19.2 家庭电路中电流过大的原因（导学案）-九年级物理全一册同步备课系列（人教版）【学生版】

19.2家庭电路中电流过大的原因（导学案）【学习目标】1.知道家庭电路中电流过大的原因是家用电器的总功率过大和短路。2.知道保险丝的作用。3.有初步的安全用电常识和节约用电意识。【学习重点】分析家庭电路电流过大的原因。【学习难点】家庭电路中电功率的计算。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.家庭电路中电流过大的原因家庭电路电流过大的原因有两个：一是用电器的过大，二是发生，即火线和零线直接连接。2.保险丝保险丝是用铅锑合金制成的，电阻比较，熔点比较。当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动，起到保险作用。禁止用丝、丝等代替保险丝。现在新建楼房用代替保险丝。【合作探究】探究一、家用电器的总功率对家庭电路的影响【想一想】在我们日常家庭用电过程中，有时会出现以下现象：家庭电路中同时使用空调、微波炉等大功率用电器时出现跳闸断电；阴雨天即使不使用大功率用电器也出现跳闸断电；甚至由于电路老化，用电不当等造成火灾事故，这些都是电流过大造成的。1.家用电器的总功率【推导】在家庭电路中，各用电器是联的，家用电器的总功率和各用电器的功率之间的关系是P=P1P2…Pn可见，在家庭电路中，同时工作的用电器越多，尤其是同时工作的大功率用电器越多，电路消耗的总就越大。2.电路中的电流与家用电器总功率的关系（1）演示实验①如下图所示，把额定电压是3.8V的3个小灯泡并联接在电源上，逐个闭合开关S1、S2、S3，观察电流表示数的变化情况?②实验现象：逐个闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数变。③分析：并联的小灯泡越多，电路的总功率越大，电路中的总电流越大。④结论：用电器的总功率越大，电路中的总电流越。演示实验电路用电器的总功率过大，电流越大（2）理论推导根据P=UI，可得I=P/U。因为家庭电路中的电压220V是一定的，所以用电器总电功率P越大，电路中的电流I就越。（3）实验结论用电器的过大是家庭电路中电流过大的原因之一。3.家用电器的总功率对家庭电路的影响即使每个用电器的功率不算很大，如果很多用电器同时使用，它们的总功率也会相当可观，电路中的总电流也可能超过值。根据焦耳定律可知，产生的热量就越，会引起线路故障，甚至发生。因此，电路中同时使用的用电器不能太。【想一想】为了防止家庭电路出现总功率过大现象，家庭用电时，要注意什么？【归纳】①大功率用电器不要；②对于空调、电暖器、电热水器等功率较大的用电器，应采用独立供电的方式，即一条线路专供一大功率的用电器使用。【例题1】明明家电能表规格是“220V10A”，他家现已安装“220V630W”热水器一台，“220V180W”电视机一台，“220V150W”的电冰箱一台，“220V800W”的电饭锅一个。请你通过计算说明：（1）若家中已安装的这些电器同时工作，电路中的电流是多大？（2）从电能表使用的角度考虑，他家是否还可添置一台1kW的空调？探究二、短路对家庭电路的影响【想一想】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？1.短路是家庭电路中电流过大的另一原因【演示实验，注意该实验自己不要做】（1）如图所示，断开开关，用导线将A、B两点起来，闭合总开关观察发生的现象。（2）实验现象：保险丝。（3）现象分析：当用导线将A、B两点连接起来时，火线与零线直接相连，发生短路，由于导线的电阻很小，电源电压为220V不变，根据I=U/R可知，短路时电路中的电流非常大。由Q=可知，保险丝会产生大量的热量，温度急剧升高，快速。（4）结论：是家庭电路中电流过大的另一个原因.2.造成家庭电路中短路的原因家庭电路中的短路就是直接或间接将火线与零线连通，如下列情况：（1）人为原因：如在电路安装中不细心造成火线和零线。（2）使用问题：如电线绝缘层破损，或者是使用时间长，或者是使用环境恶劣。使得导线绝缘层老化，用电器和插座进水造成火线和零线直接。（3）元件损坏：例如家用电器绝缘材料老化，设计、制造、安装、维护不良等造成的设备缺陷发展为短路。3.短路对家庭电路的影响根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。【想一想】为了防止电路中电流过大引发事故，你有哪些好的建议？【归纳】避免同时使用的用电器；改造线路，例如把电线换成更的铜导线；电能表换成额定电流更大的。【例题2】小华将手提电脑的电源线插头插入墙上一个两孔插座时，听到一声巨响，同时室内电灯全部熄灭。检查后发现电脑电源线已炸开，室内断路器也已自动断开。对此次事故原因的分析最恰当的是（）A．可能是电脑电源线的插头原来已经短路 B．可能是电脑电源线炸开处内部已断路C．一定是室内断路器断路 D．一定是插座内部原来就已经短路探究三、保险丝的作用【想一想】为了防止电路中电流过大引发事故，除上述措施外，你还有哪些好的建议？人们常用给电路加装一个保险装置（保险丝），防止电路中电流过大，如图所示。保险丝是如何保护电路的呢？1.保险丝的作用（2）现象：电流增大到一定程度时，保险丝，而导线和铜丝等不会。（3）结论：在电流较大时，保险丝会先行熔断，自动，对整个电路起到作用。（这是利用了电流的热效应）【想一想】保险丝的材料有什么特点？在家庭电路中怎样选择、安装保险丝？【阅读课本P111并回答，进行归纳】2.保险丝的材料保险丝由电阻较、熔点较的铅锑合金制成。当电流过大时，电阻较大可以使电流通过保险丝产生的热量，熔点较低可以更容易。3.保险丝在电路中的符号：__________。4.保险丝的规格保险丝的规格用来表示。保险丝越粗，额定电流和熔断电流就越；一般情况下，熔断电流是额定电流的倍。5.保险丝的选择选择保险丝时应使保险丝的额定电流或略大于电路中的最大正常工作电流。注意：不能用或者代替保险丝。6.家庭电路中常见保险丝的安装保险丝通常安装在闸刀开关之后的进户线上，也可以只接在一根上，且与保护的电路串联。7.空气开关现在新建居民楼电路中的保险装置已经不再使用保险丝，而是用起保险作用的代替。空气开关安装在电能表后，当电路中的电流过大时，空气开关自动，切断。【想想议议】商场中，一位顾客和一位卖微波炉的售货员出现了不同意见。售货员说，微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉常常“烧保险”。他们各是从什么角度说的？应该怎样用科学术语表达他们的意思？你能解决他们的矛盾吗？【例题3】下表是某教室的所有用电器，若有额定电流为6A、8A、12A的保险丝供你选择，你应该选择哪种规格？用电器功率电灯40W电风扇80W饮水机500W投影仪1000W【例题4】如图，将多个用电器在同一个插排上同时使用，由于______过大，会造成家庭电路中的电流过大，此时______（填“空气开关”或“漏电保护器”）会自动切断电路，起到保护电路的作用。在切断电路前，图中___号线中的电流最大。【归纳整理】第2节家庭电路中电流过大的原因【精讲点拨】1.家庭电路中电流过大的原因有2个：①电路中用电器的总功率过大；②发生短路。2.判断家庭电路所安装的用电器能否同时使用的方法：（1）采用功率比较法。先根据电能表的规格，利用公式P=UI计算电路允许的最大总功率P总，再求出准备同时使用的用电器的总功率P实总=P1+P2+P2+…，最后比较P总和P实总得出结论。（2）采用电流比较法。先利用求和法求出准备同时使用用电器的总功率P实总，再利用I=U/R求干路上实际总电流I实总，最后比较I实总和电能表的最大额定电流I额得出结论。【课堂练习】2．如图甲所示，这是一种劣质导线，它的横截面积比标准导线小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量_______（选填“较多”或“较少”）。如图乙所示，这是家庭电路中使用的各种保险丝。保险丝应该使用电阻比较________、熔点比较_______的材料制作。3．如图是安装一盏电灯和三孔插座的实物示意图，A为保险丝，请在图上画出接线。

4.除夕之夜，小伟全家正在看春晚，突然家里的用电器全部停止工作，小伟发现周围人家的灯还亮着，经检查发现是自己家的保险丝熔断了。小伟爸爸维修电路的操作流程符合安全用电原则的是（）A．断开开关→更换保险丝→闭合开关→查找原因B．断开开关→查找原因→更换保险丝→闭合开关C．断开开关→查找原因→闭合开关→更换保险丝D．更换保险丝→断开开关→查找原因→闭合开关5．某电能表标有“220V10（20A）”的字样。家中正在使用着一台1000W的空调、两盏22W的节能灯。此时需要再用一个18W的台灯，可每当台灯的插头插进插座时，台灯不亮，空气开关就“跳闸”，发生这种现象的原因可能是（）A．节能灯断路B．用电器总功率过大C．插头或台灯短路D．空调的额定功率突然增大6．如图是小明设计的家庭电路图，对此分析下列错误的是（）A．保险盒接法错误，保险盒应该安装在火线上B．两孔插座接法错误，其左端导线应该接在零线上C．开关和灯泡接法正确，开关接在零线上符合安全用电原则D．将一盏台灯刚接入该三孔插座时，保险丝烧断，可能由于台灯插头短路7．如图所示，闭合开关，发现螺口灯泡不亮，检查时发现熔丝完好，用测电笔接触P、M、N点时氖管发光，Q点时氛管不发光，若电路中仅有一处故障，则对该电路的分析正确的是（）A．若熔丝熔断，是利用了电流的热效应B．图中螺口灯泡的接线方式不符合安全用电C．电路故障有可能是M、N间短路D．零线与火线之间的电压为36V8.在装有额定电流为20