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19.2 家庭电路中电流过大的原因
【学习目标】
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。
【教学重难点】
重点：分析家庭电路中电流过大的原因。
难点：家庭电路中，电功率的计算。
【教学方法】分析归纳法、探究法、观察法。
【教学过程】
（一）新课导入：
电给我们的生活和工农业生产等各个领域都带来了很大的便利，但使用不当也会带来麻烦。下面同学们看这样一则消息：2020年4月3日凌晨，俄罗斯莫斯科一建材市场内一座作为宿舍使用的两层铁皮房失火，14名住在房内的工人遇难。电器故障或电线短路可能是火灾原因，如何避免类似悲剧的发生？这节课我们来共同学习家庭电路中电流过大的原因。
（二）新课讲授：
(一)家用电器的总功率对家庭电路的影响
分组实验：以小组为单位，学生动手实验：把2节干电池、3.8 V小灯泡、开关、电流表组成串联电路，观察电流表示数；把多个小灯泡依次递增与3.8 V小灯泡并联，再观察电流表实数。
学生认真实验，并讨论原因：
由电功率公式P＝UI可得到I＝当电路中电压一定时，电功率P越大，电路中电流I就越大。
课件展示：
教师利用多媒体展示漫画——疲劳的插线板。
教师提出问题：通过观察图片，你发现了些什么？
学生讨论回答：用电器很多、用电器是并联的、插线板“感到”很累，都冒汗了、插线板冒烟了可能要烧起来、连接电源和插线板的导线比其他用电器的导电线粗一些等。
教师提出问题：插线板“感到”很累，甚至于要烧起来，这是什么原因导致的？
学生讨论回答：因为用电器的总电流太大了，插线板产生的热量过多。家庭电路的电压是一定的，U＝220 V，根据电功率和电流、电压的关系式P＝UI可知，电功率越大，电路中的电流越大。
师生共同归纳总结：用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
(二)短路对家庭电路的影响
教师出示家庭电路示教板，演示实验。
1．接通电源，闭合开关灯亮，然后断开开关。
2．把示教板尾部的火线和零线搭在一起，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，保险盒火花一闪，灯未亮。
3．教师拔出保险盒给学生看，保险丝已被熔断。
4．断开电源，排除短路，给保险盒换好保险丝，再通电，灯又亮。
教师提出问题：为什么出现短路，电路中电流就很大呢？
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。
师生共同总结：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
教师出示几种常见的保险丝，请同学们看看它们有什么不同，是什么材料制作的？有什么特点？
演示实验：按如图方法接入电路移动滑动变阻器的滑片，观察保险丝的熔断。
学生自主学习教材内容，小组之间交流：
(1)保险丝的材料是铅锑合金。
(2)保险丝电阻比较大，熔点比较低。
(3)当通过它的电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路。
(4)不同粗细的保险丝有不同的额定电流，当通过的电流大于额定电流，达到或超过它的熔断电流时，保险丝熔断。
教师指出：新建楼房的供电线路已经不再使用保险丝，而是改用空气开关，更加保险。(如下图所示)
（三）课堂练习：
1．家庭电路中，下列四种情况会造成保险丝熔断的原因是(　　)
A．家庭电路中某处电路断路了
B．用电器的总功率过大
C．不小心把两个用电器串联了
D．电路中某个用电器接触不良
2．自动空气开关在家庭电路中的主要作用是(　　)
A．电路发生短路时自动切断电路
B．保证电路的电压不变
C．保证电路的电阻不变
D．保证电路的电流不变
3．对保险丝下列说法正确的是(　　)
A．没有保险丝可用铁丝代替
B．保险丝一般是并联安装在电路中
C．当电路中发生短路时，保险丝立即熔断切断电路
D．保险丝越粗熔断电流越大，故保险丝应选择更粗的
【答案】1.B　2.A　3.C
4.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5 600 W，电能表上标有“220 V　10(40)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)从电能表使用的角度考虑，明明家的电路是否允许安装这样一台空调？
【解析】学生根据学过的内容，利用I＝计算回答，并通过比较功率或比较电流的方法做出判断，完整规范解题过程。
解：(1)由题意可知，空调的功率P1＝1 kW，家庭电路的电压U＝220 V。
根据电功率和电流、电压的关系式P＝UI可得通过这台空调的电流I1＝＝＝4.5 A。
(2)增加这台空调后，明明家的用电器总功率变为6 600 W。
通过电能表的总电流为I＝＝＝30 A＜40 A。
所以，从电能表使用的角度考虑，可以安全安装这样一台空调。
（4）课堂小结：
学生以小组为单位交流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。
本节课我们通过演示和分析，了解了电路中电流过大的原因是用电器电功率太大或发生短路，以及保险丝如何保险，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。
（五）作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
第2节　家庭电路中电流过大的原因
(一)电功率和电路中电流的关系
接入电路的用电器总功率越大，电路中的总电流越大
(二)短路对家庭电路的影响
(三)保险丝
材料：铅锑合金
特点：电阻大、熔点低
额定电流：不同粗细的保险丝具有不同的额定电流
【课后反思】
本节课通过让学生讨论身边发生的用电安全事故，能够充分调动学生的学习积极性，很自然流畅地引入了课题。
引导学生通过生动活泼的漫画了解到用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的一个原因，并且及时地利用与生活紧密结合的例题进行电流的计算，巩固所学电功率规律公式，同时培养学生应用知识分析生活中遇到的问题的能力。短路是家庭电路中电流过大的另一个原因。但是，短路现象比较危险，引导学生自学后，重点强调短路的危害和引起短路的原因。
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