19.2 家庭电路中电流过大的原因【教学目标】知识与技能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。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1、通过本节课的学习，使学生进一步体验安全用电的重要性，增强学生安全用电的意识。2、通过学习本节内容，进一步激发学生对学习物理的兴趣、培养学生严谨的科学态度。【教学重难点】教学重点：分析家庭电路电流电流过大的原因；知道保险丝为什么能够“保险”。教学难点：家庭电路中电路中电功率的计算；保险丝的构造与原理。【教学方法】学生分组合作探究式教学。演示法、观察法、讨论法。【教学准备】或【实验准备】电源、小灯泡（带座）若干、电流表、保险丝（粗细不同）、铜丝、滑动变阻器、导线若干及多媒体等【教学过程】主 要 教 学 过 程教学内容教师活动学生活动一、创设情景导入新课【创情景，导新课】播放视频：中央民族大学学生1号公寓S0601女生宿舍起火，北京市消防局在民族大学通报：火灾由接线板短路引燃床头所致。我国城乡许多地区进行家庭供电线路的改造，主要内容是把电线换成更粗的，电能表换成标定电流更大的，请你结合视频和线路改造说一说这种改造的必要性。家庭电路与我们的生活息息相关，我们今天就来研究家庭电路中电流过大的原因。（设计意图：结合视频并联系生活实际思考问题，为本节课的学习作铺垫，肯定大家的想法，激发学生学习兴趣。）结合视频和生活实际谈看法：随着人们生活水平的提高，家庭电路中大功率用电器越来越多，总功率变大，总电流变大，导线和电能表允许通过的电流必须变大，所以电线要换粗，电能表要换成标定电流更大的。二、探究学习（一）家用电器的总功率对家庭电路的影响（二）短路对家庭电路的影响（三）保险丝的作用1、保险丝及新型保险装置（空气开关）2、学以致用一、家用电器的总功率对家庭电路的影响【实验体验1】：电功率与电流的关系活动1：把2节干电池、3.8V小灯泡、开关、电流表组成串联电路,观察电流表示数。活动2：把多个小灯泡依次递增与3.8V小灯泡并联,再观察电流表示数。(1)电路中只有一个小灯泡时,闭合开关,电流表示数 (选填“较小”或“较大”)。(2)把多个小灯泡并联接入电路中,用电器的总功率在______(选填“变大”或“变小”)。此时电流表示数 (选填“变大”或“变小”)。结合“实验体验1”,思考以下问题：由“体验1”可知,电路中的电流会随电路总功率的增大而 (选填“增大”或“减小”)。【实验体验2】利用如下图保险丝作用演示器演示：保险丝部位换成铜丝，功率较小时，电路正常工作。总功率过大时导线上的绝缘皮冒少量烟，后迅速断开电路。实验中：（1）你看到了什么现象？（2）导线为什么被烧毁？（3）电路中的电流为什么很大？通过上面的两个体验活动思考：家庭电路中,当增加大功率的用电器时,如何保证电路安全?【实验总结】1、 对某一个用电器来说，用电器的功率越大，则电路中的电流也就越大。2、 电路中接入的用电器过多，也容易使电路中的电流过大。【练一练】炎炎夏日即将来临，明明家新购置了一台1 kW的空调。已知他家原有用电器的总功率是1 020 W，电能表上标有“220 V 10 A”的字样。请你通过计算说明：（1）使用这台空调时，通过它的电流是多少？（2）从安全用电的角度考虑，明明家的电路是否允许安装这样一台空调？解 （1）空调接入家庭电路使用，电压为220 V。（2）方法 计算同时使用所有用电器时的总电流是否超过10 A。所以，从安全用电的角度考虑，可以安装这样一台空调（设计意图：利用所学知识解决实际问题，提高学生的应用能力。并尝试一题多解，提高学生灵活运用知识的能力。）二、短路对家庭电路的影响【想想议议】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？实验体验：短路的演示实验在如下图中的电路的干路上加保险丝再在灯的两端BD处并联一段导线当闭合干路开关S时，观察到什么现象？这个实验又说明什么问题？小结：家庭电路中出现短路也引起电流过大提问：为什么出现短路，电路中电流就很大呢？总结短路是家庭电路中电流过大的另一个原因。三、保险丝的作用【想想议议】如何防止总功率过大或短路对家庭电路的危害？小结：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。演示实验：展示各种规格的保险丝。你知道保险丝是如何起到“保险”作用的吗？观察演示实验：实验中你看到了什么？这个现象说明了什么？学生讨论总结：如图连接电路，电流较大时，保险丝熔断，而导线和铜丝等不会损坏。可见，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。【想想议议】为了起到保险作用，保险丝应该具有什么样的材料特点？保险丝与用电器的连接方式应该是怎样的？学生自学课本P111结合生活实际讨论。（设计意图：利用已有的物理知识分析实际问题，学以致用，体会到物理学习的乐趣和学习的成功感。）总结：保险丝及新型保险装置（空气开关）（1）材料：由电阻大、熔点低的铅锑合金制成的（2）原理：当电路中电流过大时，电能转化成热的功率迅速增大，保险丝由于温度过高而熔断，切断电路，起到保护作用（3）安装：保险丝或空气开关通常安装在电能表之后的进户线上，并应串联在电路中。（4）选择：家庭电路中保险丝的额定电流应等于或稍大于电路正常工作的电流。 （5）注意事项：当电路被保险装置切断时，不要急于更换保险丝或使空气开关复位，要先找到发生故障的原因，排除之后再恢复供电【学以致用】再次回忆刚才的短路实验 并学以致用。家中的保险丝烧断了，怎么办？（设计意图：通过实验再次体会保险丝的作用，并通过触目惊心的实验现象加强安全用电意识。）学生动手实验，探究电功率与电流的关系学生讨论原因：体验1：由电功率公式P=UI,可得到I= P/U ,当电路中电压一定时,电功率P越大,电路中电流I就越大。学生总结：用电器总功率过大会使得电流过大，而电流过大有安全隐患，容易引发火灾。学生思考：导线冒烟是因为导线中的电流过大，根据I总= P/U ,若干路电流超过导线和电能表允许的最大电流,应重新更换导线和电能表或是给大功率用电器铺设专线。根据学过的内容，利用计算回答，并通过比较功率或比较电流的方法做出判断。完整规范笔记解题过程方法计算用电器的总功率是否超过电能表允许使用的最大功率学生回答：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，造成短路，使得电流过大。学生讨论回答：在短路情况下，根据U=IR，因为U一定，R很小；所以I就很大 学生回答：应在电流较大时自动切断电路，使用保险丝。通过实验体会保险丝保护电路的作用。并将保险丝与铜丝、导线等进行比较。学生思考并回答：在电流较大时，与导线相比，相同时间内保险丝上必须产生更多的热量。根据焦耳定律Q=I2Rt，保险丝与导线串联，电流相同，所以保险丝的电阻远大于导线的电阻。应采用电阻率大、熔点低的材料作保险丝。保险丝与用电器必须串联。学生结合所学解决问题：步骤：1.断开家中总开关2.查找并排除故障3.更换相同规格的保险丝4.合上总开关注意：要用相同规格的保险丝更换，不能用铁丝、铜丝代替保险丝知识梳理本节课在知识上有哪些收获、哪些遗憾通过交流、回顾来进一步巩固本节课的知识。(设计说明：鼓励学生大胆发言，各抒己见，对学生的见解，教师都应予以肯定。教师最后画龙点睛，简要概括。)当堂达标检测课下作业物理课本P112动手动脑学物理