2025年初中九年級(jí)上冊(cè)【物理(人教版)】家庭電路中電流過(guò)大的原因+教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息課例編號(hào)2020QJ09WLRJ035學(xué)科物理年級(jí)9年級(jí)學(xué)期第1學(xué)期課題家庭電路中電流過(guò)大的原因教科書(shū)書(shū)名：物理九年級(jí)全一冊(cè)出版社：人教版出版日期：教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：知道家庭電路中電流過(guò)大的原因是家用電器的總功率過(guò)大和短路；知道保險(xiǎn)絲的作用。能力目標(biāo)：通過(guò)觀察模擬家庭電路總功率過(guò)大和短路的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和表述能力；通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行理論的分析，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。情感目標(biāo)：通過(guò)對(duì)家庭電路電流過(guò)大的原因的了解，及保險(xiǎn)絲和空氣開(kāi)關(guān)的了解，讓學(xué)生有初步的安全用的常識(shí)和節(jié)約用電的意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：分析家庭電路電流過(guò)大的原因教學(xué)難點(diǎn)：家庭電路中電功率的計(jì)算教學(xué)過(guò)程時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動(dòng)3分鐘8分鐘5分鐘5分鐘1分鐘引入用電器的總功率過(guò)大對(duì)電路的影響短路對(duì)電路的影響保險(xiǎn)絲的作用課堂小結(jié)+布置作業(yè)目前，我國(guó)城鄉(xiāng)許多地區(qū)進(jìn)行家庭供電線路的改造【點(diǎn)PPT】在改造時(shí)工人師傅要把原來(lái)的鋁芯線換成銅芯線，把原來(lái)較細(xì)的銅芯線換成更粗的，電能表?yè)Q成額定最大電流更大的，【問(wèn)】你知道這種“增容”改造的意義嗎？【答】生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，導(dǎo)線越粗、家中電能表的額定最大電流越大，允許通過(guò)的電流就越大?！締?wèn)】為什么要增大家庭電路中允許通過(guò)的電流限值呢？什么因素會(huì)影響家庭電路中的電流大小呢？【答】隨著人們生活水平的提高，家庭電路中大功率用電器越來(lái)越多，總功率變大，總電流就會(huì)變大，導(dǎo)線和電能表允許通過(guò)的電流必須變大，所以電線要換粗，電能表要換成額定最大電流更大的。這樣才能最大程度地避免用電事故的發(fā)生。現(xiàn)在，同學(xué)們是否可以回答前面的問(wèn)題呢？【插入學(xué)生語(yǔ)音】家庭中用電器的數(shù)量會(huì)影響電路中的電流的大小。家庭中用電器的總功率會(huì)影響電路中的電流的大小。兩位同學(xué)的回答都不錯(cuò)，其實(shí)都是一個(gè)意思。在家庭電路中，增加同時(shí)工作的用電器的數(shù)量，總功率就會(huì)隨之增加。家庭電路兩端的電壓不變，所以總電流就會(huì)變大。如果電路中允許通過(guò)的最大電流值過(guò)小，就可能發(fā)生事故下面，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)看看這個(gè)現(xiàn)象”?！军c(diǎn)PPT】同學(xué)們看到的是一個(gè)由三盞白熾燈組成的并聯(lián)電路，電源14V，干路開(kāi)關(guān)，串聯(lián)在干路的電流表測(cè)量通過(guò)干路中的電流。我們可以通過(guò)表盤(pán)觀察干路電流的變化，為了直觀地展示電流過(guò)大時(shí)對(duì)電路的影響，我們?cè)贏B兩點(diǎn)間接入一根外皮比較容易燃燒的導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)中，我們將三盞燈逐個(gè)接入電路，請(qǐng)同學(xué)們觀察【點(diǎn)PPT】電流表示數(shù)的變化【點(diǎn)PPT】AB兩點(diǎn)間的導(dǎo)線發(fā)生的現(xiàn)象【播放視頻】我們開(kāi)始實(shí)驗(yàn)（全屏播放）閉合開(kāi)關(guān)，現(xiàn)在我們把一盞燈接入電路，發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)；接著把第二盞燈接入電路，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)變大了；再把第三盞燈接入電路，電流表的示數(shù)更大了，同時(shí)看到AB兩點(diǎn)間導(dǎo)線的外皮已經(jīng)冒出了大量的白煙【點(diǎn)PPT】在實(shí)驗(yàn)中隨著接入電路中用電器的個(gè)數(shù)增加，【點(diǎn)PPT】電流表示數(shù)增大，通電一段時(shí)間，【點(diǎn)PPT】導(dǎo)線上的絕緣皮冒白煙，說(shuō)明電路中產(chǎn)生了大量的熱量?！締?wèn)】為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？【答】有同學(xué)們回答是因?yàn)殡娐返目偣β蔬^(guò)大，導(dǎo)致電流過(guò)大造成的，特別棒！【點(diǎn)PPT】并聯(lián)電路的總功率等于每盞白熾燈消耗的功率之和，根據(jù)P=IU，可以得到因?yàn)殡娐穬啥说碾妷篣是定值。用電器總功率P越大，電路中的電流I就越大。【點(diǎn)PPT】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，電流I越大，產(chǎn)生的熱量Q越多，所以電路AB間的導(dǎo)線才會(huì)冒白煙，甚至起火燃燒，如果發(fā)生在我們的家庭電路中就容易引發(fā)電火災(zāi)。所以在家庭電路中，不能同時(shí)使用太多大功率用電器，即使每個(gè)用電器的功率不算很大，如果同時(shí)使用，它們的總功率也會(huì)相當(dāng)可觀，電路中的總電流也可能超過(guò)安全值。容易引發(fā)電路事故。根據(jù)以上的分析，我們可以知道【點(diǎn)PPT】用電器的總動(dòng)率過(guò)大，是家庭電路中電流過(guò)大的原因之一隨著生活水平的不斷提高我們家里通常會(huì)購(gòu)置一些大功率的用電器，比如空調(diào)、電熱水器等，如果同時(shí)使用很可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，下面讓我們變成安全小能手，幫老師解決家里的實(shí)際問(wèn)題吧！老師家新購(gòu)置了一臺(tái)1kW的空調(diào)。老師家中原有用電器的總功率是5600W，電能表上標(biāo)“220V40A”。從用電安全方面考慮，能不能再安裝一臺(tái)功率為1kW的空調(diào)？我已經(jīng)看到很多同學(xué)迫不及待的要告訴我答案了【點(diǎn)PPT】220V，40A是電能表提供給我們的基本信息。其中40A是電能表的額定最大電流?！军c(diǎn)PPT】只要家里的實(shí)際電流小于電能表的額定最大電流，就不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，可以安裝?！军c(diǎn)PPT】

用電器的實(shí)際功率為P實(shí)際=1000W+5600W=6600W，根據(jù)公式：P=UI得到6600W除以220V，電流為30A，總電流30A<額定最大電流40A，所以可以安裝這臺(tái)空調(diào)。【點(diǎn)PPT】解法一是從比較電流的角度判斷的，【答】除了這種方法，還有其他方法嗎？【答】有同學(xué)說(shuō)可以比較用電器的實(shí)際總功率和電路允許的最大額定功率，對(duì)?！军c(diǎn)PPT】只要P實(shí)際小于P額就可以P額=UI額=220V×40A=8800W>6600W，也可以判斷?！军c(diǎn)PPT】解法二是從比較總功率的角度判斷的，都可以幫老師解決這個(gè)問(wèn)題！同學(xué)們真的是太棒了，希望我們都成為家里的安全小能手！有時(shí)候家庭電路中用電器的總功率不是很大，但是也會(huì)產(chǎn)生電流過(guò)大的現(xiàn)象，我們來(lái)看一看這種現(xiàn)象?！静シ乓曨l】視頻中潮濕樹(shù)枝直接連接在兩條導(dǎo)線之間，引發(fā)了火災(zāi)。在我們實(shí)際生活中，很多用電事故所引發(fā)的火災(zāi)都是由于短路造成的，【點(diǎn)PPT】那么短路也會(huì)造成家庭電路中電流過(guò)大嗎？【點(diǎn)PPT】根據(jù)歐姆定律可知，在短路情況下，電阻R很小，如果電壓U不變，電路中的電流I就會(huì)很大。下面我們?nèi)匀煌ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)，來(lái)模擬發(fā)生短路的情況【點(diǎn)PPT】我們?nèi)匀皇褂蒙洗螌?shí)驗(yàn)用的示教板，所不同的是，用一個(gè)短路開(kāi)關(guān)S4與燈泡并聯(lián)我們開(kāi)始實(shí)驗(yàn)【播放視頻】（全屏播放）首先閉合干路開(kāi)關(guān)，然后閉合一條支路開(kāi)關(guān)，將一盞燈接入電路，燈泡發(fā)光，電流表的示數(shù)正常。此時(shí)將短路開(kāi)關(guān)S4閉合，我們發(fā)現(xiàn)燈泡熄滅了，同時(shí)電流表示數(shù)迅速變大，AB間導(dǎo)線絕緣皮被燒毀，導(dǎo)線已經(jīng)被燒紅了當(dāng)短路開(kāi)關(guān)S4閉合后，電路發(fā)生短路，【點(diǎn)PPT】燈泡不能發(fā)光，電流表的示數(shù)迅速變大，導(dǎo)線絕緣皮迅速燒毀，冒出火花，放出大量白煙?！締?wèn)】請(qǐng)同學(xué)們思考，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？【點(diǎn)PPT】在短路情況下，電路中電流I很大。【點(diǎn)PPT】根據(jù)焦耳定律電路電流很大，【點(diǎn)PPT】就會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。電路中AB導(dǎo)線才會(huì)迅速燒毀。可見(jiàn)短路也會(huì)造成電流過(guò)大，【點(diǎn)PPT】是家庭電路中電流過(guò)大的另一個(gè)原因在家庭電路中由于一些原因使火線和零線直接連通，會(huì)引發(fā)短路，【點(diǎn)PPT】例如電線老化、電線絕緣皮破損【點(diǎn)PPT】線路受潮、接線時(shí)不小心接錯(cuò)。都可能造成短路，使得家庭電路的電流過(guò)大，很容易造成火災(zāi)，【點(diǎn)PPT】我們?nèi)粘Ｉ钪幸ㄆ跈z查家里的用電器線路，及時(shí)更換老化的電線，做到防患于未然，最大程度避免事故的發(fā)生。當(dāng)電路發(fā)生異常，電流變大時(shí)，可能損壞電路中的某些重要器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。所以在電路中必須安裝保險(xiǎn)設(shè)備以保護(hù)用電器或人身安全?！军c(diǎn)PPT】如圖所示是各種保險(xiǎn)絲，【點(diǎn)PPT】和保險(xiǎn)絲的替代品，現(xiàn)在多數(shù)家庭中安裝的空氣開(kāi)關(guān)。下面我們一起來(lái)了解一下保險(xiǎn)絲和空氣開(kāi)關(guān)。【點(diǎn)PPT】保險(xiǎn)絲又叫熔絲，把它安裝在特殊的瓷盒就成了熔斷器，這就是我們常說(shuō)的保險(xiǎn)?！军c(diǎn)PPT】也可以將保險(xiǎn)絲安裝在玻璃管內(nèi)稱(chēng)為保險(xiǎn)管，保險(xiǎn)管多用于各種電氣設(shè)備中，保險(xiǎn)絲是安全用電的監(jiān)護(hù)者，面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)了解保險(xiǎn)絲的作用【播放視頻】（全屏播放）【問(wèn)】實(shí)驗(yàn)中我們看到電路中的保險(xiǎn)絲在什么情況下熔斷了？【答】對(duì)，電路中電流過(guò)大時(shí)。小燈泡被短接，此時(shí)有過(guò)大的電流通過(guò)電路，保險(xiǎn)絲迅速熔斷，自動(dòng)切斷電路，從而起到保護(hù)作用?！军c(diǎn)PPT】所以保險(xiǎn)絲的作用是，當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí)，保險(xiǎn)絲自動(dòng)熔斷，保護(hù)電路。【問(wèn)】生活中如果保險(xiǎn)絲熔斷，能不能用銅絲或鐵絲來(lái)替換保險(xiǎn)絲呢？【播放視頻】（全屏播放）【問(wèn)】實(shí)驗(yàn)中，為什么保險(xiǎn)絲熔斷了，而銅絲沒(méi)有變化呢？【答】對(duì)，有同學(xué)提到了保險(xiǎn)絲的電阻比較大，根據(jù)焦耳定律，當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻大，產(chǎn)生的熱量較多。此時(shí)保險(xiǎn)絲和銅絲的長(zhǎng)度與橫截面積相同，【點(diǎn)PPT】由于保險(xiǎn)絲的材料是電阻率比較大的，所以它的電阻就比較大，相同情況下，產(chǎn)生的熱量就比較多?！締?wèn)】保險(xiǎn)絲產(chǎn)生了較多的熱量，能迅速熔斷，它還應(yīng)該具備什么特點(diǎn)呢？【答】同學(xué)們答的非常好，保險(xiǎn)絲的熔點(diǎn)比較低，【點(diǎn)PPT】保險(xiǎn)絲是由電阻率比較大，熔點(diǎn)較低的鉛銻合金制成?！军c(diǎn)PPT】因此銅絲是不能替代保險(xiǎn)絲的。保險(xiǎn)絲有很多不同規(guī)格，它們的橫截面積也不同，我們通常用額定電流來(lái)表示保險(xiǎn)絲的規(guī)格，表中是一些常見(jiàn)保險(xiǎn)絲的規(guī)格，【點(diǎn)PPT】比如直徑為0.28mm的保險(xiǎn)絲，它的額定電流是1A，熔斷電流是2A?！军c(diǎn)PPT】直徑為0.71mm的保險(xiǎn)絲，它的額定電流是3A，熔斷電流是6A?！军c(diǎn)PPT】當(dāng)通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流小于它的熔斷電流時(shí)，保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷”?！军c(diǎn)PPT】如果電流超過(guò)它的額定電流，達(dá)到它的熔斷電流時(shí)，保險(xiǎn)絲就會(huì)迅速熔斷。增加保險(xiǎn)絲的電路對(duì)于我們來(lái)說(shuō)就安全多了，剛才我們模擬家庭電路的實(shí)驗(yàn)，如果加入規(guī)格合適的保險(xiǎn)絲，電路就不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。讓我們?cè)賮?lái)看這個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中注意觀察保險(xiǎn)絲和AB間導(dǎo)線的變化【播放視頻】（全屏播放）我們先在電路中安裝好保險(xiǎn)絲。然后閉合干路開(kāi)關(guān)，接入第一盞燈，接入第二盞燈，接入第三盞燈，AB間導(dǎo)線沒(méi)有出現(xiàn)異常現(xiàn)象。保險(xiǎn)絲熔斷，起到保護(hù)電路的作用?，F(xiàn)在許多樓房的供電線路已經(jīng)不再使用保險(xiǎn)絲了，而是用空氣開(kāi)關(guān)來(lái)代替，空氣開(kāi)關(guān)也能起到保險(xiǎn)絲的作用。有一種空氣開(kāi)關(guān)的主要部分是電磁鐵，它是利用電磁鐵原理工作的。當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，由鐵心、銜鐵、吸引線圈和彈簧組成的保險(xiǎn)裝置就會(huì)自動(dòng)脫扣，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，切斷電路?？諝忾_(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘后，排除電路中的故障，用手重新閉合開(kāi)關(guān)就可以。和使用保險(xiǎn)盒相比，空氣開(kāi)關(guān)省去了更換保險(xiǎn)絲的過(guò)程，更便捷，更安全?！军c(diǎn)PPT】本節(jié)課我們一起了解了【點(diǎn)PPT】家庭電路中電流過(guò)大的原因，一是電路中用電器總功率過(guò)大，二是電路發(fā)生短路。為了保護(hù)家庭電路及我們的人身安全，電路中必須使用保