19.2 家庭電路中電流過大的原因【教學目標】知識與技能1知道家庭電路中電流過大的兩個原因。2了解保險絲的材料特點，理解保險絲是如何起保險作用的。3會解決有關家庭電路的簡單問題。過程與方法1、通過觀察體驗保險絲怎樣保險，培養學生的觀察能力，初步的分析和概括能力。2、通過聯系生活實際，培養學生利用物理知識解決簡單問題的能力。情感態度與價值觀1、通過本節課的學習，使學生進一步體驗安全用電的重要性，增強學生安全用電的意識。2、通過學習本節內容，進一步激發學生對學習物理的興趣、培養學生嚴謹的科學態度。【教學重難點】教學重點：分析家庭電路電流電流過大的原因；知道保險絲為什么能夠“保險”。教學難點：家庭電路中電路中電功率的計算；保險絲的構造與原理。【教學方法】學生分組合作探究式教學。演示法、觀察法、討論法。【教學準備】或【實驗準備】電源、小燈泡（帶座）若干、電流表、保險絲（粗細不同）、銅絲、滑動變阻器、導線若干及多媒體等【教學過程】主 要 教 學 過 程教學內容教師活動學生活動一、創設情景導入新課【創情景，導新課】播放視頻：中央民族大學學生1號公寓S0601女生宿舍起火，北京市消防局在民族大學通報：火災由接線板短路引燃床頭所致。我國城鄉許多地區進行家庭供電線路的改造，主要內容是把電線換成更粗的，電能表換成標定電流更大的，請你結合視頻和線路改造說一說這種改造的必要性。家庭電路與我們的生活息息相關，我們今天就來研究家庭電路中電流過大的原因。（設計意圖：結合視頻并聯系生活實際思考問題，為本節課的學習作鋪墊，肯定大家的想法，激發學生學習興趣。）結合視頻和生活實際談看法：隨著人們生活水平的提高，家庭電路中大功率用電器越來越多，總功率變大，總電流變大，導線和電能表允許通過的電流必須變大，所以電線要換粗，電能表要換成標定電流更大的。二、探究學習（一）家用電器的總功率對家庭電路的影響（二）短路對家庭電路的影響（三）保險絲的作用1、保險絲及新型保險裝置（空氣開關）2、學以致用一、家用電器的總功率對家庭電路的影響【實驗體驗1】：電功率與電流的關系活動1：把2節干電池、3.8V小燈泡、開關、電流表組成串聯電路,觀察電流表示數。活動2：把多個小燈泡依次遞增與3.8V小燈泡并聯,再觀察電流表示數。(1)電路中只有一個小燈泡時,閉合開關,電流表示數 (選填“較小”或“較大”)。(2)把多個小燈泡并聯接入電路中,用電器的總功率在______(選填“變大”或“變小”)。此時電流表示數 (選填“變大”或“變小”)。結合“實驗體驗1”,思考以下問題：由“體驗1”可知,電路中的電流會隨電路總功率的增大而 (選填“增大”或“減小”)。【實驗體驗2】利用如下圖保險絲作用演示器演示：保險絲部位換成銅絲，功率較小時，電路正常工作。總功率過大時導線上的絕緣皮冒少量煙，后迅速斷開電路。實驗中：（1）你看到了什么現象？（2）導線為什么被燒毀？（3）電路中的電流為什么很大？通過上面的兩個體驗活動思考：家庭電路中,當增加大功率的用電器時,如何保證電路安全?【實驗總結】1、 對某一個用電器來說，用電器的功率越大，則電路中的電流也就越大。2、 電路中接入的用電器過多，也容易使電路中的電流過大。【練一練】炎炎夏日即將來臨，明明家新購置了一臺1 kW的空調。已知他家原有用電器的總功率是1 020 W，電能表上標有“220 V 10 A”的字樣。請你通過計算說明：（1）使用這臺空調時，通過它的電流是多少？（2）從安全用電的角度考慮，明明家的電路是否允許安裝這樣一臺空調？解 （1）空調接入家庭電路使用，電壓為220 V。（2）方法 計算同時使用所有用電器時的總電流是否超過10 A。所以，從安全用電的角度考慮，可以安裝這樣一臺空調（設計意圖：利用所學知識解決實際問題，提高學生的應用能力。并嘗試一題多解，提高學生靈活運用知識的能力。）二、短路對家庭電路的影響【想想議議】有時候家庭電路中用電器的總功率并不是很大，但是也會產生電流過大的現象，你認為原因可能是什么？實驗體驗：短路的演示實驗在如下圖中的電路的干路上加保險絲再在燈的兩端BD處并聯一段導線當閉合干路開關S時，觀察到什么現象？這個實驗又說明什么問題？小結：家庭電路中出現短路也引起電流過大提問：為什么出現短路，電路中電流就很大呢？總結短路是家庭電路中電流過大的另一個原因。三、保險絲的作用【想想議議】如何防止總功率過大或短路對家庭電路的危害？小結：為了防止電路中電流過大，發生危險，電路中常常要安裝保險絲，以保護用電器或人身安全。演示實驗：展示各種規格的保險絲。你知道保險絲是如何起到“保險”作用的嗎？觀察演示實驗：實驗中你看到了什么？這個現象說明了什么？學生討論總結：如圖連接電路，電流較大時，保險絲熔斷，而導線和銅絲等不會損壞。可見，在電流較大時，保險絲會先行熔斷，自動切斷電路，對整個電路起到保護作用。【想想議議】為了起到保險作用，保險絲應該具有什么樣的材料特點？保險絲與用電器的連接方式應該是怎樣的？學生自學課本P111結合生活實際討論。（設計意圖：利用已有的物理知識分析實際問題，學以致用，體會到物理學習的樂趣和學習的成功感。）總結：保險絲及新型保險裝置（空氣開關）（1）材料：由電阻大、熔點低的鉛銻合金制成的（2）原理：當電路中電流過大時，電能轉化成熱的功率迅速增大，保險絲由于溫度過高而熔斷，切斷電路，起到保護作用（3）安裝：保險絲或空氣開關通常安裝在電能表之后的進戶線上，并應串聯在電路中。（4）選擇：家庭電路中保險絲的額定電流應等于或稍大于電路正常工作的電流。 （5）注意事項：當電路被保險裝置切斷時，不要急于更換保險絲或使空氣開關復位，要先找到發生故障的原因，排除之后再恢復供電【學以致用】再次回憶剛才的短路實驗 并學以致用。家中的保險絲燒斷了，怎么辦？（設計意圖：通過實驗再次體會保險絲的作用，并通過觸目驚心的實驗現象加強安全用電意識。）學生動手實驗，探究電功率與電流的關系學生討論原因：體驗1：由電功率公式P=UI,可得到I= P/U ,當電路中電壓一定時,電功率P越大,電路中電流I就越大。學生總結：用電器總功率過大會使得電流過大，而電流過大有安全隱患，容易引發火災。學生思考：導線冒煙是因為導線中的電流過大，根據I總= P/U ,若干路電流超過導線和電能表允許的最大電流,應重新更換導線和電能表或是給大功率用電器鋪設專線。根據學過的內容，利用計算回答，并通過比較功率或比較電流的方法做出判斷。完整規范筆記解題過程方法計算用電器的總功率是否超過電能表允許使用的最大功率學生回答：由于改裝電路時不小心、或絕緣皮破損或老化等原因使火線和零線直接連通，造成短路，使得電流過大。學生討論回答：在短路情況下，根據U=IR，因為U一定，R很小；所以I就很大 學生回答：應在電流較大時自動切斷電路，使用保險絲。通過實驗體會保險絲保護電路的作用。并將保險絲與銅絲、導線等進行比較。學生思考并回答：在電流較大時，與導線相比，相同時間內保險絲上必須產生更多的熱量。根據焦耳定律Q=I2Rt，保險絲與導線串聯，電流相同，所以保險絲的電阻遠大于導線的電阻。應采用電阻率大、熔點低的材料作保險絲。保險絲與用電器必須串聯。學生結合所學解決問題：步驟：1.斷開家中總開關2.查找并排除故障3.更換相同規格的保險絲4.合上總開關注意：要用相同規格的保險絲更換，不能用鐵絲、銅絲代替保險絲知識梳理本節課在知識上有哪些收獲、哪些遺憾通過交流、回顧來進一步鞏固本節課的知識。(設計說明：鼓勵學生大膽發言，各抒己見，對學生的見解，教師都應予以肯定。教師最后畫龍點睛，簡要概括。)當堂達標檢測課下作業物理課本P112動手動腦學物理