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家庭電路中電流過大的原因（人教版教材）
家庭電路中電流過大的原因（人教版教材）
（一）教學(xué)目的
1．理解短路是造成家庭電路電流過大的原因之一。
2．理解電路中的總電流隨用電器總功率的增大而增大，用電器總功率過大是造成家庭電路電流過大的另一原因。
3.培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識分析實際問題的能力。
（二）教具
家庭電路示教板一塊，交流電流表一只，60瓦臺燈一盞，500瓦電爐一只，不同規(guī)格的保險絲幾根，寫有例題的小黑板一塊。
（三）教學(xué)過程
1．復(fù)習(xí)提問，引入新課
(1)問：照明電路由哪幾部分組成？保險絲用什么材料制成？在電路中起什么作用？（分別請學(xué)生回答）
(2)問：同學(xué)們的家庭電路中有過保險絲被燒斷的情況嗎？
請說“有”的一位同學(xué)說明是在什么情況下被燒斷的。
(3)引入新課：保險絲被燒斷，說明電路中的電流過大，那么是什么原因引起家庭電路中的電流過大的呢？
2．進行新課
(l)短路是引起電流過大的一個原因
①演示短路實驗
出示家庭電路示教板。A．給示教板接通電源，閉合開關(guān)燈亮，然后斷開電源；B．把示教板尾部的火線零線搭接在一起，造成短路，再給示教板通電，觀察到：在通電的瞬間同時聽到“啪”的一聲響，保險盒火花一閃，燈并未被點亮。教師拔出保險盒蓋給學(xué)生看，保險絲已被熔斷。C．?dāng)嚅_電源，排除短路，給保險盒蓋換好保險絲，再通電，燈又亮了。
②問：通過此實驗，你知道了什么？學(xué)生答：由實驗知道，短路時，電路中電流過大，使保險絲熔斷，但燈沒有燒壞。
③分析
教師在黑板上畫出圖1，再畫出等效的圖2，然后引導(dǎo)學(xué)生分析：
問：火線、零線搭在一起，形成短路后，在BD之間形成兩條支路，那么BD之間的總電阻是多少？
導(dǎo)線的電阻很小，幾乎為零，所以總電阻很小，幾乎為零。
問：干路中的保險絲為什么會被熔斷？
干路中的電流很大，這就是連在干路中的保險絲被熔斷的原因。
問：發(fā)生短路時，通過燈的電流也是很大嗎？
從并聯(lián)電路的兩條支路中的電流分配情況引導(dǎo)學(xué)生認識，干路中的絕大部分電流經(jīng)過B、D間的導(dǎo)線，在燈泡中幾乎沒有電流通過。
指出：所謂短路就是電流沒有經(jīng)過用電器而直接構(gòu)成通路。排除短路故障后，用電器仍能正常工作。
④短路的危險和哪些情況下會發(fā)生短路
講述：發(fā)生短路時，通過導(dǎo)線的電流是正常時的幾千倍，而產(chǎn)生的熱量又是跟電流的平方成正比，所以短路會使導(dǎo)線迅速變熱，甚至使電線的絕緣皮燃燒起來，造成大事故，因此在生活用電中要盡可能避免短路的發(fā)生。
讓學(xué)生分析：家庭電路中在哪些情況會發(fā)生短路。學(xué)生可能答：裝修電路時不細心，使火線和零線直接連通。燈座、插座的兩個接線柱接線不好，而使火線與零線相碰等。
⑤教師小結(jié)，剛才從實驗觀察和理論分析上都說明，發(fā)生短路是電路中電流過大的一個原因，要安全用電，必須避免發(fā)生短路。
(2)用電器總功率過大
①演示課本上圖10-9的實驗。
出示家庭電路示教板，在干路上串聯(lián)一個交流電流表（課前就把它接好），電路中有額定功率分別為100瓦和60瓦的兩只白熾燈。
A．閉合開關(guān)1，使100瓦的燈亮，請一同學(xué)讀出電流表的讀數(shù)I。
B．閉合開關(guān)2，使60瓦的燈也亮，請一同學(xué)讀出電流表的讀數(shù)l’。
C．在插座中插入一只60瓦的臺燈，請一同學(xué)讀出電流表的讀數(shù)l’’。
②小結(jié)：從實驗看到，逐漸增加并聯(lián)的燈泡數(shù)，電流表的示數(shù)逐漸增大。說明干路中的電流隨用電器總功率的增大而增大。
③繼續(xù)演示實驗。
將臺燈換上一只500瓦的電爐。這時聽到“啪”的一聲響，燈全熄了，同時看到電流表的指針偏轉(zhuǎn)較大幅度后又指向零。學(xué)生從中可以知道，是由于電路中電流過大，使保險絲又斷了。
④帶領(lǐng)學(xué)生計算剛才三盞燈都亮?xí)r，通過保險絲的電流。教師引導(dǎo)
再讓學(xué)生自己計算換上一只500瓦的電爐時，通過保險絲的電流。請一同學(xué)上黑板計算（I=3安），其他同學(xué)在作業(yè) 本上做，教師巡迴檢查。
⑤引導(dǎo)學(xué)生比較兩次計算結(jié)果，分析得出：A．總功率越大，干路中的電流越大，總功率過大，保險絲熔斷，B．計算通過保險絲總電流
⑥出示寫有例題的小黑板，和學(xué)生共同分析計算。
例題：某家庭電能表上標(biāo)著“220V 5A”字樣，電路中接入40W的電燈5只，70W的彩電一臺，100W的電冰箱一臺，700W電飯鍋一只。在這些用電器同時使用時，能否再接上一只500W的熱得快？（不能接）
指出：居民樓里若同時使用幾個大功率的用電器，樓里的總保險絲會熔斷，使整個樓斷電。因此為了節(jié)約用電，也為了不給大家?guī)頂嚯姷穆闊�，家庭電路中不宜同時使用幾個大功率的用電器。
⑦教師小結(jié)：家庭電路用電器總功率過大是電路中電流過大的另一個原因。
3.小結(jié)（略）
4.布置作業(yè)
(1)課本上本節(jié)練習(xí)1、2。
(2)將你家里的所有照明用具和家用電器及其功率列表寫在作業(yè) 本上。并計算一下所有用電器同時工作時的總功率和通過保險絲的電流I總，比較I總和電能表上的額定電流I。若I總超過了I，你將采取哪些措施，才能保證安全用電？
（四）說明
1．在演示短路實驗時，為了安全，可把示教板的電源插頭插到一有拉線開關(guān)的接線板上，教師站在離示教板較遠處控制接線板上的拉線開關(guān)，就可使電路接通、斷開。演示時，造成短路，排除短路前，一定要先把電源插頭拔去后再進行，不要認為接線板上開關(guān)沒有接通時，火線一定是斷開的。
2．做第二個演示實驗時，保險絲的額定電流可選l～1.35A，這樣就保證一插入電爐后，保險絲就熔斷了。電流表要用交流檔，選擇0～5A檔。當(dāng)100瓦、兩個60瓦的三盞燈都亮?xí)r，電流表的示數(shù)I〃小于后面計算出來的電流3A，教師可簡單告訴學(xué)生，由于導(dǎo)線、接頭處等存在電阻，所以燈泡兩端的實際電壓略低于220伏，所以電流表的示數(shù)和計算值略有差別。
3.第二個演示實驗也可用低壓電源來演示。課前按圖10—3連接好電路。電源選擇6V檔，選擇“10Ω1.5A”滑動變阻器，四個“2.5V0.3A”的小燈泡，示教電流表，CD間用兩個夾子夾住一個0.5A的保險絲管。調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈正常發(fā)光。先閉合S1再閉合S2，可看到電流表的示數(shù)增大，當(dāng)閉合S3時，保險絲熔斷。
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