2019_2020学年九年级物理全册19.2家庭电路中电流过大的原因学案含解析新版新人教版.doc

第2节 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两个原因；2. 了解保险丝的材料特点，理解保险丝是如何起保险作用的。 3会解决有关家庭电路的简单问题。【学习重点】：电路中电流过大的原因分析【学习难点】：保险丝的选用【自主预习】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_总功率_过大，二是发生短路，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，电阻比较大_，熔点比较低。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_切断电路，起到保险作用。禁止用_铁_丝、铜_ 丝等代替保险丝。新建楼房用空气开关代替保险丝【合作探究】探究一：家用电器的总功率对家庭电路的影响1. 实验探究：电功率与电流的关系按图连接好电路，先闭合开关S1、再闭合S2，最后闭合S3，观察电流表的示数是如何变化的?结论：从实验看到，逐渐增加并联的灯泡数，电流表的示数逐渐增大。说明干路中的电流随用电器总功率的增大而增大。问题：为什么会出现实验中的现象？2.理论推导用电器总功率： P总P1P2P3 U(I1I2 I3)=UI总因电源电压U不变，由I总= P总/U 可知， P总越大，则 I总越大。3.家庭电路中 图1 图2 图3 (1)家庭电路用电器都是并 联使用的，如果同时工作的用电器很多，即使每个用电器功率不很大，干 路上的电流也会很大.可以从两个方面考虑：并联的用电器越多，电路中的总功率越大，家庭电路中电压不变，根据公式 P=UI,得到I= P/U 可知干路中电流变大。（图1）并联的用电器越多，电路中的电阻越小，家庭电路的电压不变，根据公式I=U/R可知干路中电流变大。(2).当电路中的电流增大时.根据焦耳定律Q=I2Rt,导线电阻不变,电流增大,电流在导线上放出的热量会增多,使导线温度迅速升高,容易引起火灾.（图2）(3). 观察漫画疲劳的插线板,插线板甚至于要烧起来，是因为用电器的总功率太大了，通过接线板导线的总电流太大了。（图3）(4).随着人们生活水平的提高，家庭使用的电器越来越多，可能是添置了新的大功率用电器。还有一种可能是很多用电器同时使用，因为总功率与各个用电器功率之间的关系满足：P= P1=P2=+Pn ，因此，电路中同时使用的用电器不能过多。归纳: 家庭电路中用电器总功率过大是电路中电流过大的一个原因。例题：炎炎夏日即将来临，明明家新购置了一台1.2 kW的空调已知他家原有用电器的总功率是5 600 W，电能表上标有“220 V10(40)A”的字样请你通过计算说明：(1)使用这台空调时，通过它的电流是多少？(2)从电能表使用的角度考虑，明明家的电路是否允许安装这样一台空调？ 解：(1)根据电功率和电流、电压的关系式P UI，可以得到 I，家庭电路的电压是220 V，所以通过这台空调的电流：I1 4.5 A.(2)增加这台空调后，明明家的用电器总功率变为6 600 W，总电流为I30 A40 A，所以，从电能表使用的角度考虑，可以安装这样一台空调 探究二：短路对家庭电路的影响1.所谓短路是指电流没有经过用电器而直接构成通路。 2.发生短路时，根据前面学过的知识可知，导线的电阻极小, 由I=U/R可知，U一定，故I极大，由Q=I2Rt可知，R和t一定时，I越大,会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。3.改装电路时不小心、绝缘皮破损或老化、用电器进水等原因使火线和零线直接连通造成短路。 归纳： 短路是家庭电路中电流过大的另一个原因.探究三：保险丝的作用家庭电路中干路中电流过大时，导线会过热老化或引起火灾。为了防止电流过大造成伤害，都要在电路中安装保险装置。1.保险丝（1）作用：电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护作用。观察各种规格的保险丝。你知道保险丝是如何起到“保险”作用的吗？（2）演示实验：观察保险丝的作用先在A、B之间接入一段细保险丝，调节滑动变阻器的滑片，使电流增大到能使保险丝熔断的某一值（也可在电路中连入电流表）。观察各金属丝的变化：现象：铜丝没有什么变化，保险丝被熔断了.保持滑动变阻器滑片位置不变，即保持电路中电流不变。在A、B间换上一段较粗的保险丝，接通电路。保险丝和铜丝均完好，没有断开。能使细保险丝熔断的电流，不一定能让粗保险丝熔断。（3）保险丝的特点材料：由电阻大、熔点低的铅锑合金制成的原理：由于电流的热效应，当电路中电流过大时，保险丝温度过高而熔断，切断电路，起到保护作用。选用原则：保险丝规格用额定电流来表示。应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中的最大正常工作电流。安装：保险丝通常安装在电能表之后的进户线上，并应串联在电路中。注意事项：当电路被保险装置切断时，不要急于更换保险丝或使空气开关复位，要先找到发生故障的原因，排除之后再恢复供电。问题：为什么要把输电线换成更粗的？将电能表的额定电流换成更大的？ 随着人们生活水平的提高，家庭电路中大功率用电器越来越多，总功率变大，总电流变大，导线和电能表允许通过的电流必须变大，所以电线要换粗，电能表要换成额定电流更大的。2.空气开关现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关。空气开关安装在电能表后，当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。想想议议商场里，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，用它加热食品用不了多少电费； 顾客说：微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”。 他们各是从什么角度说的？ 售货员从消耗电能多少的角度说的。售货员是从微波炉消耗电能多少的角度来说的，微波炉功率大，加热时间短，相对来说消耗电能少；而顾客是从功率大小的角度来说的，而家庭电路中，若总功率过大，会引起电路中电流过大，容易烧坏保险丝。【精讲点拨】1.家庭电路中电流过大两个原因:用电器的总 功率过大。发生短路。2.为了安全用电，应注意不要让干路电流超过家里供电线路和电能表所允许的最大值，为此，要防止同时使用很多大功率的用电器如果家里要添置新的大功率用电器，应先算一算它的电流，看电路中总电流是否超过供电线路和电能表允许的最大值3家庭电路的故障有两类：断路和短路。保险丝熔断，一般是由于用电器的总功率过大或发生了短路现象；若用电器不工作且保险丝没有熔断，可能是电路发生了断路，这时常用试电笔来检测。当试电笔和火线直接或间接接通时，氖管发光；当试电笔没有和火线接通时，氖管不发光。根据氖管是否发光来确定电路中何处断路。【归纳整理】【当堂练习】1.（2019年新疆）.家庭电路中，空气开关发生跳闸的原因是（ ）A. 电流过大B. 电流过小C. 电功率过小D. 电压过低【答案】A【解析】电流过大会造成空气开关跳闸，故A正确，B错误；家庭电路的电压是220V，电功率过小，根据P=UI可知通过电路的电流较小，不会造成空气开关跳闸，故C错误；电路电阻不变时，电压太低，根据欧姆定律I=可知电路中电流太小，不会使空气开关跳闸，故D错误2.(2019 辽宁抚顺市)关于家庭电路及安全用电的说法正确的是（）A插座的塑料外壳是导体，不能直接触碰B电路中电流过大的原因只有用电器总功率过大C为防止烧坏保险丝，将保险丝用铁丝替换D用试电笔检查电路时，手要接触笔尾金属体【答案】D【解析】A.插座的塑料外壳是绝缘体，正常情况下直接触碰是安全的。故A错误；B.家庭电路中电流过大的原因有二：用电器总功率过大，发生了短路。故B错误；C.当电路电流过大时，保险丝容易熔断而保护电路，如果用铁丝或铜丝代替保险丝后，就起不到保护作用了。故C错误；D.使用测电笔辨别火线和零线时，用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，氖管发光，表明检测的是火线，故D正确。故选：D。3.（2019山东潍坊市）在如图所示家庭电路中，将插头插入插座，打开电视，电视不工作；闭合开关，灯泡不亮；保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（）A零线上保险丝烧断B火线上保险丝烧断C灯丝烧断D插座短路【答案】A【解析】在家庭电路中只有一处故障时，用试电笔检测，氖管发光的接触的是火线，氖管不发光的接触的是零线。将插头插入插座，打开电视，电视不工作；闭合开关，灯泡不亮，说明电路中存在断路故障；若灯丝烧断，则电视机应该工作，故不可能是灯丝烧断；保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光，插孔的左孔能使氖管发光，说明蓝色线是通的（即插孔的左孔通过灯泡、开关与火线相连，如下图）；插孔的右孔能使氖管发光，说明红色线是通的（即火线是完好的），综合分析可知是A点左侧的零线断路（可能是零线上保险丝烧断）。4.(2019 湖南衡阳市)关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（）A为了防止因漏电而造成触电事故，微波炉的金属外壳应该与大地相连B使用试电笔时，手指不能接触笔尾金属体，以免发生触电事故C为了防止触电，必须把用电器的开关接在零线上D家庭电路中，空气开关跳闸一定是因为电路发生了短路【答案】A【解析】A.有金属外壳的微波炉应使用三孔插痤，让金属外壳接地可以防止金属外壳带电而发生触电事故。故A正确；B.使用试电笔时，手指不能碰到笔尖金属体，但要接触笔尾金属体，故B错误；C.家庭电路的开关，一定要接在火线上，这样断开开关时，用电器才不会带电，更安全，故C错误；D.空气开关跳闸是家庭电路中电流过大，可能是发生了短路，也可能是用电器总功率过大。故D错误。5.(2019贵阳市)插线板使用不当会带来安全隐患甚至引发火灾，下列属于正确使用插线板的做法是A. 在插线板上可以同时使用多个大功率用电器 B. 插线板可以放置在家中的任何位置C. 使用或购买插线板时要关注其相关技术参数 D. 用电器的插脚无需与插孔中的金属片完全接触【答案】C【解析】A家庭电路中各用电器彼此并联，同时使用多个大功率用电器，相同时间会产生较多的热量，可能烧坏插线板，甚至造成短路发生火灾，故A错误；B插线板不能随便乱放，应该放在小孩摸不着并且干燥，不会溅到水的地方，故B错误； C应该根据插线板需要承载的用电器功率大小，选择插线板，所以，使用或购买插线板时，需要选择合适技术参数的插线板，故C正确；D用电器与插线板连接时，要保证插脚与插孔中的金属片充分接触，不要出现“接触不良”的情况，以避免损坏用电器，故D错误。6.（2019 湘西州）家庭电路中电流过大会引起电路中空气开关跳闸，其原因主要有两种，即发生短路现象和 。【答案】总功率过大。【解析】在家庭电路中，因电流过大导致空气开关“跳闸”的原因有：（1）电路中发生短路故障；（2）电路中用电器的总功率过大，也会造成干路电流过大。故答案为：总功率过大。【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 8