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第2节 家庭电路中电流过大的原因
知识点一 家用电器的总功率对家庭电路的影响 精练版P19
我们的生活离不开电，在使用电的过程中有可能造成危害，这些危害都是在家庭电路中用电时电流过大造成的。其中，用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
1．家用电器总功率的计算：家庭电路中，家用电器的总功率等于各用电器功率之和，即P＝P1＋P2＋…＋Pn。
2．家用电器的总功率对家庭电路的影响：根据电功率和电流、电压的关系式P＝UI，可以得到I＝。家庭电路的电压为220V，家庭电路中总功率P越大，干路中的电流I就越大，容易引起线路故障，甚至引起火灾。
3．家庭电路中避免总功率过大的措施：一是如果家里添置了新的大功率用电器，例如电热水器、空调机，要用I＝计算一下它的电流，不要超过供电线路和电能表所允许的电流最大值；二是即使每个用电器的功率不是很大，但同时使用的用电器过多，干路电流也可能超过安全值，因此，电路中同时使用的用电器不能太多，尤其是大功率用电器，非用不可时，也应尽量错开时间，交替使用。
例1 暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场。调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。根据学过的物理知识回答：
(1)“超负荷”是指电路中的________(选填“电流”或“电阻”)过大。
(2)使火灾发生的理论依据是________。
(3)请你提出一条预防这种火灾发生采取的措施：
________________________________________________________________________。
解析：总功率过大是引起家庭电路中电流过大的原因之一，“超负荷”指的就是因总功率过大而引起的电流过大；由焦耳定律的表达式Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多，所以导致导线发热，容易引起火灾，为减少火灾的发生，大功率的用电器尽量不要同时使用。
答案：(1)电流 (2)焦耳定律 (3)大功率的用电器尽量不要同时使用
知识点二 短路对家庭电路的影响 精练版P19
短路是家庭电路中电流过大的另一原因。
1．实验探究：短路及发生短路时的现象(本实验应由老师操作，自己切莫动手实验)。
实验过程：如图所示，断开总开关，用导线将A、B两点连接起来。闭合总开关，观察发生的现象。
实验现象：用导线将A、B两点连接起来后闭合总开关，保险丝快速熔断切断电路。
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，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使保险丝的温度急剧升高，快速熔断。
2．短路对家庭电路的影响：家庭电路中的用电器都是并联的，一旦发生短路，即为电源短路。此时干路中的电流很大，产生大量的热使保险丝熔断，或使空气开关跳闸。若线路老化或没有安装保险装置，则导线的温度会升高，烧坏绝缘皮，引起火灾。
3．家庭电路中可能发生短路现象的情形：改装电路时不细心，使火线和零线直接连通；电线绝缘皮被刮破或者电线和用电器使用时间太久，绝缘皮破损老化，使火线和零线直接连通，或电器进水，这些情况都会造成短路；由于灯座、插座、插头的两个接线柱接线不规范，而使火线和零线相碰等。
例2 某同学家，室内的电灯均正常工作，当他把“220V 8W”的台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内电灯全部熄灭，发生这一现象的原因可能是( )
A．插座处短路 B．台灯插头处短路
C．台灯开关处短路 D．台灯灯头处短路
解析：从题意可判断，电路是发生了短路故障，由于插入台灯后，闭合台灯开关时，室内电灯才全部熄灭，所以排除插座和台灯插头处的短路，台灯的开关短路相当于开关闭合，不会导致电源短路，因此A、B、C选项都不可能使电灯全部熄灭。当灯头处短路时，闭合开关，电路中火线与零线直接接通而造成电源短路，会使电灯全部熄灭，故选D。
答案：D
知识点三 保险丝的作用 精练版P19
1．作用：电流过大时，自动熔断，保护电路。
2．构成材料：由电阻比较大、熔点比较低的铅锑合金制成。
3．原理：当电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护电路的作用。
4．选用原则：保险丝的额定电流等于或稍大于电路正常工作时的电流。
5．连接方式与安装：保险丝与所保护的电路串联，保险丝装在闸刀开关的下方，应注意进户线一定要装在闸刀开关的静触点的接线柱上。
6．使用时的注意事项：(1)安装家庭电路中的保险丝时，千万不要用铁丝、铜丝代替，因为铁丝、铜丝的熔点高，在电流过大时不易熔断，起不到保护电路的作用。
(2)电路发生故障时，有时会导致保险丝熔断，更换保险丝后，首先应查清导致保险丝熔断的原因，在排除故障后才能合上闸刀开关，恢复供电。
例3 根据表中所提供的数据，可以确定适宜制作保险丝的是( )
金属
铅
铜
铁
钨
长1m、横截面积1mm2
的导线在20℃时的电阻/Ω
0.206
0.017
0.096
0.053
在标准大气
压下的熔点/℃
328
1083
1535
3410
A．铅 B．铜
C．铁 D．钨
解析：电路在短路或总功率过大时会产生很大的电流，容易对用电器和人体造成危害。保险丝在电流过大时能迅速熔断，起到保护电路的作用。这就要求保险丝的电阻要大，根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，温度升高的越快，所以熔点低的适宜制作保险丝，这样容易迅速熔断，综上两条可知铅符合要求。
答案：A
易错点 区分电热器中的电阻丝与保险丝
电热器中的电阻丝和保险丝的制作材料的特点是不同的，对这一点不少同学容易混淆。电热器中的电阻丝电阻较大而熔点较高，当电流通过时，电能转化为内能使电阻丝温度升得较高而不至于熔断；保险丝的电阻比较大、熔点比较低，这样才能保证当电路电流过大时，保险丝产生较多的热量，从而极易达到保险丝的熔点使保险丝熔断，从而自动切断电路。
例4 石墨烯被证实是世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质，它的导电性能好、导热性能强，熔点超过3000℃。你认为用石墨烯做成的导线________(选填“能”或“不能”)用来做保险丝；________(选填“能”或“不能”)用来做高压输电线；________(选填“能”或“不能”)用来做电炉丝。
解析：制作保险丝的材料应具备电阻大、熔点低的特点，石墨烯的熔点超过3000℃，熔点高且导电性能好，不能用来做保险丝；制作高压输电线的材料应具备导电性能好的特点，以便减少电能的损失，石墨烯导电性能好，能用来做高压输电线；电炉丝的特点是电阻大、熔点高，而石墨烯的导电性能好，说明电阻小，所以不能用来做电炉丝。
答案：不能 能 不能
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