初三物理(北京版)家庭电路中电流过大的原因-1教学设计

课程基本信息课例编号学科物理年级九学期第二课题家庭电路中电流过大的原因教科书书名：义务教育教科书物理九年级全一册出版社：北京师范大学出版日期：2014年7月教学人员姓名单位授课教师指导教师指导教师教学目标教学目标：1.尝试应用已学过的电学规律解决关于家庭电路的电流过大问题，认真厘清每个物理量的内涵，将对于纯电阻电路的思维习惯拓宽到家庭电路，提升学生科学思维水平，深化对电学规律的理解。2.通过对保险丝熔断实验的现象分析，引导学生找出空气开关断开的原因；并进一步应用电学规律找出电流过大原因和排除措施，从而培养学生的分析能力。3．培养学生初步的安全用电常识和节约用电意识。教学重点：分析家庭电路电流过大的原因教学难点：分析家庭电路电流过大的原因教学过程时间教学环节主要师生活动2min3min3min3min4min2min创设情境引新课总功率过大是家庭电路中电流过大因排除功率过大措施短路是家庭电路中电流过大的另一个原因排除短路措施教师引导学生回顾前两节课内容，寻找空气开关断开的原因。教师介绍：因为空气开关内部结构比较复杂，目前我们的知识不足，不能处理此种情况。但大家还记得空气开关的前身是什么？提出问题，引导学生回顾保险丝的熔断和空气开关的效果是等效的。 把研究空气开关断开原因的问题转换为研究保险丝熔断的原因，即在家庭电路中引起保险丝熔断的原因是什么？回顾一下保险丝熔断时的画面，重点观察A、B处保险丝发生的变化，你观察到了什么现象？思考保险丝为什么会熔断？提出问题:同学们，还记得保险丝的材料有什么特点吗？学生回答:它是由铅锑合金制成的，电阻比较大，熔点比较低。引导学生从现象入手，根据所学知识逐步分析引起保险丝熔断的原因。提出问题:保险丝能够熔断说明它的温度发生了什么变化?提出问题:保险丝的温度为什么会升高呢？我们一起来进行分析。保险丝的温度升高，内能增加，电流流经导体时产生了热量增加了。根据焦耳定律公式Q=I2Rt可以得知电流通过导体产生的热量的大小与I、R、t，三个因素有关。当Rt不变时保险丝在熔断前后，其电阻大小和通电时间都没有发生显著的变化,电流过大。所以说，电流过大是使家庭电路中保险丝熔断的原因。不同粗细的保险丝有不同的额定电流，当通过保险丝的电流小于或等于额定电流时，保险丝正常工作，超过额定电流达到熔断电流时保险丝会因为发热而熔断。今天让我们一起来探究家庭电路中电流过大的原因。总功率过大：根据熔丝熔断的实验视频（电热风机特点——电功率较大）和家庭电路的结构图，利用并联电路电流关系和电功率公式分析电流过大的原因。接下来我们要分析的就是，是什么原因使电路中的电流过大呢？让我们来看一段视频，请大家带着问题去思考。通过观看视频，是否能得到启发呢？请同学们结合视频和电路图思考，为什么接入热风机时电路中的电流就过大呢？其中虚线框部分表示的是热风机部分的电路。引导学生分析I总变大了，主要是I2较大造成的。电路中包含的电动机是非纯电阻电路，分析I2时无法直接使用欧姆定律，所以我们从功率的角度选择公式P=UI进行分析。然后根据公式P总=P1+P2分析，P总过大，导致电流过大。总结：因此我们说总电功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。提出问题：生活中，当总功率过大时我们又如何处理呢？处理办法：引导学生说出避免同时使用多个用电器或者少接入大功率用电器，以免电流过大。继续追问：如果家中同时使用的用电器不能减少，比如空调、热风机等仍需要继续同时使用，那你还有什么办法呢？请同学们阅读下面的资料，找到解决问题的办法吧。学生阅读资料，找出在不减少家用电器使用的同时，还能满足生活用电的设施改造方法。加粗导线横截面积并且更换智能电表。使每户居民用电量从不足2000瓦增加到6000瓦增容的办法，解决了空气开关断开的现状。介绍:许多城乡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。提出问题:我们为什么要加粗导线的横截面积呢？学生回答：当材料和长度相同时，增加导线横截面积可以减少输电导线的电阻。根据Q=I2Rt可知，当电流和通电时间不变的情况下，减少输电导线的电阻，可以输电线上热效应减小，这样就可以减少输电线上的热能损耗。实际生活中，还存在另一种让生活出现困扰的问题。让我们一起来看另一个情景。短路：根据实验视频（导线——电阻很小）和家庭电路的结构，利用并联电路电流关系和欧姆定律公式分析电流过大的原因。实验中，灯与插座并联，在C、D处接一段较细导线，相当于保险丝。闭合开关，灯泡发光，电路正常工作。若用一根导线将插座上的火线与零线连接，请你观察现象。学生观察视频：可以看到灯泡熄灭，导线熔断被弹出。提出问题，引导学生思考。导线熔断被弹出，说明瞬间电流过大。学生思考：电路中为什么瞬间电流过大？我国家庭电路的电压为220v，电路中我们使用的这段导线的电阻为0.08欧，电阻很小，相当于短路。根据公式I=U/R可知，此时带有插座的这条之路中，导线中会产生很大瞬时的电流，而此时干路上的电流，I总=I1+I2+…+In根据焦耳定律Q=I2Rt，C、D导线的电阻不变，电流增大，产生大量的热使导线温度升高，烧坏绝缘皮，引起火灾。视频中的短路是个危险动作，为了保证安全，老师用的是带有绝缘皮的导线，请同学们在家中不要模仿，以免发生意外事故。总结：短路也是使电路中保险丝熔断，导致电流过的大的原因之一。同学们，也许在生活中不经意的动作就有可能造成短路行为，如，没有擦干手上的水分，就去摁开关等。引导学生怎样才能防止家庭电路的短路，提出防范措施。提出问题：你知道，怎样防止家庭电路的短路，有哪些办法？引导学生说出。1.改装电路时要小心。2.及时检查电气线路，发现绝缘皮破损，要及时修理。3.及时清理插头的两极、插座两孔间堆积的灰尘、毛发，以免形成“积污导电”现象，引发短路。4.如用热水壶烧水时，不要倒入太多的水，防止电路进水短路根据以上分析，相信同学们一定明白了家庭电路中电流过大会引起空气开关断开，当我们找出电流过大的原因并把问题解决后，用手重新闭合空气开关就可以使电路正常工作了。2min课堂小结围绕着家庭电路中电流过大的原因这个主题，我们以空气开关断开为线索，把研究空气开关断开原因的问题转换为研究保险丝熔断的原因，认识到电流过大会引起家庭电路中空气开关断开，并进一步应用电学规律，指引我们找出排除措施。同时我们也学到了，在面临复杂的事故面前，我们要学会先简化，再分析事物的本质，以便我们更好的去研究同学们，生活中我们要避免大功率的用电器同时接入，如电熨斗，电烤箱等，以免导致家庭电路中电流过大；同时我们也要及时检查电路，遇到绝缘皮破损，要及时修理，若使用家用电器，要防止