全用电意识.教学重点1.了解电路中电流过大的原因.2.保险丝的特点.教具准备学生电源（12V）、电流表（0~10A）、小灯泡（若干）、导线（若干，包括几根粗细不同的）、保险丝的作用演示器、各种型号和粗细不同的保险丝（0.4mm、0.81mm、1.25mm）、空气开关（一只）、钢丝和铁丝（各一根）、多媒体课件等.教学难点1.电流随电功率的增大而增大.2.安全用电教育.教学课时1课时课前预习1．家庭电路中电流过大的原因：一是短路，二是用电器的总功率过大.2．保险丝：是用铅锑合金制作的，它的特点是电阻比较大，熔点比较低.保险丝的作用是：当电流过大时，保险丝由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护的作用.巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入师：为了满足广大人民群众的用电需求，国家对农村和城镇进行了大范围的电网改造.同学们知道改造的内容是什么吗？改造前后有哪些不同？生：旧线换新线；更换变压器；更换电能表等.师：改造的目的是增大向用户输送的电功率，让群众用好电.（板书课题）Beikebiji7 进行新课备课笔记小组问题探讨：1.回忆串、并联电路电流、电压、电功率的特点，并互相讨论.2.用电器的总功率过大与用电器个数多之间有什么区别？一家用电器的总功率对家庭电路的影响师：请大家观察课本P109图19.2－1，发现了些什么？生：①用电器很多；②用电器是并联的；③插线板“感到”很累，都冒汗了；④线路可能要烧起来；⑤连接电源和插线板的导线比其他用电器的导线粗一些……师：插线板“感到”很累，甚至于要烧起来，这是什么原因？生：因为用电器的总电流太大了.师：为什么用电器的总电流会太大了？生：因为用电器的总功率太大了.师：为什么总功率大，总电流就会大？生：因为P＝UI，I=P/U，而U＝220V不变，所以P越大，I越大.师：你们能否设计一个实验来验证这个结论呢？板书：当U不变时，P越大，I越大.当上述实验中电流表A的示数大于5A时，问：如果你们家的电能表的额定电流是5A，那会出现什么后果？为此你将怎么办？生：当长时间使用时电能表会烧坏，可以换用一只额定电流更大（如10A）的电能表.师：为什么连接电源与插线板的电线要比其他的电线粗一些？由此你可得出什么样的结论？生：因为插线板中的电流是总电流，其他用电器在支路中，总电流要大.可得出:电线越粗，允许通过的电流越大.师：现代家庭用电器越来越多了，同时工作时总电流越来越大，现在同学们能理解你家在装修更新电路时要用粗一些的电线和额定电流更大的电能表了吧！电路装好了，不便于随时更换，重要的环节是要安全用电，大功率的用电器最好不要同时使用.【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.第二个电烤炉的电阻丝烧断了C.灯泡的灯丝烧断了D.开关接触不良解析：电路中保险丝熔断说明电路中电流过大，电流过大的原因有短路和过载两种.答案：A7 备课笔记规律总结：（1）造成家庭电路短路的原因.①安装电路时不细心，使火线与零线直接连通；②电线绝缘皮被刮破或烤焦；③电线和用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化；④使火线和零线直接连通.（2）家庭电路中电流过大的原因有两个：一是用电器的总功率过大；二是电路中发生了短路.二短路对家庭电路的影响师：请大家观察课本P110图19.2-2，生活中，你们有没有见过这种绝缘皮破损的插头？学生齐声回答“有”.师：是的，这种现象在我们日常生活中经常见到.很多家庭都没有把绝缘皮破损当回事，认为只要能够使用就可以了，其实这种情况非常危险，会造成短路.短路是指电流不经过用电器而与电源直接构成回路.由I=UR可知，发生短路时，电源电压不变，电路中的电阻会很小，相当于导线的电阻，电路中的电流会很大.还有很多种情况会造成家庭电路短路.例如，改装电路时不小心使火线和零线直接连通，电线绝缘皮被刮破或烤焦，电线和用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路.短路时电路中的电流非常大，远远超过导线与设备所允许的电流限度，会产生大量的热，从而可能引起导线和设备损坏或炸裂，很容易造成火灾.所以，在我们日常生活用电时，要注意这些引起短路的安全隐患，做到安全用电.【例2】下列现象不会引起家庭电路发生火灾的是（）A.用电器总功率过大B.短路C.开关内两根线相碰D.线路连接处接触不良解析：开关是接在火线上的，开关内两根线相碰就相当于开关闭合，不会导致电流过大，也就不会引起火灾.答案：C三保险丝及其作用师：生活是美好的，安全是最重要的，所以我们今天还要进一步学习安全用电知识，请同学们仔细观察下面的实验现象，演示如图1：A、B两点间接有塑料层的实验导线，当I大到一定程度时，塑料层会烧起来.师：同学们看到了什么危险现象？你有什么方法可以避免这种现象的发生？生：看到导线上有烟冒出，烧起来了.这时要是能切断电路就好了.教师进一步问：你有什么好方法在没有烧起来之前就能切断电路呢？请把上面的电路进行改进，并画出改进后的电路图.图1图2生：可以在电路上加一根保险丝，如图2所示.师：根据改进后的电路重新演示，请学生注意观察现象.［演示］先连入一个灯泡观察，然后再并联上第二个灯泡、第三个灯泡……当接入较多灯泡时，保险丝熔断.生：在AB没有烧之前，保险丝先熔断了，电路断路，用电器不工作.师：由上面的这种现象，你对保险丝的特点或作用有什么想要知道的？7 备课笔记课后拓展：可通过下表采用对比法了解保险丝、空气开关、漏电保护器、空气开关一体机、断路器的区别：小组问题探讨：保险丝盘和保险管铜帽上标出的是它们的额定电流，还是熔断电流？思想方法：寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫对比法.在解题时可通过对比法了解题中元件的区别与联系.生：①保险丝种类是否很多？②保险丝为什么会烧断？③保险丝的电阻大不大？④保险丝是由什么做成的？⑤保险丝的熔点高还是低？⑥能不能用钢丝或铁丝代替保险丝？……教师拿出各种各样的保险丝让学生观察，并通过演示实验师生共同解答学生提出的各种问题.教师用多媒体播放文件“常用保险丝规格”.表中有两种电流值，额定电流和熔断电流.我国的标准规定：保险丝的熔断电流是额定电流的2倍.当通过保险丝的电流超过额定电流时，保险丝不一定立即熔断，而是超过得越多，熔断得越快.当通过保险丝的电流为额定电流的1.45倍时，熔断的时间不超过5min；当通过保险丝的电流为额定电流的2倍（即等于熔断电流）时，熔断的时间不超过1min.从投影的表中我们看到，不同粗细的保险丝的额定电流是不同的，使用较粗的还是较细的要根据实际情况来选择，否则就起不到保险丝的保险作用.［演示］保险丝的保险作用如图,A、B间接保险丝，C、D间接一段铜丝.先在A、B之间接入一段细保险丝，调节滑动变阻器的滑片，使电流增大到能使保险丝熔断的某一值（也可在电路中接入电流表）.学生观察.生：铜丝没有什么变化,保险丝被熔断了.保持滑动变阻器滑片位置不变，即保持电路中电流不变.在A、B间换上一段较粗的保险丝，接通电路.学生观察.7 备课笔记小组问题探讨：夏天用电量增大，经常会出现保险丝熔断的现象.说一说在安装保险丝时需要注意什么？知识拓展：温度保险丝常见于现今的电热类装置中，当温度超过一定的安全温度后会熔断.具有温度保险丝的装置例如：电锅、电热器、咖啡机、吹风机等.特别提醒：口诀法：保险丝的选择可按以下口诀选择“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”.保险丝额定电流要大于或等于所有用电器的总额定电流之和.生：保险丝和铜丝均完好，没有断开.能使细保险丝熔断的电流，不一定能让粗保险丝熔断.师：同学们认识了保险丝，保险丝为什么能“保险”呢?生：电路中连入保险丝后,如果电路中电流过大，保险丝熔断，断开电路，使用电器不因电流过大而损坏，从而起到保险的作用.师：刚才演示中接入粗保险丝时并不熔断，能起到保险的作用吗？能用铜丝或铁丝代替保险丝吗？生：额定电流小的电路中可以选择较细的保险丝.如果在额定电流小的电路中选择太粗的保险丝就不能起到有效的保险作用.绝对不能用铜丝或铁丝来代替保险丝.师：现在谁能解释保险丝为什么要用电阻大.熔点低的材料制作？生：只有保险丝电阻大，相同的电流流过电路时，保险丝才能产生比别处更多的热;只有它的熔点低，在有危险时它才能首先熔断，从而保护其他电器.师：保险丝实际上是利用电热的一个例子.每种规格的保险丝都有它的额定电流，我们在选用或购买保险丝时要根据电路中的电流大小适当地选购，否则就不能安全保险.当然随着科技的发展，现在越来越多的人使用另一种保险装置——空气开关（用多媒体演示空气开关，这里只作简单的介绍）.师：请大家再看课本P112的“想想议议”，同学们看了他们的对话有什么想法，请大胆发表自己的见解.生1：售货员说花不了多少电费、省电，是说使用微波炉消耗的电能少.生2：顾客说常常“烧保险”、费电，是说微波炉的功率很大.生3：他们的说法都不错，只不过角度不同.微波炉功率确实很大，但用它加热食品非常快，由于工作时间短，所以消耗的电能就不会太多.师：同学们表现非常好，大家可以在课后继续讨论有关问题.【例3】关于保险丝，下列说法中正确的是（）A.选用额定电流越小的保险丝，就越安全B.选用的保险丝越粗越好C.保险丝熔断后可用铜丝来代替D.电路中有保险丝，不一定起到保险作用解析：保险丝额定电流过小，会使电路造成断电，用电器不能正常工作，故A错误.如果选择太粗的保险丝，相同条件下保险丝越粗，电阻越小，产生的热量越小，在电路中电流过大时，不能达到粗保险丝的熔点，不能熔断，不能起到保险作用，故B错误.铜丝的电阻率小、熔点高，用铜丝代替保险丝，不能在电流过大时，自动切断电路，故C错误.当电路中的电流过大时，保险丝能产生较多的热，便于保险丝迅速熔断，从而起到保护电路的作用.但电路中的保险丝必须合适才能起到保护作用，太粗或太细都不行，故D正确.答案：D7 教学板书课堂小结本节课我们通过演示和分析，了解了电路中用电功率P越大或并联越多用电器，电路中的电流I就越大，同时短路也会造成家庭电路中电流过大，电流过大会产生大量的热，很容易造成火灾.还介绍了保险丝如何保险，保险丝的原理、结构和规格等知识.这节课的内容与我们的生活密切相关，通过本节课的学习，希望同学们能将学到的知识应用到实际中.教材习题解答想想议议(P109)解答：用电功率越大，电路中的电流就越大.由于家庭电路中电压是一定的，因此电功率越大，电路中的总电流也越大.想想议议(P112)解答：售货员是从电能角度说的，顾客是从功率的角度说的.售货员的意思是用微波炉加热食品耗费的电能不多，顾客的意思是微波炉是大功率用电器，使用时会使电路中的总电流超出保险丝的熔断电流，从而熔断保险丝.解决的方法：可以选择一款额定功率较小的微波炉.动手动脑学物理(P112)1.解答：甲图是因为线路中用电器的总功率过大，导致电路中的总电流过大，从而烧坏电路；乙图中金属线直接连接火线和零线，造成短路，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使线路的温度急剧升高，进而燃烧起来.2.解答：输出电流I=P、U=2000W、40V=50A,由表可知，安全载流量大于50A的只有第4种规格，故应选择横截面积为10mm2的导线作为电焊机的输出导线.3.解答：选择熔点较低、电阻较大的材料制作保险丝，当线路中电流过大时，保险丝可以在其他用电器烧坏前迅速发热、熔断，起到保护电路的作用.难题解答【例4】在家庭电路中常常发生：在台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内其他电灯熄灭，保险丝熔断.有时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.引起这两种故障的最大可能（）A．前者是插座短路，后者是灯泡短路B．前者是灯泡短路，后者是插头短路C．两者都是插座短路D．两者都是插头短路解析：在台灯插头插入插座后，闭合开关前，都正常，说明插座、插头完好.闭合开关后室内其他电灯全部熄灭，保险丝熔断，并且台灯的功率很小，说明是灯泡处有短路.把台灯插头插入插座前，电路正常，说明插座完好.当把台备课笔记7 备课笔记灯插头插入插座时室内其他电灯全部熄灭，保险丝熔断，并且开关是断开的，说明与灯泡处无关，造成保险丝熔断的原因是插头处发生短路.故选B.答案：B布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。教学反思1.电功率过大是引起电流过大的原因很好理解，就是在讲家庭电路时，学生对并联电路中电流、电压、电功率的规律有点忘记了，以后要尽量在这里再补充一下.家庭电路的一般画法也要在这里体现出来.2.本节课的教学内容较多，难度不大，教师要设计好情景，做好一些具体的演示实验，鼓励学生仔细观察，发现问题，大胆地猜想，有感而问，调动学生的积极性，使学生感到自己真的是学习的“主人”.3.特别要指出的是教学设计中学生回答的答案都是理想中的，在实际操作时肯定会有一些不太理想的想法或其他的一些奇思妙想，教师可根据实际情况适当加以调整处理.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：7