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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(yùn)用物理知識(shí)分析實(shí)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(tái)燈一盞,500瓦電爐一只,不同規(guī)格的保險(xiǎn)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(xiǎn)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(xiǎn)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(xiǎn)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(jìn)行新課
(l)短路是引起電流過大的一個(gè)原因
①演示短路實(shí)驗(yàn)
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(shí)聽到“啪”的一聲響,保險(xiǎn)盒火花一閃,燈并未被點(diǎn)亮。教師拔出保險(xiǎn)盒蓋給學(xué)生看,保險(xiǎn)絲已被熔斷。C.?dāng)嚅_電源,排除短路,給保險(xiǎn)盒蓋換好保險(xiǎn)絲,再通電,燈又亮了。
②問:通過此實(shí)驗(yàn),你知道了什么?學(xué)生答:由實(shí)驗(yàn)知道,短路時(shí),電路中電流過大,使保險(xiǎn)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(xiǎn)絲為什么會(huì)被熔斷?
干路中的電流很大,這就是連在干路中的保險(xiǎn)絲被熔斷的原因。
問:發(fā)生短路時(shí),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(rèn)識(shí),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(xiǎn)和哪些情況下會(huì)發(fā)生短路
講述:發(fā)生短路時(shí),通過導(dǎo)線的電流是正常時(shí)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(huì)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(huì)發(fā)生短路。學(xué)生可能答:裝修電路時(shí)不細(xì)心,使火線和零線直接連通。燈座、插座的兩個(gè)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(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)。
出示家庭電路示教板,在干路上串聯(lián)一個(gè)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(tái)燈,請一同學(xué)讀出電流表的讀數(shù)l’’。
②小結(jié):從實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。
將臺(tái)燈換上一只500瓦的電爐。這時(shí)聽到“啪”的一聲響,燈全熄了,同時(shí)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(xiǎn)絲又?jǐn)嗔恕?/p>
④帶領(lǐng)學(xué)生計(jì)算剛才三盞燈都亮?xí)r,通過保險(xiǎn)絲的電流。教師引導(dǎo)
再讓學(xué)生自己計(jì)算換上一只500瓦的電爐時(shí),通過保險(xiǎn)絲的電流。請一同學(xué)上黑板計(jì)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(jì)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(xiǎn)絲熔斷,B.計(jì)算通過保險(xiǎn)絲總電流
⑥出示寫有例題的小黑板,和學(xué)生共同分析計(jì)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(tái),100W的電冰箱一臺(tái),700W電飯鍋一只。在這些用電器同時(shí)使用時(shí),能否再接上一只500W的熱得快?(不能接)
指出:居民樓里若同時(shí)使用幾個(gè)大功率的用電器,樓里的總保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷,使整個(gè)樓斷電。因此為了節(jié)約用電,也為了不給大家?guī)頂嚯姷穆闊彝ル娐分胁灰送瑫r(shí)使用幾個(gè)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(gè)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(jì)算一下所有用電器同時(shí)工作時(shí)的總功率和通過保險(xiǎn)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(shí)驗(yàn)時(shí),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(yuǎn)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(shí),造成短路,排除短路前,一定要先把電源插頭拔去后再進(jìn)行,不要認(rèn)為接線板上開關(guān)沒有接通時(shí),火線一定是斷開的。
2.做第二個(gè)演示實(shí)驗(yàn)時(shí),保險(xiǎn)絲的額定電流可選l~1.35A,這樣就保證一插入電爐后,保險(xiǎn)絲就熔斷了。電流表要用交流檔,選擇0~5A檔。當(dāng)100瓦、兩個(gè)60瓦的三盞燈都亮?xí)r,電流表的示數(shù)I〃小于后面計(jì)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(shí)際電壓略低于220伏,所以電流表的示數(shù)和計(jì)算值略有差別。
3.第二個(gè)演示實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器,四個(gè)“2.5V0.3A”的小燈泡,示教電流表,CD間用兩個(gè)夾子夾住一個(gè)0.5A的保險(xiǎn)絲管。調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(shí),保險(xiǎn)絲熔斷。
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