[人教版]九年级物理+19.2 家庭电路中电流过大的原因 (导学案) 【教师版】

19.2家庭电路中电流过大的原因（导学案）

【学习目标】1.知道家庭电路中电流过大的原因是家用电器的总功率过大和短路。

2.知道保险丝的作用。

3.有初步的安全用电常识和节约用电意识。

【学习重点】分析家庭电路电流过大的原因。

【学习难点】家庭电路中电功率的计算。

【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.家庭电路中电流过大的原因

家庭电路电流过大的原因有两个：一是用电器的总功率过大，二是发生短路，即火线和零线直接连

接。2.保险丝

保险丝是用铅锑合金制成的，电阻比较大，熔点比较低。当过大的电流通过时，保险丝产生较多的

热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用。禁止用铁丝、铜丝等代替

保险丝。现在新建楼房用空气开关代替保险丝。

【合作探究】

探究一、家用电器的总功率对家庭电路的影响

【想一想】在我们日常家庭用电过程中，有时会出现以下现象：家庭电路中同时使用空调、微波炉

等大功率用电器时出现跳闸断电；阴雨天即使不使用大功率用电器也出现跳闸断电；甚至由于电路老化，

用电不当等造成火灾事故，这些都是电流过大造成的。

家庭电路中，电流过大的原因是什么？1.家用电器的总功率

【推导】在家庭电路中，各用电器是并联的，家用电器的总功率和各用电器的功率之间的关系是P=P1+P2+…+Pn可见，在家庭电路中，同时工作的用电器越多，尤其是同时工作的大功率用电器越多，电路消耗

的总功率就越大。2.电路中的电流与家用电器总功率的关系

（1）演示实验

①如下图所示，把额定电压是3.8V的3个小灯泡并联接在电源上，逐个闭合开关S1、S2、S3，

观察电流表示数的变化情况?

②实验现象：逐个闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数变

大。

③分析：并联的小灯泡越多，电路的总功率越大，电路中的总电流越大。

④结论：用电器的总功率越大，电路中的总电流越大。

演示实验电路用电器的总功率越大，电流越大

（2）理论推导

根据P=UI，可得I=P/U。因为家庭电路中的电压220V是一定的，所以用电器总电功率P越大，电

路中的电流I就越大。

（3）结论

用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。3.家用电器的总功率对家庭电路的影响

即使每个用电器的功率不算很大，如果很多用电器同时使用，它们的总功率也会相当可观，电路中

的总电流也可能超过安全值。根据焦耳定律可知，产生的热量就越多，会引起线路故障，甚至发生火灾。

因此，电路中同时使用的用电器不能太多。

【想一想】为了防止家庭电路出现总功率过大现象，家庭用电时，要注意什么？

【归纳】①大功率用电器不要同时使用；

②对于空调、电暖器、电热水器等功率较大的用电器，应采用独立供电的方式，即一条线路专供一

大功率的用电器使用。

【例题1】明明家电能表规格是“220V10A”，他家现已安装“220V630W”热水器一台，“220V180W”电视机一台，“220V150W”的电冰箱一台，“220V800W”的电饭锅一个。请你通过计算说

明：

（1）若家中已安装的这些电器同时工作，电路中的电流是多大？

（2）从电能表使用的角度考虑，他家是否还可添置一台1kW的空调？

【解析】（1）已安装用电器的总功率P＝630W+180W+150W+800W＝1760W

这些电器同时工作时的电流I=P/U=1760W/220V=8A

（2）该电能表允许接入的用电器的最大功率P大＝UI大＝220V×10A＝2200W

还可安装用电器的功率P2＝2200W-1760W＝440W＝0.44kW<1kW

所以，从电能表使用的角度考虑，不能安装这样一台空调。

探究二、短路对家庭电路的影响

【想一想】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？1.短路是家庭电路中电流过大的另一原因

【演示实验，注意该实验自己不要做】

（1）如图所示，断开开关，用导线将A、B两点起来，闭合总开关观察发生的现象。

（2）实验现象：保险丝快速熔断。

（3）现象分析：当用导线将A、B两点连接起来时，火线与零线直接相连，发生短路，由于导线

的电阻很小，电源电压为220V不变，根据I=U/R可知，短路时电路中的电流非常大。由Q=I2Rt可知，

保险丝会产生大量的热量，温度急剧升高，快速熔断。

（4）结论：短路是家庭电路中电流过大的另一个原因.2.造成家庭电路中短路的原因

家庭电路中的短路就是直接或间接将火线与零线连通，如下列情况：

（1）人为原因：如在电路安装维修中不细心造成火线和零线连通。

（2）使用问题：如电线绝缘层破损，或者是使用时间长，或者是使用环境恶劣。使得导线绝缘层

老化，用电器和插座进水造成火线和零线直接连通。

（3）元件损坏：例如家用电器绝缘材料老化，设计、制造、安装、维护不良等造成的设备缺陷发

展为短路。3.短路对家庭电路的影响

根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，

使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。

【想一想】为了防止电路中电流过大引发事故，你有哪些好的建议？

【归纳】避免同时使用大功率的用电器；改造线路，例如把电线换成更粗的铜导线；电能表换成额

定电流更大的。【例题2】小华将手提电脑的电源线插头插入墙上一个两孔插座时，听到一声巨响，同时室内电灯

全部熄灭。检查后发现电脑电源线已炸开，室内断路器也已自动断开。对此次事故原因的分析最恰当的

是（A）A．可能是电脑电源线的插头原来已经短路B．可能是电脑电源线炸开处内部已断路

C．一定是室内断路器断路D．一定是插座内部原来就已经短路

【解析】由题意可知，手提电脑的电源线已炸开，室内断路器也已自动断开，说明电路中有短路故

障。A．若电脑电源线的插头原来已经短路，当插头接入插座后会造成电路短路，电流过大使得电脑电

源线炸开、断路器自动断开，A符合题意；B．如果电脑电源线炸开处内部已断路了，电脑所在电路处于断路状态，不会造成断路器自动断开，

故B不符合题意；C．如果室内断路器断路，电路中没有电流，将电脑的电源线插头插入插座时不会发生短路，电脑

电源线不会被炸开，故C不符合题意；D．如果插座内部原来就已经短路了，则不接入电脑时电路就已经短路，接入电脑之前断路器就会自动

断开，故D不符合题意。所以选A。

探究三、保险丝的作用

【想一想】为了防止电路中电流过大引发事故，除上述措施外，你还有哪些好的建议？

人们常用给电路加装一个保险装置（保险丝），防止电路中电流过大，如图所示。保险丝是如何保

护电路的呢？1.保险丝的作用

（1）演示实验：如图，把铜丝、滑动变阻器串联在电源上。在A、B之间接入一段细保险丝，调节滑动

变阻器的滑片，使电流逐渐增大，观察现象。

（2）现象：电流增大到一定程度时，保险丝熔断，而导线和铜丝等不会损坏。

（3）结论：在电流较大时，保险丝会先行熔断，自动切断电路，对整个电路起到保护作用。（这

是利用了电流的热效应）

【想一想】保险丝的材料有什么特点？在家庭电路中怎样选择、安装保险丝？

【阅读课本P111并回答，进行归纳】2.保险丝的材料保险丝由电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成。当电流过大时，电阻较大可以使电流通过保险丝产

生的热量多，熔点较低可以更容易熔断。保险丝在电路中的符号

3.保险丝在电路中的符号：见上图。

4.保险丝的规格保险丝的规格用额定电流来表示。保险丝越粗，额定电流和熔断电流就越大；一般情况下，熔断电

流是额定电流的2倍。5.保险丝的选择选择保险丝时应使保险丝的额定电流等于或略大于电路中的最大正常工作电流。注意：不能用铜丝

或者铁丝代替保险丝。6.家庭电路中常见保险丝的安装

保险丝通常串联安装在闸刀开关之后的进户线上，也可以只接在一根火线上，且与保护的电路串联。

7.空气开关

现在新建居民楼电路中的保险装置已经不再使用保险丝，而是用起保险作用的空气开关代替。空气

开关安装在电能表后，当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路。

【想想议议】

商场中，一位顾客和一位卖微波炉的售货员出现了不同意见。售货员说，微波炉很省电，用它加热

食品花不了多少电费；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉常常“烧保险”。他们各是从什么角度说

的？应该怎样用科学术语表达他们的意思？你能解决他们的矛盾吗？

【解析】售货员是从微波炉消耗电能的多少的角度来说的，而顾客是从微波炉功率大小的角度说的；

售货员应说：微波炉消耗的电能少，加热食品花不了多少电费。顾客应说：我家微波炉的功率大，一开

就容易烧保险；可以使用功率稍小的微波炉或换额定电流稍大的保险丝。

【例题3】下表是某教室的所有用电器，若有额定电流为6A、8A、12A的保险丝供你选择，你应

该选择哪种规格？用电器功率电灯40W电风扇80W饮水机500W投影仪1000W【解析】用电器总功率：P=P1+P2+P3+P4=40W+80W+500W+1000W=1620W

干路最大电流：�最大=�总�=1620W220V=7.4A

所以应选用额定电流是8A的保险丝。

【例题4】如图，将多个用电器在同一个插排上同时使用，由于______过大，会造成家庭电路中的

电流过大，此时______（填“空气开关”或“漏电保护器”）会自动切断电路，起到保护电路的作用。

在切断电路前，图中___号线中的电流最大。

【答案】总功率，空气开关，1.

【解析】将多个用电器插在同一个插排上同时使用，用电器的总功率过大，根据P=UI可知，在电

压一定时，会造成家庭电路中的总电流过大。总电流过大，空气开关会自动断开。

图中2、3、4、5、6、7号线通过的是支路电流，1号线通过的是总电流，根据并联电路干路电流等于各

支路电流之和，1号线中的电流最大。

【归纳整理】

第2节家庭电路中电流过大的原因

【精讲点拨】1.家庭电路中电流过大的原因有2个：①电路中用电器的总功率过大；②发生短路。

2.判断家庭电路所安装的用电器能否同时使用的方法：

（1）采用功率比较法。先根据电能表的规格，利用公式P=UI计算电路允许的最大总功率P总，再

求出准备同时使用的用电器的总功率P实总=P1+P2+P2+…，最后比较P总和P实总得出结论。

（2）采用电流比较法。先利用求和法求出准备同时使用用电器的总功率P实总，再利用I=U/R求干

路上实际总电流I实总，最后比较I实总和电能表的最大额定电流I额得出结论。

【课堂练习】1．如图所示的家庭电路中，开关闭合后，保险丝因电流过大而熔断。甲、乙两图产生电流过大的原因是

不同的，甲图中的原因是_______；乙图中的原因是_______。