第2节 家庭电路中电流过大的原因(3)

第2节家庭电路中电流过大的原因【随风潜入夜，润物细无声。

出自杜甫的《春夜喜雨》◆教学目标】一、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”.二、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.三、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.【教学难点】1.电流随电功率的增大而增大.2.安全用电教育.【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（0.4 mm、0 .81mm、1.25mm)、空气开关(一只）、钢丝和铁丝(各一根）、多媒体课件等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】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）【进行新课】知识点1 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页图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电线粗一些师插线板“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，而U=PI,而U=220V不变，所以P越大，I大.师你们能否设计一个实验来验证这个结论呢？这里可让学生自己先在下面设计电路图，然后老师在黑板上画出自己设计的电路图，让学生对比一下，并根据电路连接实物图，进行演示验证：随着用电器工作的功率增大，电流表的示数不断地增大，进一步巩固了上面的结论.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 为什连接电源与插线板的电线要比其他的电线要粗一些？由此你可得出什么样的猜测？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，重要的环节是要保护电路进行安全用电，大功率的用电最好不要同时使用.知识点2 短路对家庭电路的影响师 请大家观察课本P110页图19.2-2，生活中，你们有没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直接构成回路.由RU I 可知，发短路时，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，要做到安全用电.知识点3 保险丝师生活是美好的，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 AB两点间接有塑料层的实验导线，当I大到一定时候时，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，会烧起来.这时要是切断电路就好了.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.生:可以在电路上加一根保险丝，如图2所示.(对保险丝的安装位置，也可让学生自己分析解答）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、第三个灯泡……可以看到电流表示数增大，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？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”.[演示]保险丝的保险作用如图，A、B间接保险丝，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（也可在电路中连入电流表）.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.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溶断.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，保险丝首先熔断，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？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一一空气开关(用多媒体演示空气开关，这里只作简单的介绍，下一节进一步学习）.师大家再看课本P112，“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: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:顾客说一开就“烧保险”费电，是说微波炉的功率很大．生3:考虑的都不错，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.师学们表现非常好，大家可以在课后继续讨论有关问题.教师结束语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.课后作业完成本课时作业.该课主要涉及到家庭电路中的安全用电，教师在讲解时要注意联系生活实际，同时要联系之前学习的欧姆定律、电功电热等有关知识，加深同学们的理解.1.电功率过大是引起电流过大的原因很好理解，就是在讲并联电路时，学生对家庭电路的并联关系有点忘记了，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.【素材积累】1、只要心中有希望存摘，旧有幸福存摘。

第2节家庭电路中电流过大的原因“想想议议”教材开始“想想议议”，指出我国城乡许多地区进行家庭供电线路的改造问题，引导学生思考、猜想、从理论上加以验证。

从实际现象引入新课，更好地贯彻“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

教材最后“想想议议”，售货员、顾客争论的微波炉省电、费电问题，从学生熟悉的生活实际出发，引导学生分析，他们论述的角度不同。

使学生习惯从生活中发现问题，运用物理知识物理去解决实际问题。

家用电器总功率对家庭电路的影响本节“家庭电路中电流过大的原因”，具有承上启下的作用，使学生搞清电路中有时电流为什么会过大，既能对上一节中保险丝的作用有进一步的了解，同时，使学生懂得避免短路和超负荷用电的道理，也是保证家庭用电安全的一个重要常识。

教材从实验观察与理论分析两个方面进行了说明、讲解，同时着重引导学生在观察实验现象的基础上，综合运用学过的知识，分析电路中的电流变化情况，理解电流过大的原因，使学生掌握运用知识分析实际问题的方法。

最后用一个例题具体说明有关电路设备增容的问题，把理论和实际相联系。

演示1．课本19.2-1增容实验让学生重点观察：随着接入电路中用叫器增多，电流表的示数变化和保险丝的变化情况。

此实验最好让学生看得明显一些，使学生直观的感受到：随接入电路中用叫器增多，电流过大，烧断保险丝。

2．课本19.2-2短路实验出示教板接通电源，闭合开关灯亮。

然后断开电源；把示教板尾部的火线零线搭接在一起，造成短路，再给示教板通电，观察到：在通电的瞬间同时听到“啪”的一声响，保险盒火花一闪，灯并未被点亮。

教师拔出保险盒盖给学生看，保险丝已被熔断。

断开电源，排除短路，给保险盒盖换好保险丝，再通电，灯又亮了。

由实验对比，让学生知道，短路时，电路中电流过大，使保险丝熔断，但灯没有烧坏。

3．课本19.2-4实验让学生观察对比两端金属丝的变化情况，使学生对保险丝的作用获得具体的感性认识，同时直接看到不能用铜丝、铁丝代替保险丝。

家庭电路中电流过大的原因总结一、家庭电路中电流过大的原因1．发生短路是电路中电流过大的原因之一（1）短路：就是电流没有经过用电器而直接构成通路。

（2）原因：发生短路时，电路中的电阻很小，相当于导线的电阻，电路中的电流会很大。

（3）实际情况：在安装时致使火线和零线直接接通，或用电器内部火线和零线直接接通；电线或用电器的绝缘皮由于老化而破损，致使火线和零线直接接通。

2．用电器的总功率过大是造成电流过大的另一原因（1）原因：电源电压一定，用电器的总功率过时，根据公式I=P/U可知，电路中的电流会过大。

（2）实际情况：多个用户集中同时使用多个大功率的用电器；一个插座上使用多个大功率的用电器。

二、保险丝的作用（1）种类：多种见课本图（2）制作材料：是电阻比较大、熔点比较低的铅锑合金制作的。

（3)作用：保护用电器和人身安全。

(4)连接方式：串联在电路里，能够在电路有故障时，自动切断电源而避免事故发生。

(5)选用：选用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。

额定电流过大的保险丝会失去保险作用。

选用额定电流过小的保险丝，会在未达到输电线的额定电流时，保险丝熔断，发生不应有的停电事故。

三、家庭电路的常见故障1．断路当电路某处断开，电路中无电流通过，用电器不能工作，就是断路。

包括：用电器内部断路、火线断路、零线断路。

造成断路的主要原因：电线断开、线头脱落、接触不良、用电器烧坏等等。

2．短路电流没有经过用电器而直接构成通路就是短路。

包括：用电器外导线的短路和用电器内部的短路。

造成短路的主要原因：火线和零线用导线直接连接。

3．过载当同时使用的用电器过多，用电器的总功率过大，使电路中的电流过大，超过电路允许通过的电流，致使保险丝熔断或烧坏电能表或造成用电器两端电压低于额定电压而不能正常工作。

4．漏电用电器由于长期使用或接线不当，造成火线和其它不能带电的导体直接或间接接触，就是漏电，容易造成触电事故。

家庭电路中电流过大的原因知识点一：家庭电路中电流过大的原因1.家用电器的总功率过大；2.短路。

【例题1】家用电灯的开关要接到（选填“零线”或“火线”）和灯泡之间。

造成家庭电路中电流过大的原因是（只填写一种即可）。

【答案】火线；短路（或用电器的总功率过大）。

【解析】（1）在家庭电路中，控制电灯的开关应该接在火线和灯泡之间，当开关断开时，电路中不但没有电流通过，而且电灯与火线断开连接，人接触灯泡时不会发生触电事故。

（2）家庭电路中电流过大的原因是短路或用电器总功率过大。

知识点二：保险丝的作用当通过保险丝的电流超过保险丝的额定电流时，保险丝熔断，从而切断电路，对电路有保护作用。

【例题2】保险丝在城乡家庭电路中仍然较为常用，以下关于保险丝的说法中正确的是（）A．只要电路里装了保险丝，就能起到保险作用B．选用额定电流越小的保险丝就越安全C．只有用适当的保险丝，才能既不妨碍供电，又能起到保险作用D．保险丝熔断时可用同样粗细的铜丝代替【答案】C【解析】家庭电路中为了防止电流过大对电路造成危险，在电路中接入保险丝。

保险丝的选择主要是根据家庭电路中线路能承载的电流，保险丝的规格不能超过导线的最大承载电流，否则对电路起不到保护作用。

保险丝的额定电流也不能选择太小，否则当使用较大功率用电器时，保险丝会熔断导致断电，引起用电的不便，所以要选择合适的保险丝才能既不妨碍供电，又能起到保险的作用。

更不能利用钢丝替代保险丝，因为铜丝的熔点高，当电路中电流超过导线的最大电流时，铜丝不会熔断，对电路起不到保护作用，容易引起危险。

一、选择题1．在生活中，我们有时会遇到以下几种情况，在下述情况中可能引起家庭电路中空气开关跳闸的是（）（1）电路中增加大功率的用电器；（2）插座中的两个线头相碰；（3）开关中的两个线头相碰；（4）户外输电线绝缘皮破损。

A．（1）和（2）B．（2）和（3）C．（1）和（3）D．（2）和（4）【答案】A【解析】家庭电路中电流过大，会引起家庭电路中空气开关跳闸。

教材习题参考答案第十九章 生活用电第1节 家庭电路1．如图所示2．指示灯与开关是串联的，电路如图所示．3．试电笔内部的电阻约一百万欧，即R ＝106 Ω.接触火线时流过试电笔的电流为I ＝U R ＝220 V 106 Ω＝2.2×10－4 A ．25 W 的灯正常工作时的电流I ′＝P ′U ＝25 W 220 V ＝0.11 A ，I I ′＝2.2×10－4 A 0.11 A ＝1500.4．空气开关是安装在干路的火线上，空气开关断开时，用电器与火线脱离，可防止触电．第2节 家庭电路中电流过大的原因1．甲中造成电流过大的原因是接入电路的用电器的总功率过大；乙中造成电流过大的原因是短路．2．电焊机工作时的输出电流为I ＝P U ＝2000 W 40 V＝50 A ．故应选横截面积为10 mm 2，安全载流量为68 A 的输出导线．3．电阻较大的材料作保险丝，当电流过大时，由Q ＝I 2Rt 可知，相同时间内产生的热量多；材料的熔点低，是为了在电流过大时更快到达熔点而切断电路．第3节 安全用电1．开关接在火线与灯泡之间，当开关断开时，灯泡与火线脱离，人接触灯泡不会导致触电．如果开关接在零线与灯泡之间，开关断开时，火线仍与灯泡连接，人接触灯泡仍可接触到火线，会导致触电．2．不接触低压带电体，不靠近高压带电体；更换灯泡或移动用电器时应断开开关；不弄湿用电器，不损坏绝缘层；用电器外壳应接地等．3．某处短路时，与甲地间的两根输电线的总电阻为R ＝U I ＝30 V 0.5 A ＝6 Ω输电线的总长度为L ＝ 6 Ω0.2 Ω/km ＝30 km.短路处到甲地的距离S ＝L 2＝30 km 2＝15 km第二十章 电与磁第1节磁现象磁场1．方法1：指向性判定：用细线将两钢棒悬挂起来，多次拨动它们，若最终停下来总是一端指北，一端指南，则有磁性，否则无磁性．方法2：一根去接触另一根的中部，若被吸引，则另一根无磁性；若不吸引，则另一根有磁性．2．如图所示.3．针尖是N极．4．指南针静止时，N极指的是地理位置的北方．地磁北极在地理的南极附近，因为地面上静止的小磁针N极指北方，表明地磁的磁感线是指向北方的，即从南方出来．而磁感线总是从磁体的N极出来，所以地磁的N极在地理的南方．第2节电生磁1．如图所示．2．如图所示．3．开关S闭合后，位于螺线管右侧的小磁针的N极指向将变为水平向右．4．螺线管会转动一定角度才停下来．5．牵牛花的缠绕方向与生长方向的关系可以这样确定，用右手握住缠绕的树干，让四指弯曲的方向与缠绕的方向一致，大拇指所指的方向即为生长方向，这与螺线管中电流方向与北极方向的关系相同．不同植物这种关系不一定相同．第3节电磁铁电磁继电器1．水位达到A时，电磁铁通电，衔铁被吸下，红灯与电源接通，红灯亮，水位不到A时，电磁铁不通电，没有磁性，弹簧将衔铁左端下拉，右端接触上面的动触点，绿灯与电源接通，绿灯亮．2．水银是导电的，当水银面上升到温度计中金属丝下端的温度时，电磁铁与电源接通，有磁性，将电铃所在电路有动触点的衔铁向左吸过来，电铃的电路接通，电铃响起来，发出警报．3．如图所示．4．当变阻器的滑片P 向左滑时，变阻器接入电路的电阻减小，电磁铁磁性增强，巨磁电阻(GMR)的电阻值减小，灯变亮．第4节 电动机1．通电导体在磁场中受到的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关．2．电动机主要由磁极和线圈两部分组成，换向器由两个能和线圈的转轴一起转动的金属半环组成，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时自动地改变线圈中的电流方向．3．I ＝P U ＝5.5×103 W 220 V＝25 A. 连续工作2 h 消耗的电能W ＝Pt ＝5. 5 kW·2 h ＝11 kW ·h4．如图所示(也还有其他方法)．第5节 磁生电1．后两种情况下的导体都做切割磁感线运动，都会产生感应电流．2．发电机由磁极和线圈两个主要部分构成．它的电能是线圈在磁场中做切割磁感线运动，将机械能转化为电能获得的．它的电能提供给用电器，使用电器工作．3．手电筒灯泡发光稳定，不闪烁；手摇发电机使灯泡发光时，灯泡会不停地闪烁．这是因为手电筒的电源是直流电，电流的大小和方向都不变，而手摇发电机提供的是大小方向都发生改变的交流电．4．对着动圈式话筒讲话时，膜片随着声波振动，带动与膜片相连的轻质线圈摇动，线圈套在永磁体上，振动时切割永磁体的磁感线，产生感应电流，将声音信号转换成电信号．5．我国交流电的频率是50 Hz ，电流方向每秒改变50次．6．汽油发电机是靠汽油机带动，将内能转化成了电能，风力发电机靠风力带动，将风能(机械能)转化为电能．第二十一章信息的传递第1节现代顺风耳——电话1．听筒中的膜片也会同步地向左、向右运动．2．磁生电的耳机是话筒，电生磁的耳机是听筒．3．“学”字的电码是“1331”，“1”用点划表示应有“、一一一一”若用“0”和“1”表示点划，则“1”应表示为“01111”同理“3”应表示为“00011”，所以“学”字的数字码应为“01111000110001101111”．第2节电磁波的海洋1．它们都能发生电磁波．因为它们有的是间歇工作，电流时通时断，变化的电流会激发电磁波．有的会对接收电磁信号的装置产生干扰．2．由题图可知电台发射的最高频率的电磁波的频率为106MHz＝1.06×108Hz.线路中电流方向每秒变化1.06×108次．3．红外线走的路程s＝ct＝3×108 m/s×2.8×10－7 s＝84 m．目标与仪器之间的距离L＝s2＝84 m2＝42 m.第3节广播、电视和移动通信1．(1)射频电流的频率为1008kHz，音频电流的频率为400Hz.(2)收音机接收到空中电磁波的频率为1008kHz.2．移动电话的信号要靠基地台传递和放大，在上海给北京用户通话时，基地台转接的次数增多，因而费用更高．第4节越来越宽的信息之路1．卫星电话是用电磁波传递信号的，信号延迟时间为t＝sυ＝2×36000 km3×105 km/s＝0.24 s.2．接打手机是微波通信；卫星电视是卫星通信；有线电视有的是利用光纤传输的，是光纤通信；互联网上发送电子邮件是网络通信．3．略．第二十二章能源与可持续发展第1节能源1.2.蒸汽机是将内能转化为机械能，它将人类从靠人力、畜力的劳动生产中解放出来，电能可以通过各种其他形式的能的转化而获得，获得的途径广泛，对满足日益增多的能源需要具有重要意义，电能的输送也极其方便．电能的使用领域广泛，与人类生产、生活联系更加紧密．3．一般家庭的电源使用情况经历了从柴薪到煤，再到煤气、天然气、电的变化过程，现代人均能量消耗的数量呈逐年增大的趋势．第2节核能1．原子是由原子核和核外电子组成；原子核由质子和中子组成，原子通常呈电中性，原子核带正电，电子带负电，质子带正电，中子不带电．2．原子核相当于绿豆．3．核反应堆释放核能是缓慢、平稳的，原子弹是剧烈、迅猛地释放核能，它们相同之处都是原子核的裂变，都是链式反应．4．质量较小的原子核在超高温下结合成质量较大的原子核叫聚变．利用核聚变制成了氢弹，核聚变能量释放速度不可控是急需解决的问题．5.核反应堆→汽轮机→发电机→（核能转化为内能）（内能转化为机械能）（机械能转化为电能）第3节太阳能1．因为煤、石油、天然气都是由远古的动物、植物变化而成的．植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存起来，动物以植物为食物，储存能量，也是间接地储存太阳能．所以煤、石油、天然气都是来自太阳能，而太阳能是太阳内都不停息的聚变释放出的能量．2.太阳能→电能→化学能→电能→光能3.4．太阳能电池能量丰富、洁净、无污染．目前适用于光伏发电、卫星上的太阳能电池板供电等．第4节能源与可持续发展1．能量的转化和转移具有方向性．2．水能、风能、太阳能是可再生能源，其余的是不可再生能源．3．从不同类型的发电可以得出不同的认识．4．能源的利用过程中有很多就伴随着废气、温室气体的排放，利用能源生产的过程中也还有废气、废水等的排放．所以，“节能”本身就能够促进“减排”．5．我国西北地区太阳能、风能资源丰富，长江流域水能资源丰富．非常感谢！您浏览到此文档。