人教版九年级物理 专题192 家庭电路中电流过大的原因导学案解析版.docx
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人教版九年级物理专题192家庭电路中电流过大的原因导学案解析版
人教版九年级第十九章生活用电
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=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。
【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。
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