第二节 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
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。
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：
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① 计算同时使用所有用电器时的总电流是否超过10 A。
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② 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
（二）短路对家庭电路的影响
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：
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。
（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
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。
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。
（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
见附件
课下作业
物理课本P112动手动脑学物理
板书设计：
第2节 家庭电路中电流过大的原因
1．用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
2．短路是家庭电路中电流过大的另一个原因。
3．保险丝
（1）材料：电阻率大，熔点低的铅锑合金。
（2）作用：电路中电流过大时，自动切断电路，起到保护作用。
（3）连接方式：串联。
【教学反思】：
教学中的成功之处：
1、很好地体现了新课标的基本理念。通过近一两年来使用的用电器增多，引起电路中电流如何变化的问题，让学生围绕问题进行猜想假设，进而设计实验并进行实验。通过学生对这一问题的探究，很自然流畅地引入了课题，从而实现了从生活走向物理的课程理念，整个教学过程自始至终都是联系生活，联系实际，这又很自然地实现了从物理走向社会的课程理念。在实验过程中通过学生讨论交流培养了学生合作与交流的能力。
2、很好地完成了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维立体的课程目标。通过实验体验加深了学生对电路中总功率过大也是引起电路中电流过大的原因的理解，很好地完成了知识与技能目标的要求。探究日常用品或新器件中的物理学原理，有将学到的知识应用于日常生活、社会实践的意识，很好地完成了情感态度与价值的目标。
3、初中学生兴趣的特点是：直观性和物理知识的实用性。
教学中的问题：
学生对家庭电路生活中现象的知识匮乏，特别是对保险丝或空气开关的认识太少，不利于这节课的拓展。
附件：
当堂达标检测
1．在下列现象中，不可能引起家中保险丝熔断的是（ ）
A．开关中的两个线头相碰 B．电路中增加了大功率用电器
C.插座中的两个线头相碰 D．室内两根电线绝缘皮破损后接触
2．小洁购买了一台电饭锅，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其他用电器仍正常工作，请你用所学的物理知识帮小洁分析一下，发生这一现象的原因是（ ）
A.电压太高 B.导线太粗 C．导线太细 D.导线太短
3．关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
Ａ．空气开关“跳闸”不一定是出现了短路
Ｂ．电灯的开关必须接在零线与电灯之间
Ｃ．工作时的电冰箱和电视机可以是串联的
Ｄ．工作的用电器越多，总电阻越大
４．家庭电路中保险丝被烧断，可能原因是（ ）
A．电路中出现断路 B．电路中某盏灯的开关接触不良
C．选用的保险丝太粗 D．电路中同时使用的用电器的总功率过大
5. 家庭电路中的________是一定的，接入的用电器太多，电路中的_________就可能超过安全值，容易烧坏保险丝，甚至引起火灾。
6. 如图所示的甲、乙两个电路中，电线燃烧起来，甲产生的原因是_____
_____，乙产生的原因是__ ____。
7. 家庭电路中短路或超负荷运行很容易引起火灾，为了避免此类事故的发生，家庭电路中必须安装________；某家庭用户选用了额定电流为5A的保险丝，那么这家用户同时使用用电器的最大功率是__________W，电路中最多可装________盏“PZ220-60”电灯。
达标题答案：
1、A
2、C
3、A
4、D
5、电压 电流
6、用电器的总功率过大 短路
7、保险丝 1100 18
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