第二節 家庭電路中電流過大的原因
教學目標
1. 知識目標：
1、了解家庭電路中的電流與家用電器總功率的關系。
2.通過推理從理論上驗證實驗推論。
3、通過演示保險絲熔斷的實驗，加深中學生對保險絲功能的理解。
2、能力目標：
通過本節的教學，培養中學生運用數學知識解決實際問題的能力。
3.情感目標：
通過學習，提高安全用電意識。
教學困難
教學重點：分析家庭電路電壓過高的原因。
教學難點：理論推論驗證實驗推論。
教案
家庭電路教學板一塊，交流電壓表一個，100瓦和60瓦白熾燈兩盞，60瓦吊燈一盞，500瓦電爐一個，大小不同的保險絲幾根，寫有實例的小黑板一塊，鋁線。
設計理念
家庭電路電流過大的原因是本節乃至本章教學的重點。
如何結合中學生熟悉的生活實際，引導中學生參與討論，從而激發中學生的興趣。 在觀察實驗現象的基礎上，引導中學生綜合運用所學知識分析電路中的電壓變化，了解其原因。 讓中學生掌握并運用知識分析實際問題是本次教學設計的主要目的。
引用課上的問題：家庭用電過程中，尤其是用電高峰時，經常會出現保險絲熔斷、跳閘的情況。 你知道這種現象是如何形成的嗎？ 從中學生熟悉的生活實際出發，引導中學生參與討論，激發中學生興趣，引入新課程。
新課程的教學按照“演示實驗-理論分析-解決實際問題”幾個環節進行。
家用電器總功率過大
通過演示課本中圖19.2-1的實驗，重點是讓中學生直觀的認識：總功率過大，保險絲燒斷。
對這一現象的理論分析可以指導中學生比較兩次估算結果，分析表明總功率越大，支路電壓越大。
組織中學生討論交流，從并聯電路中電阻、電流、電功率的變化出發，多角度進行理論分析，激活中學生思維，學以致用。
重點：近年來，我國城鄉不少地區正在進行供電線路改造。 改造的內容之一就是將傳輸電纜更換為更粗的，并將電能表的額定電壓更換為更大的，以盡可能滿足您的需求。 電力需求。 論證了“從數學到社會”的理念。
泄漏
示范課本圖19.2-2實驗中，中學生通過觀察知道：漏電時，電路中電流過大，使保險絲燒斷，但燈并沒有燒壞。
畫出等效電路圖，引導中學生運用并聯電路的電壓分布與內阻成正比的原理進行理論分析。
組織中學生討論家庭用電時，什么情況下可能會發生漏電？ 預防漏電應該怎么做，對中學生進行安全用電教育。
保險絲的作用
演示教材19.2-4實驗讓中學生觀察和比較兩端金屬線的變化，使中學生不僅可以對保險絲的作用有一個具體的感性認識，還可以直接看到銅電線和鐵絲不能代替保險絲。
引導中學生思考、討論、交流，從理論上說明材料的選擇必須滿足兩個條件。
這里可以簡單介紹一下保險絲的實際應用。 保險絲越粗，熔斷電壓越大； 實際選用合適的熔斷器應使其額定電壓等于或略低于電路中的最大正常工作電壓。
新建房屋的供電線路不再使用熔斷器，而是采用帶有安全裝置的空氣開關。
教學流程
1.根據生活現象提出問題
班主任提問：家庭用電期間，尤其是用電高峰時，是否有很多未進行電器設備改造的家庭電路中保險絲熔斷或跳閘？
請給說“是”的朋友解釋一下是在什么情況下燒掉的。
中學生：
1.使用電爐
2.使用空調
3、電纜絕緣老化
...
引入新課：保險絲熔斷跳閘，說明電路中電壓過大，那么家庭電路中電壓過大的原因有哪些呢？
2.開展新課程
1、家用電器總功率過高是電壓過高的誘因
① 示范教材19.2-1增容實驗：出示家庭電路教學板，在支路上串聯一個交流電壓表（課前連接），兩個電壓表的額定功率分別為100瓦和60瓦。電路白熾燈。
A。 合上開關1，使100瓦燈亮，請同事讀出電壓表的讀數I。
B． 關閉開關2，使60瓦的燈也亮，請同事讀取電壓表的讀數I1。
C。 將一盞60瓦的吊燈插入插頭，請同事讀取電壓表的I2讀數。
②總結：從實驗中可以看出，并聯的燈泡數量逐漸減少電流過大什么原因，電壓表的指示也日益減少。 表明支路電壓隨著家用電器總功率的減小而減小。
③繼續演示實驗。 將吊燈換成500瓦的電爐。 這時，只見“啪”的一聲，所有的燈都滅了。 與此同時，我看到電壓表的指針發生了大幅度的偏轉，然后指向了零。 中學生由此可以知道，保險絲燒斷是因為電路中電流過大。
班主任問：朋友們能找出這個現象的原因嗎？
④引導中學生估算剛才三燈亮時通過保險絲的電壓。 班主任指導中學生在更換500瓦電爐時估算通過保險絲的電壓。 請朋友在黑板上估一下（I=3安全），其他同事在作業中做，班主任進行一輪檢查。
⑤ 引導中學生比較兩次估計結果，分析并得出結論：
總功率越大，支路電壓越大。 如果總功率太大，保險絲就會熔斷。
組織中學生討論交流，多角度進行理論分析，激活中學生思維，學以致用。
根據并聯電路的特點，燈泡兩端的電流相等電流過大什么原因，支路中的電流等于各路電壓之和。 每降低一個燈泡，就降低一個通道，支路中的電流增加一部分，因此并聯的燈泡越多，支路中的電流就越大。 熔斷器接在支路上，支路上的電壓越大，由P=I2R可知，將電能轉化為熱能的功率越大，在一定時間內形成的熱量就越多。 如果水溫達到熔點，就會被吹掉。
可以從并聯電路中電阻變化的角度來分析，并聯電路中電阻的特性，并聯電路的總內阻大于任意并聯電路的內阻，因此總電壓小于每個通道的電壓。
也可以從并聯電路中電功率變化的角度來分析。
⑥教師總結：家庭電路中家用電器的總功率過大是電路中電流過大的另一個原因。
⑦出示樣題小黑板，與中學生一起分析、估計。
強調：如果民用建筑內同時使用幾臺大功率家用電器，建筑物內的主保險絲就會熔斷，導致整棟樓斷電。因此，為了節約用電，為了不給您帶來斷電的麻煩，不建議同時使用
它是大功率家用電器，因此對中學生進行節電和安全用電教育。
為了改善城鄉居民特別是廣大農村居民的用電條件，近年來，我國城鄉不少地區正在進行供電線路改造。 將額定電壓改大一點，盡可能滿足你的用電需求。
2、漏電是電壓過高的另一個原因
① 演示教材 圖19.2-2 漏電實驗為家用電路教學板。
A。 連接示教板電源，關閉開關燈，然后切斷電源。
B． 將示教板末端的火線和零線搭接在一起，造成漏電，然后給示教板通電。 觀察：接通電源時，同時發出“啪”的一聲，保險絲盒火花閃爍，燈不亮。 班主任拉開保險絲蓋，向中學生展示保險絲已燒斷。
C。 切斷電源，排除漏電，更換保險蓋保險絲，重新接通電源，燈又亮。
②教師提問：通過這個實驗你學到了什么？
中學生回答：我們從實驗中得知，當漏電時，電路中的電流過大，使保險絲熔斷，但燈并沒有燒壞。
③分析班老師在黑板上畫出等效電路圖，并指導中學生分析：
火線和零線連接在一起，發生漏電后，并聯電路的總內阻大于任何并聯電路的電阻。 導線的電阻很小，幾乎為零，因此總內阻也很小，幾乎為零。 分支電路中的電壓很大，這是連接到分支電路的保險絲熔斷的原因。
還可以引導中學生從并聯電路兩路的電壓分布了解到，支路中大部分電壓直接通過導線，幾乎沒有電壓通過燈泡。
指出：所謂漏電是指電壓不經過家用電器直接形成通路。 排除漏電故障后，家用電器仍能正常工作。
④ 組織中學生討論家庭用電時，什么情況下可能會發生漏電？
中學生可能會回答：家里安裝電路時不小心，導致火線和零線直接相連；
⑤老師總結，上面的實驗觀察和理論分析都表明，漏電是電路中電流過大的另一個原因。
向中學生介紹日常使用中如何用電，防止漏電，對中學生進行安全用電教育。
3、保險絲的作用
示范教材19.2-4實驗
讓中學生集中觀察：用聯通滑動變阻器的滑塊，比較兩端金屬線的變化：保險絲
逐漸軟化直至熔合； 銅線無明顯變化。 說明保險絲的功能。
班主任教中學生如何安裝保險絲盒和刀開關的保險絲。 這樣既滿足了生活的實際需要，又培養了動手實踐能力。 你可以請同事到講臺上安裝安全罩的保險絲。 中學生安裝完畢后，將安全蓋插入教學板，檢查是否連接正確。 當中學生看到燈亮時，他就連接正確了。 一種成功之后的喜悅是無法言喻的。 班主任應給予表揚和肯定。
引導中學生根據保險絲的作用思考：保險絲應該安裝在電路的什么位置？ 指導中學生保險絲在選材方面有哪些要求？
中學生：熔斷器應串聯在支路上，熔斷器應安裝在刀開關下方。
可以向中學生展示不同金屬線的一些保險絲尺寸、熔點和電阻率。
1、中學生進行理論思考、討論、交流，說明材料必須滿足兩個條件：材料：鉛銻合金； 特點：內阻高、熔點低。
2、中學生還應該明白，不同厚度的保險絲的額定電壓和熔斷電壓是不同的，而且保險絲越粗，熔斷電壓就越大。 實際選擇合適的保險絲時，其額定電壓應等于或略低于電路中的最大正常工作電壓。 太粗的保險絲不能起到有效的保險作用，保險絲也不能與超過規定的家用電器正常工作，更何況銅線、鐵線不能代替保險絲。
班主任：導火索有偉大的犧牲精神。 它會破壞自身并保護電路。 它靠什么來毀滅自己？
中學生：電暖氣。
班主任：新建的房屋一般都使用帶有安全裝置的空氣開關，而不是保險絲，這樣可以避免只更換安全線而帶來的不安全誘因。 當電路被安全裝置切斷時，首先查明故障原因，排除故障后再接通電路。
3.《思考討論》
組織中學生討論交流
班主任總結：推銷員認為使用微波爐節省時間，因此也省電，卻忽略了微波爐的功率； 顧客只考慮微波爐的瓦數大，因此耗電，而忽略了使用微波爐的時間長短。 兩人在節電、用電問題上表達的意見并不完美。
結論：這堂課的內容與我們的生活息息相關。 通過這門課的學習，希望朋友們能夠習慣從生活中發現問題，并運用所學的數學知識解決實際問題。
闡明：
1.在做第一次演示實驗時，保險絲的額定電壓可以在1~1.35A之間選擇，以保證
之后，保險絲熔斷。 電壓表應使用AC檔，選擇0~5A檔。 當三個100瓦的燈和兩個60瓦的燈都亮時，電壓表的讀數I2大于先前估計的電壓3A。 實際電流略高于220伏，因此電壓表上的讀數與估計值略有不同。
可以用低壓電源來演示，支路上串聯一個大電壓表和保險絲。 電源選擇6V量程，選擇“10Ω1.5A”滑動變阻器，三個“2.5V0.3A”小燈泡，示教電壓表，用兩個夾子夾住0.5A保險絲管。 調節滑動變阻器使燈光正常發光。 先閉合S1，再閉合S2，可以看到電壓表的指示減小，閉合S3時，保險絲熔斷。
2、演示漏電實驗時，為了安全，可將示教板的電源插座插在帶拉線開關的接線板上。 開關。 演示過程中會造成泄漏。 在排除漏電之前，必須先拔掉電源插頭，然后再進行操作。 不要以為接線板上的開關沒接好，火線就一定斷了。
也可以使用低壓電源進行演示。 在燈兩端并聯一根電線，合上分支開關，觀察電壓表指針顯示大數字，保險絲熔斷，三個燈熄滅。
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