第19章 第2节 家庭电路中电流过大的原因（讲解课件）-【优翼·学练优】2024-2025学年九年级物理全一册同步备课（人教版）

nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 家庭电路中电流过大的原因 第2节 第十九章 生活用电 优翼理综学科号 观察与思考 新闻中谈到发生火灾的原因有哪些？ 它们有什么共同点？ 新课导入 衔接：每年全国都发生过很多起火灾，很大一部分火灾和用电有着密切的联系，让我们来一起看一则新闻，注意看新闻中提到的引发火灾的原因有哪些？ 它们有什么共同点呢？本节课让我们一起来探究探究。 一、家庭电路的总功率对家庭电路的影响 夏天到了，小明家里开了许多用电器… P总= P1 + P2 + …+ Pn =200W +150W +1500W +150W +200W 用电器越多， 总功率越大 =6000W 200W 50W×3 150W 200W 1500W 1000W×2 1800W +2000W +1800W 新课讲授 衔接：上节课我们讲到，小明家里搞装修，现在呢，小明家里已经装修好了，小明搬到新家里舒舒服服住上了。这天夏天发生了一件事，小明家里开了好多好多用电器。我们知道，电路中的总功率是等于支路功率之和的。我们来看看小明开了哪些用电器。首先是客厅的灯一个，房间的灯3个……（可以画出电路图方便理解） 突然眼前一暗！ 新课讲授 衔接：当妈妈在卫生间打开吹风机，呜呜吹了一小会儿，突然，全家人眼前一暗。 爸爸检查了电路，发现跳闸了！ 思考：你认为会是什么导致跳闸呢？ 根据 P =UI，可以得到 I = P U U 一定，为 220 V 总电功率 P 越大，电路中的电流 I 就越大。 (20)A 根据 Q=I2Rt 总电流 I 就越大，热量Q就越大。 新课讲授 衔接：于是爸爸打着手电筒去检查电路，发现开关跳闸了。（可能是接太多用电器导致跳闸，总功率过大）……但是家庭的供电线路和电能表都是由允许的最大值的，电流多大超过了这个值，就可能导致跳闸了。 用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。 实验：如图连接一个简单电路，依次并联上新的小灯泡，观察电流表的示数。 A 新课讲授 衔接：接着我们通过一个实验来观察一下家庭用电器增多（总功率增大）导致的电流过大的现象。…… 升级 升级 额定最大电流更大 更粗 想想议议：最近几年，我国城乡在进行家庭供电线路的改造，说说下面这样改造的必要性。 新课讲授 衔接：为了让居民用电更加安全，我国…… 问题：（1）电能表换成额定最大电流更大的，家庭中可以使用的用电器总功率将变大（2）输电线换成更粗的，又根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流变大的情况，为防止由于产生热量过多导致电线温度过高而引起火灾，必须减小电线的电阻，所以要更换成更粗的电线。 炎炎夏日即将来临，明明家新购置了一台 1 kW 的空调。已知他家原有用电器的总功率是 5600 W，电能表上标有“220V 10(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？ 例题 (1)根据关系式 P=UI，可以得到 解： I空 = = P空 U = 4.5 A 1000 W 220 V 新课讲授 (2)增加这台空调后，总功率：P总=P+P空= 6600 W I = = P U =30 A ＜40 A 6600 W 220 V 所以，从电能表使用的角度，可以安装这样一台空调。 总电流为 (2)从安全用电的角度考虑，明明家的电路是否允许安装这样一台空调？ 新课讲授 讨论：如何防止家庭电路中总功率过大而导致的电流过大呢？ (1)如果家中要添加新的家电，应该先计算一下总功率，防止电流超过家庭供电线路和电能表允许的最大值。 (2)大功率用电器错开使用。 (3)同时使用的用电器不要太多。 新课讲授 衔接：家庭电路中总功率过大可能会导致电流过大而出现火灾，那么我们如何去防止这种情况的出现呢？ 二、短路对家庭电路的影响 排除故障后，小明关掉空调，打开了一台老旧的电扇… 又停电了 你干什么了？ 我…我不知道啊。 爸爸检查了那台老旧的风扇，发现绝缘皮已经破损了。 两条线直接连在了一起，看来是短路了。 新课讲授 衔接：小明听取了大家的意见，空调关了，热水壶也不烧水了，灯也关了几盏。但是…… 演示实验： A U B C D A 说一说你观察到的现象? 小灯泡熄灭，电流表指针偏转变大，绝缘皮燃烧。 新课讲授 衔接：短路也会造成电路中的电流过大，我们来看一个演示实验。…… 短路时，R很小，那么电路中的电流 I 就越大。 根据欧姆定律： I = U R U 一定，为 220 V 短路是家庭电路中电流过大的另一个原因。 根据 Q=I2Rt 总电流 I 就越大，热量Q就越大。 哪些原因会导致短路呢？ 新课讲授 衔接：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。导线的电阻非常小。…… 短路原因： 1.由于改装电路时不小心，使火线和零线直接连通造成短路。 2.电线绝缘皮破损或烤焦，电线和用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通。 3.电器进水造成短路。 …… 讨论：如何防止家庭电路中发生短路呢？ (1)改装电路要请专业人士。 (2)湿手不能去触碰带电的地方，也要防止用电器或者插座进水。 (3)经常检查用电器，线路老化要及时更换。 新课讲授 衔接：短路是一种非常危险的电路状态导致，可以在短时间产生大量的热，那么我们如何去防止这种情况的出现呢？ (中考·贵州)如图所示的甲、乙两个电路中，导线都燃烧起来了，甲电路产生的原因是 。乙电路产生的原因是_________。 用电器总功率过大 短路 例题 新课讲授 三、保险丝的作用 以前人们使用保险丝来保护电路，保险丝是如何起到保护作用的呢？ 演示实验： 新课讲授 衔接：小明家使用的是空气开关，但是过去的人们都是用得是保险丝，保险丝是如何起到保护作用的呢？（如果保险丝坏了，能用铜线替换保险丝吗？） 我们来看一个实验。……电流变大时，保险丝会熔断，铜丝不会熔断。 思考与讨论： 1.你认为应该选择什么样的材料当保险丝？ 3.不同的保险丝具有不同的额定电流，更换保险丝时，如何选择合适的保险丝？ 2.保险丝熔断的原理是什么？ 各种保险丝 铅锑合金 不能用铁丝或铜丝作保险丝！ 新课讲授 衔接：既然保险丝比铜丝容易熔断，那么保险丝应该用什么材料来做比较适合呢？…… 问题： 1.选择电阻比较大，熔点比较低的材料。 2.保险丝熔点低，而相同电流时又比导线产生的热量多，因此电流升高时，温度升高较快，达到熔点。 3.要让保险丝的额定电流稍大于电路允许的最大电流。 现在大家家里都使用空气开关来代替保险丝，更经济，更方便。 空气开关 住宅配电箱 新课讲授 衔接：科技在进步，社会在发展，每次保险丝烧坏了都要进行更换非常麻烦，还很费钱，于是保险丝已经被空气开关替代了。小明家今天两次电流过大，家里因为是空气开关，跳闸之后，检查问题了，直接把开关推回去就行了，也不用再去买保险丝，省钱省力多好。 空气开关原理：电流过大时，电磁铁磁力变强，使开关断开。 熔断器盒内的熔丝断了，不可能的原因是（　 　） A.熔丝的额定电流太大 B.熔丝额定电流太小 C.用电器的功率过大 D.电路中某处发生短路 A 例题 新课讲授 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？ 售货员是从电能角度说的，意思是：用微波炉加热食品消耗的电能不多。顾客是从功率的角度说的，意思是：微波炉功率大，使用时会使电路中的总电流过大；可以换小功率微波炉。 新课讲授 家庭电路中电流过大的原因 家庭电路中电流过大的原因 短路 保险丝 要使保险丝的额定电流等于或稍大于最大工作电流 电阻比较大、熔点较低的铅锑合金制成 空气开关 用电器的总功率过大 禁止用铜丝、铁丝等代替保险丝 课堂小结 21 1.家里每多开一盏电灯，则家里电路的（ ） A.总电阻增大 B.总电压增大 C.总电流增大 D.总电流总电压都增大 C 当堂小练 2.(中考·枣庄)在生活中，我们有时会遇到以下几种情况，在下述情况中可能引起家庭电路中空气开关跳闸的是（　　） ①电路中增加大功率的用电器； ②插座中的两个线头相碰； ③开关中的两个线头相碰； ④户外输电线绝缘皮破损。 A.①和② B.②和③ C.①和③ D.②和③ A 当堂小练 3.(多选)某同学家中的电能表规格为“220V 5A”，他家中现有家用电器：①800W的空调一台；②750W的电饭锅一个；③750W的微波炉一个；④120W的电冰箱一台；⑤100W的全自动洗衣机一台；⑥70W的彩电一台；⑦40W的电灯四盏；⑧200W的音响一套。为确保安全用电，以下使用方法中正确的是（ ） A.①②③中任意两个不能同时使用 B.④⑤⑥⑦⑧不可同时使用 C.①④⑤⑥不可同时使用 D.②④⑤⑧不可同时使用 AD 当堂小练 4. 小华家有30W日光灯2盏，15W的电灯3盏，60W的彩电1台，100W的电冰箱1台，300W的洗衣机1台，600W的音响1台，1kW的电饭煲1个，问：他家的总保险丝应如何选择？ 解：用电器的总功率： P=30W×2+15W×3+60W+100W+300W+600W+1000W=2165W 所有用电器都工作时，电路中的电流： 所以，他家应选择额定电流为10A的总保险丝。 I = = P U ≈9.84 A 2165 W 220 V 当堂小练 $$nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull P2衔接：每年全国都发生过很多起火灾，很大一部分火灾和用电有着密切的联系，让我们来一起看一则新闻，注意看新闻中提到的引发火灾的原因有哪些？ 它们有什么共同点呢？本节课让我们一起来探究探究。 P3衔接：上节课我们讲到，小明家里搞装修，现在呢，小明家里已经装修好了，小明搬到新家里舒舒服服住上了。这天夏天发生了一件事，小明家里开了好多好多用电器。我们知道，电路中的总功率是等于支路功率之和的。我们来看看小明开了哪些用电器。首先是客厅的灯一个，房间的灯3个……（可以画出电路图方便理解） P4衔接：当妈妈在卫生间打开吹风机，呜呜吹了一小会儿，突然，全家人眼前一暗。 P5衔接：于是爸爸打着手电筒去检查电路，发现开关跳闸了。（可能是接太多用电器导致跳闸，总功率过大）……但是家庭的供电线路和电能表都是由允许的最大值的，电流多大超过了这个值，就可能导致跳闸了。 P6衔接：接着我们通过一个实验来观察一下家庭用电器增多（总功率增大）导致的电流过大的现象。…… P7衔接：为了让居民用电更加安全，我国…… 问题：（1）电能表换成额定最大电流更大的，家庭中可以使用的用电器总功率将变大（2）输电线换成更粗的，又根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流变大的情况，为防止由于产生热量过多导致电线温度过高而引起火灾，必须减小电线的电阻，所以要更换成更粗的电线。 P10衔接：家庭电路中总功率过大可能会导致电流过大而出现火灾，那么我们如何去防止这种情况的出现呢？ P11衔接：小明听取了大家的意见，空调关了，热水壶也不烧水了，灯也关了几盏。但是…… P12衔接：短路也会造成电路中的电流过大，我们来看一个演示实验。…… P13衔接：家庭电路中的用电器都是并联的，一旦发生短路，即为电源短路。导线的电阻非常小。…… 短路原因： 1.由于改装电路时不小心，使火线和零线直接连通造成短路。 2.电线绝缘皮破损或烤焦，电线和用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通。 3.电器进水造成短路。 …… P14衔接：短路是一种非常危险的电路状态导致，可以在短时间产生大量的热，那么我们如何去防止这种情况的出现呢？ P16衔接：小明家使用的是空气开关，但是过去的人们都是用得是保险丝，保险丝是如何起到保护作用的呢？（如果保险丝坏了，能用铜线替换保险丝吗？） 我们来看一个实验。……电流变大时，保险丝会熔断，铜丝不会熔断。 P17衔接：既然保险丝比铜丝容易熔断，那么保险丝应该用什么材料来做比较适合呢？…… 问题： 1.选择电阻比较大，熔点比较低的材料。 2.保险丝熔点低，而相同电流时又比导线产生的热量多，因此电流升高时，温度升高较快，达到熔点。 3.要让保险丝的额定电流稍大于电路允许的最大电流。 P18衔接：科技在进步，社会在发展，每次保险丝烧坏了都要进行更换非常麻烦，还很费钱，于是保险丝已经被空气开关替代了。小明家今天两次电流过大，家里因为是空气开关，跳闸之后，检查问题了，直接把开关推回去就行了，也不用再去买保险丝，省钱省力多好。 空气开关原理：电流过大时，电磁铁磁力变强，使开关断开。 学科网（北京）股份有限公司 $$nullnullnullnullnullnullnullnull