第2节 家庭电路中电流过大的原因
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.知道造成家庭电路中电流过大的原因是家用电器的总功率过大或短路。
2.知道保险丝的作用。
【过程与方法】
1.会设计实验来说明电路中电流过大的原因。
2.通过实验,探究保险丝在电路中的作用。
【情感·态度·价值观】
有初步的安全用电的常识和节约用电的意识。
◇教学重难点◇
【教学重点】
家庭电路中电流过大的原因。
【教学难点】
家庭电路中电功率的计算。
◇教学过程◇
一、新课导入
据公安部统计,全国发生的火灾事故中,由电器引起的火灾最多。现代社会中家家户户都要用电,各行各业也要用电,如何才能安全用电,尽早并及时排除用电事故隐患呢?
二、教学步骤
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[阅读课本]P109“想想议议”
[思考]在进行电路改造时,要把导线换成更粗的,电能表换成标定电流更大的,你能推测出用电功率和电流之间的关系吗?
[提示]不同的导线能承载的最大电流不同,不同的电能表承载的最大电功率也不同,电路改造是由于家庭电路的总的电功率增加,通过线路中的电流变大。
探究点1 家用电器的总功率对家庭电路的影响
[阅读课本]P109“家用电器的总功率对家庭电路的影响”
[思考]当用电器增多或接入大功率用电器时,干路电流如何变化?
[提示]由P=UI可以得I=PU,家庭电路的电压是一定的,用电功率P越大,电路中的电流就越大。
[思考]当电路中用电器的总功率过大时,对家庭电路会有什么影响呢?
[提示]当电路中总功率增大时,电路中的电流也增大。根据焦耳定律Q=I2Rt,导线电阻不变,电流增大,电流在导线上放出的热量会很多,使导线的温度迅速升高,极易引起火灾。
[思考]某家庭电路中的电能表上标有“220 V 10(40) A”的字样,那么这个家庭用电器的总功率不能超过多少呢?
[提示]根据P=UI=220 V×40 A=8800 W,可知从电能表的角度看,这个家庭同时工作的用电器总功率不能超过8800 W。
[思考]如果这个家庭新购置了一台2.2 kW的空调,你认为给空调提供电源的插座有什么要求呢?你能通过计算说明吗?
[提示]根据P=UI可得I=PU=2.2×103W220V=10 A,也就是说给空调提供电源的插座允许通过的最大电流不能低于10 A。
[归纳提升]用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。使用或添置家用电器时,应先计算一下,防止电流过大超过家庭供电线路、插座和电能表允许的最大值。
探究点2 短路对家庭电路的影响
[阅读课本]P110“短路对家庭电路的影响”
[思考]家庭电路中发生短路时,通过导线的电流很大,这是为什么呢?
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[提示]短路时电阻很小,根据欧姆定律I=UR,电压为220 V,如果电阻为1 Ω,通过导线的电流就是220 A。
[思考]为什么说短路很容易引起火灾?
[提示]根据焦耳定律Q=I2Rt,当电流很大时,短时间内产生大量的热量,使导线的温度急剧升高,很容易引起火灾。
[思考]你知道生活中哪些情况会发生短路现象呢?
[提示]在电路安装中,不小心导致火线与零线直接相接通;用电器内部火线与零线相碰,如灯座、插座、插头等;导线连接处绝缘皮老化导致火线与零线相碰等。
[思考]短路时通过用电器的电流也很大吗?
[提示]短路是指火线与零线之间直接相通,没有电流从用电器流过。
[思考]开关内两接线相碰,会造成短路吗?
[提示]开关内两线头相碰是相当于闭合开关,把电路接通,与之相连的用电器工作,不会造成短路。
探究点3 保险丝的作用
[阅读课本]P111“保险丝的作用”
[思考]电路中为什么要安装保险丝呢?
[提示]当电流过大时,保险丝的温度升高,能及时熔断,从而切断电路。如果没有保险丝,导线的温度会一直升高,烧坏绝缘皮,引起火灾。
[思考]你知道制作保险丝的材料有什么特点吗?
[提示]根据焦耳定律Q=I2Rt,保险丝的电阻需比导线的电阻大,相同时间产生更多的热量,且保险丝需先于导线熔断,才有保护作用。因此,保险丝的材料一般使用的是铅锑合金,其特点是电阻大、熔点较低。
[思考]如何选择合适的保险丝?
[提示]保险丝是根据电路中导线能承载的最大电流,保险丝越粗,其额定电流越大,过粗的保险丝对电路起不到保护作用。
[思考]为什么不能用铜丝、铁丝代替保险丝呢?
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[提示]铜丝、铁丝的熔点高、电阻小,当电路中的电流超过最大电流时,它们不会熔断,从而无法起到保护电路的作用。
[阅读课本]P112“想想议议”
[思考]你能应用所学知识解决他们的矛盾吗?
[提示]电费的多少反映的是用电器消耗的电能,它与用电器的功率和使用时间有关。如果说微波炉省电,应在功率一定时,加热时间较短;“烧保险”是指家庭电路中电流过大,电路正常的情况下,它是由于用电器总功率过大造成的。如果说微波炉耗电应加上一定时间内消耗的电能。
三、板书设计
第2节 家庭电路电流过大的原因
1.家用电器总功率对家庭电路的影响
(1)家用电器总功率
(2)电能表、线路和插座允许通过的最大电流
2.短路对家庭电路的影响
(1)短路
(2)造成短路的原因
3.保险丝的作用
(1)作用
(2)材料
(3)选择
◇教学反思◇
由于学生对电流过大造成的危害没有感性的认识,为了解决这个问题,可通过播放由于用电不当造成的火灾视频。让学生观看,并知道当电流过大会损坏电路,甚至引发火灾,既能够很好地引入新课,也能让学生认识到安全用电的重要性,更好地激发了学生思考、了解初步的安全用电的常识。
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