人教版九年级物理第十九章第2节家庭电路中电流过大的原因基础班教案.docx
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人教版九年级物理第十九章第2节家庭电路中电流过大的原因基础班教案
第十九章第2节家庭电路中电流过大的原因
辅导科目
物理
年级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
基础版(适用于考试得分率低于60%的学员)
教学目的
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。
重、难点
重点:
电路中电流过大的原因分析
难点:
保险丝的选用
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
中央民族大学学生1号公寓S0601女生宿舍起火,北京市消防局在民族大学通报:
火灾由接线板短路引燃床头所致。
我国城乡许多地区进行家庭供电线路的改造,主要内容是把电线换成更粗的,电能表换成标定电流更大的,请你结合视频和线路改造说一说这种改造的必要性。
家庭电路与我们的生活息息相关,我们今天就来研究家庭电路中电流过大的原因。
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,电能表要换成标定电流更大的。
【新知讲解】
※知识点一:
家庭电路中电流过大的原因
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=P1+P2+P3=U(I1+I2+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1.2kW的空调.已知他家原有用电器的总功率是5600W,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?
(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220V,所以通过这台空调的电流:
I1=
=
=4.5A.
(2)增加这台空调后,明明家的用电器总功率变为6600W,总电流为I=
=
=30A<40A,
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:
①用电器的总功率过大。
②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。
◎例题
【例1】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
☐练习
1、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。
2、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。
§知识小结
【课堂检测】
1.(2019山东临沂)在全国中小学安全教育平台中,安全用电常识是其中一项重要的教育内容。
下列做法符合安全用电要求的是()
A.用铜丝替代保险丝B.更换灯泡时断开电源开关
C.开关接在灯泡和零线之间D.使用测电笔时手接触笔尖金属体
2.(2019四川南充)下列做法中不符合安全用电原则的是()
A.高大建筑物的顶端都要安装避雷针
B.把用电器的三脚插头改为两脚插头,接在两孔插座上使用
C.及时更换家庭电路中绝缘皮老化、破损的导线
D.不接触低压带电体,不靠近高压带电体
3.(2019湖北鄂州)下列说法正确的是()
A.当有人触电时应立即切断电源B.家中多个大功率用电器可以在同一插线板上同时使用
C.光缆通信中光在光纤里一直沿直线传播D.太阳能、风能、核能都是可再生能源
4.(2019辽宁朝阳市)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,空气开关“跳闸”,一定是发生了短路故障B.使用试电笔时手不能接触笔尾金属体
C.开关必须要接在用电器和零线之间D.家用电器达到使用寿命应及时更换
5.(2019山西省)“创新”小组的同学们在一次综合实践活动中,进行安全用电知识的抢答比赛,以下选项应抢答“对”的是( )
A.用湿毛巾擦拭正在发光的台灯B.开关连接在零线和用电器之间
C.保险丝烧断后最好用铜丝替代D.家用电器金属外壳一定要接地
6.(2019山东泰安市).关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,开关一定要接在灯泡和零线之间
B.使用测电笔时,手指不要按住笔尾的金属体
C.电冰箱必须使用三孔插座
D.家庭电路中漏电保护器跳闸,一定是电路中出现了短路
7.(2019湘潭)下列做法符合安全用电要求的是( )
A.用湿布擦拭正在工作的台灯B.在未断开电源的情况下更换灯泡
C.一个插座上同时使用多个大功率用电器D.家庭电路中安装保险丝或空气开关
8.(2019甘肃兰州市)(A)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是()
A.空气开关跳闸,一定是电路发生了短路B.控制电灯的开关应该接在火线与电灯之间
C.使用测电笔时,必须用手直接接触金属笔尖D.一般对人体而言,只要电压不高于220V就是安全的
9.(2019广东省)如图所示为家庭部分电路示意图,正常发光的电灯突然熄灭。
检查保险丝发现完好,再用试电笔先后检测插座的两孔,氖管均发光。
由此判断电路故障的原因可能是()
A.插座短路B.进户的火线断路C.进户的零线断路D.电灯的灯丝断路
10.(2019湘西土家族苗族自治州)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】
1.B
【解析】铜丝熔点较高不可作为保险丝替代品;更换灯泡是应断开电压以防触电;开关应接在用电器与火线之间;使用测电笔时手应接触测电笔尾,不可接触笔尖,否则会发生触电危险。
2.B
【解析】A、高大建筑物为避免发生雷击,顶端要安装避雷针,故A符合安全用电原则;B、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用(即用电器的金属外壳没有接地),这样当金属外壳漏电时,电流不能导向大地,会发生触电事故,故B不符合安全用电原则;C、电线的绝缘皮破损老化、破损时应及时更换,否则容易发生触电事故或短路(即火线和零线直接连通),故C符合安全用电原则;D、安全用电的基本原则:
不接触低压带电体,不靠近高压带电体,故D符合安全用电原则。
3.A
【解析】A、发现有人触电时,首先要切断电源,再采取救人措施,故A正确;B、家庭电路中不能同时使用很多大功率用电器,否则会使电路中电流的过大,而引起火灾,故B错误;C、光在光导纤维中不断反射,不是沿直线传播的,故C错误;D、核能不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源。
太阳能,风能在自然界中可以不断再生、连续利用,属于可再生能源,故D错误。
4.D
【解析】A.家庭电路中空气开关跳闸可能是发生了短路,或用电器总功率过大,电路电流太大造成的。
故A错误。
B.使用测电笔时,应
让手与笔尾的金属体接触,才是正确的,当氖管发光时,说明接触的是火线。
故B错误;
C.控制用电器的开关应接在火线和用电器之间,这样在开关断开时,用电器上没有电,不易发生触电事故。
故C错误;
D.保险装置、插座、导线、家用电
器等达到使用寿命应及时更换。
故D正确。
5.D
【解析】A.用湿布擦拭正在发光的台灯,湿布导电容易使人触电,故A错误;
B.控制电路的开关应该接在火线和用电器之间,防止开关断开时,用电器仍然和火线连接造成触电事故,故B错误;
C.保险丝采用电阻率大熔点低的铅锑合金制成,在电流过大时能自动切断电源;铜丝的熔点高,在电流过大时不能自动切断电源,不能起到保险的作用,故禁止用铜丝等导线代替,故C错误;
D.金属外壳的用电器,外壳一定要接地,防止外壳漏电,发生触电事故,故D正确。
6.C
【解析】A.家庭电路中,为安全起见,灯泡的开关一定接在灯泡和火线之间,故A错误;
B.使用测电笔辨别火线时,一定要用手触及笔尾的金属部分,否则容易造成误判,认为带电体不带电是十分危险的。
故B错误;
C.电冰箱必须使用三孔插座来使外壳接地,故C正确;
D.家庭电路漏电保护器跳闸,可能是发生的短路,也可能是有漏电的位置,还可能是总功率过大,故D错误。
7.D
【解析】由于生活用的水是导体,所以,用湿布擦拭正在工作的台灯容易发生触电事故,故A不符合安全用电;
在未断开电源开关的情况下更换灯泡时,灯泡处仍带电,容易发生触电事故,故B不符合安全用电;
家庭电路中各用电器是并联的,若一个插座上同时使用多个大功率用电器,则会造成干路电流过大,容易引起火灾,故C不符合安全用电;
家庭电路中必须要有保险丝或空气开关,这样当电流过大时,可自动切断电源,对电路起到保护作用,故D符合安全用电。
8.【解析】A.家庭电路中总功率过大或发生短路时,空气开关会跳闸,故A错误;
B.由安全用电原则可知,控制电灯的开关应接在火线和照明灯之间,故B正确;
C.使用测电笔时,必须用手接触笔尾的金属体,不能与笔尖金属体接触,故C错误;
D.不高于36V的电压对人体是安全的,故D错误。
9.C
【解析】本题属于家庭电路题。
根据题意所给故障现象,且发现保险丝完好,可推断故障原因不可能是短路,故排除选项A;根据试电笔检测插座时,氖管可以发光,可推断出火线不可能断路,故排除B选项;如果是电灯的灯丝断路,则只会导致电灯熄灭,而插座应该是正常的,即试电笔检测插座两个孔时,应出现的现象是:
一个孔氖管发光,另一个孔氖管不发光。
这与题意不符,故排除D选项;故应选C。
10.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。
【课堂总结】
【家庭作业】
一.选择题(共6小题)
1.(2019•株洲)在家庭电路中,一定不会引发总开关(带有漏电保护器)跳闸的是( )
A.火线和零线直接连通
B.安装用电器时人体接触火线
C.试电笔笔尖接触火线
D.同时使用多个大功率用电器
2.(2019•南通)家庭电路中,下列情形可能引起熔丝熔断的是( )
A.插座的零线火线接反B.两只白炽灯串联连接
C.电器金属外壳未接地D.同时使用大功率电器
3.(2019•呼和浩特)关于家庭电路,下列说法中正确的是( )
A.在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越大
B.家庭电路中总电流过大,保险丝熔断,一定是由于电路中用电器过多,实际功率过大引起的
C.用电器使用三线插头,是为了防止漏电而采取的保护措施
D.保险丝一般选用电阻比较小,熔点比较低的合金制作而成
4.(2019•广安)下列情况会造成家庭电路中的“空气开关”自动“跳闸”的是( )
A.开关中的两个线头相碰
B.双孔插座中的两个线头相碰
C.灯泡灯丝断了
D.插头和插座接触不良
5.(2019•凉山州)安全教育已越来越引起学校和社会各界的高度重视。
某中学开展了一系列丰富多彩的教育活动,在一次关于家庭用电的“对”、“错”抢答比赛中,提出以下说法,其中应答“错”的是( )
A.保险丝熔断后,不能使用铜丝代替
B.控制电灯的开关必须接在火线上
C.洗衣机插入三孔插座后,电灯和洗衣机是串联
D.洗衣机使用三孔插座的目的是使其金属外壳接地
6.(2019•攀枝花)如图是家庭电路正常工作的一部分。
下列说法中正确的是( )
A.导线B与大地之间的电压为220V
B.保险丝能在有人触电时自动切断电路
C.电冰箱的插头插入三孔插座时,能使电冰箱的金属外壳接地
D.闭合开关后测电笔先后插入插座的左右插孔,氖管都发光
二.填空题(共3小题)
7.(2019•河北)家用电灯的开关要接到 (选填“零线”或“火线”)和灯泡之间。
造成家庭电路中电流过大的原因是 (只填写一种即可)。
8.(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 。
9.(2019•泸州)为安全用电,家庭电路中的空气开关应装在 线上;空气开关“跳闸”后,受它控制的电路处于 (选填“短路”“断路”或“通路”)状态;验电笔 (选填“能”或“不能”)区分零线与接地线。
【答案】
一.选择题(共6小题)
1.C。
【解析】带有漏电保护器的总开关集成了空气开关和漏电保护器的功能,对电路起到短路、过载(用电器总功率过大)和漏电保护的作用。
所以当有人触电、电路中出现短路、家用电器总功率过大时都会造成总开关出现“跳闸”现象。
但试电笔笔尖接触火线,是为了辨别火线和零线,不会引起“跳闸”。
2.D。
【解析】A、插座的零线火线接反,用电器仍然能工作,不会引起电路中电流过大,不会引起熔丝熔断,故A错;
B、两只白炽灯串联连接,电路中的电流比只接一个灯时的电流还小,不会引起电路中电流过大,不会引起熔丝熔断,故B错;
C、电器金属外壳接地,是为了防止漏电时发生触电事故,电器金属外壳未接地,电器还能工作,不会引起电路中电流过大,不会引起熔丝熔断,故C错;
D、同时使用大功率电器,电路中用电器总功率过大,会引起电路中电流过大,熔丝熔断;故D正确。
3.C。
【解析】A、在导体长度和材料一定时,横截面积越大,电阻越小;家庭电路中用电器都是并联的,同时工作的用电器越多,相当于增大了导体的横截面积,所以总电阻越小,故A说法错误。
B、保险丝熔断是因为电路中电流过大,电流过大可能是短路或总功率过大造成的,故B说法错误。
C、用电器使用三线插头,三孔插座上面的孔接地线,在用电器漏电时,人接触用电器,地线可以把人短路避免触电事故发生,故C说法正确。
D、保险丝一般选择电阻大,熔点低的铅锑合金制成的,故D说法错误。
4.B。
【解析】A、开关中两线相碰,只是开关不起作用,用电器总是工作,并不是短路,不会引起电流过大,“空气开关”不会自动“跳闸”,故A不符合题意;
B、双孔插座一孔接火线,一孔接零线,两线相碰相当于直接把火线和零线接通,这是短路,会引起电流过大,“空气开关”会自动“跳闸”,故B符合题意;
C、灯丝断了,是断路,电路中没有电流,“空气开关”不会自动“跳闸”,故C不符合题意;
D、插头插座接触不良,是断路,电路中没有电流,“空气开关”不会自动“跳闸”,故D不符合题意。
5.C。
【解析】A、熔丝熔断后千万不能用铜丝代替,因为铜的熔点很高,在电路中电流过大时,铜丝不能自动熔断,不能起到保险的作用,故A正确;
B、家庭电路中开关控制用电器时,开关要接在用电器和火线之间,在断开开关,切断火线,操作时不容易发生触电事故,故B正确;
C、洗衣机接入三孔插座后电灯与洗衣机是并联的,洗衣机和电灯都能正常工作,并且互不影响。
故C错误;
D、洗衣机接入三孔插座能使洗衣机金属外壳接地,防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故,故D正确。
6.C。
【解析】A、由图知,保险丝安装在火线上,A是火线,B是零线,零线B与大地之间的电压为0V,故A错误;
B、保险丝在电路中的作用是当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用,但有人触电时电路的电流不是很大,保险丝不会自动切断电路,故B错误;
C、三孔插座已接地,当电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地,这样能,防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故,故C正确;
D、插座的左孔接零线,右孔接火线,所以测电笔插入插座的左氖管不发光,插入插座的右插孔氖管发光,故D错误。
二.填空题(共3小题)
7.火线;短路(或用电器的总功率过大)。
【解析】
(1)在家庭电路中,控制电灯的开关应该接在火线和灯泡之间,当开关断开时,电路中不但没有电流通过,而且电灯与火线断开连接,人接触灯泡时不会发生触电事故。
(2)家庭电路中电流过大的原因是短路或用电器总功率过大。
8.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。
9.火;断路;不能。
【解析】
(1)开关应安装在火线上,当断开开关时,用电器与火线断开,不会发生触电事故;
(2)空气开关“跳闸”后,电流无法形成通路,故家庭电路整体上处于断路状态;
(3)零线、地线和大地间的电压都是0V,用测电笔分别接触零线与地线时,氖管都不发光,所以测电笔不能辨别零线与地线,但测电笔可以辨别火线和零线。
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- 人教版 九年级 物理 第十九 家庭 电路 电流 过大 原因 基础 教案