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(提升版)教案

第十九章第2节家庭电路中电流过大的原因
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。

重点：电路中电流过大的原因分析
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
师:家庭电路中的各用电器是并联的,当用电器增多或接入大功率用电器时,干路电流如何变化?
P总＝P1＋P2＋P3＋…
P总＝U（I1＋I2＋I3…）＝UI总．因家庭电路中电压是220 V不变，
由P
总＝UI
总
可知，I
总
＝P
总/
U，即P总越大，则I总越大．
师:当电路中总功率增大时,电路中的电流也增大.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.
师：看课本109页图19.2-1.说明什么？
生:①用电器很多；②插线板可能要烧起来；
师：插线板甚至于要烧起来，这是什么原因?
生：因为用电器的总电流太大了。

师：为什么用电器的总电流会太大了？
生：因为用电器的总功率太大了。

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。

师：现代家庭用电器越来越多了，同时工作时总电流越来越大，电路装好了，不便于随时更换，
家庭电路中的导线、电能表等配电设备都有最大额定电流，在使用用电器时，不要同时使用很多大功率用电器，以免超过允许通过的最大电流，烧坏设备。

甚至引起火灾。

归纳：为了改善城乡居民特别是广大农村地区的用电条件，最近几年，我国城乡的许多地区在进行供电线路的改造，改造的内容之一就是把输电线换成更粗的，将电能表的额定电流换成更大的，尽可能满足大家的用电需求。

例题:炎炎夏日即将来临,明明家新购置了一台1.2 kW的空调.已知他家原有用电器的总功率是5400 W,电能表上标有“220 V10(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?
解:(1)由P=UI可知,通过空调的电流为:I1==≈5.5 A.
(2)增加空调后,用电器的总功率为:P总=P+P1=5400W+1200W=6600 W,总电流为:I总==
=30 A<40 A,所以,从电能表使用的角度考虑,可以安装一台这样的空调.
[知识拓展]通过上面的计算可以看出,当家庭电路中总功率增大时,电路中的总电流也增大.所以如果家中要添加新的大功率家电,比如电热器、空调等,应先计算一下电路中总电流,防止电路总电流过大,超过家庭供电线路和电能表允许的最大值,引起不必要的麻烦.
师：除了家用电器的总功率过大会对家庭电路产生影响,还有什么因素会造成家庭电路电流过大?
二、短路对家庭电路的影响
短路是指电流不经过用电器而直接构成回路。

1.短路的危害
火线、零线搭在一起，形成短路后，并联电路的总电阻小于任何一个并联支路的电阻。

导线
的电阻R
总很小，据
R
U
I 可知，干路中的电流很大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升
高，从而可能引起导线和设备损坏或炸裂，很容易造成火灾。

问题：造成短路的原因有哪些？
2.短路的原因
(1)改装电路时不小心使火线和零线直接连通，
(2)线路老化，绝缘层破坏而造成短路。

电线绝缘皮被刮破或烤焦，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
线直接连通或电器进水造成短路。

所以，在我们日常生活用电时，要注意这些引起短路的安全隐患，要做到安全用电。

短路是家庭电路中电流过大的另一个原因.
【想想议议】如何防止总功率过大或短路对家庭电路的危害？
三、保险丝的作用
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。

展示各种规格的保险丝。

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,思考下列问题:
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）。

学生观察：
生: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。

学生观察：
生: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溶断。

师：同学们认识了保险丝，保险丝为什么能“保险”呢？
生：电路中连入保险丝后，如果电路中电流过大，保险丝首先熔断，断开电路，使用电器不因电流过大而损坏，从而起到保险的作用。

师：刚才演示中接入粗保险丝时并不熔断，能起到保险的作用吗？
生:额定电流小的电路中可以选择较细的保险丝。

如果在额定电流小的电路中选择太粗的保险丝就不能起到有效的保险作用。

绝对不能用铜丝或铁丝来代替保险丝.
师：现在谁能解释保险丝为什么要用电阻大，熔点低的材料制作？
3．保险丝：
（1）材料：由电阻大、熔点低的铅锑合金制成的
（2）原理：当电路中电流过大时，电能转化成热的功率迅速增大，保险丝由于温度过高而熔断，切断电路，起到保护作用
（3）安装：保险丝或空气开关通常安装在电能表之后的进户线上，并应串联在电路中。

（4）选择：家庭电路中保险丝的额定电流应等于或稍大于电路正常工作的电流。

（5）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？
师生共同总结：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。

4.新型保险装置：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。

顾客从功率大小的角度说的。

微波炉功率大，加热时间短，相对来说消耗电能少，但如果而家庭电路中允许通过的最大电流小的话，若总功率过大，会引起电路中电流过大，容易烧坏保险丝。

※例题
【例1】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。

练习
1、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）。

§知识小结
【课堂检测】
1．（2019 江苏无锡）如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。

接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。

下列说法正确的是（）
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故
①实验中通过熔丝的电流大于铜丝
①通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝
①随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关A．只有①① B．只有①①①
C．只有①①① D．①①①①都正确
2．（2019 湖南常德）如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。

某同学用试电笔测试如图的A、B、C、D四处，发现A、C、D这三处都能使试电笔的氖管发光，而B处不发光。

那么可以判定故障是（）
A．火线和零线短路B．电线AC段某处断路
C．电线BD段某处断路D．电灯L短路
3．（2019 陕西）如图是小轩家的部分电路。

下列说法正确的是（）
A．若熔断器熔丝断了，可以用铜丝代替
B．若导线cd间断路，仍然可以安全使用三线插座
C．若闭合开关S，灯泡L不发光。

用测电笔检测e点，氖管不发光，则说明灯丝一定断了D．若ab间断路，灯泡L仍能正常工作
4．（2019 四川攀枝花）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220 V
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
5．（2019 广东深圳）关于家庭电路，下列说法正确的是（）
A．甲图中，若保险丝熔断，则一定是短路引起的B．甲图中，灯泡与开关的连接符合安全用电原则
C．甲图中，两孔插座连接不符合安全用电原则D．乙图中，电能表所在电路的总功率不能超过2200W
6.（2019 湖北天门市）关于生活用电，下列说法正确的是（）
A．家用电器或线路着火时，直接泼水灭火
B．只要安装了空气开关，用电器和人身安全就得到了保障
C．用试电笔辨别火线、零线时，手指不要接触试电笔上的任何金属体
D．某用电器漏电时，正常工作的漏电保护器会自动切断电路
7.（2019 山东德州市）图是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（）
A．电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
B．断开开关S时，用试电笔接触A点氖管发光，接触B点时氖管不会发光
C．保险丝烧断后可用铜丝代替
D．闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯短路
8.(2019 辽宁铁岭市)（多选）关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（）
A．正确使用试电笔时手要接触笔尾金属体
B．当人发生触电事故时，漏电保护器一定会切断电路
C．使用三脚插头时，插头上标着“E”的导线和用电器的金属外壳相连
D．家庭电路中空气开关跳闸，一定是用电器总功率过大造成的
9.（2019 四川自贡市）用试电笔可辨别火线和零线，使氖管发光的是。

如图所示的电路，闭合开关后，发现电灯不亮，用试电笔测试图中的a、b、c、d四点，只有a点不发光，可能发生的故障是。

10.(2019 四川达州市)用笔画线代替导线，将图中的拉线开关、电灯、熔断器和插座接入家庭电路中。

要求：符合安全用电原则；熔断器控制插座；拉线开关控制电灯。

【答案】
1．B
【解析】①由图可知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故，故①正确；①串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流，故①错误；①已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间，熔丝产生的热量多，故①正确；①并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关，故①正确。

2．C
【解析】A选项，在用试电笔测火线A时氖管能发光说明火线正常，故A选项错误。

B选项，如果AC段某处有断路，则用试电笔测D点时氖管不会发光，故B选项错误。

C选项，由以上分析可知，A至D处都没有问题，所以问题一定是在电线BD段；当用试电笔测B时不发光，说明B处没有与D处相连通，所以有BD段某处断路，故C选项正确。

D选项，如果灯泡被短路，则电路中电流过大会把保险丝烧断，而题目中保险丝没有问题，故D选项错误。

3．D
【解析】A中若熔断器熔丝断了，说明电路出现故障，应在排除故障后换用同规格的熔丝，绝不能用铜丝代替，故A错；B中若cd间断路，则插座接地线断，用电器的金属外壳不能接地，所以不能再安全使用三线插座，故B错；C中e点与零线直接相连，灯泡正常发光情况下，用测电笔检测e点，氖管也不发光，所以不能说明灯丝断了。

D中若ab间断路，但灯泡的两端依然可以连接到火线和零线形成回路，所以灯泡可以正常发光，故D对。

保护作用了，故C错误；
D．若闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯断路，故D错误。

故选：B。

8.ABC
【解析】A.使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能在接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光，故A项正确；
B.发生触电事故时，漏电保护器能立即切断电路，对人和电路都起到保护作用，故B项正确；
C.三脚插头上标着E的导线（接地线）和用电器的金属外壳相连，是为了防止金属外壳漏电时发生触电事故，故C项正确；
D.家庭电路中的空气开关跳闸，原因有两个，短路或总功率过大，故D项错误。

9.火线；ab之间断路。

【解析】试电笔可以区分火线和零线，可以使氖管发光的是火线；
用试电笔测试b、c、d三点，氖管都发光，这说明从火线到b点之间的电路都是完好的，没有断路；而试电笔测试a点时，氖管不发光，这说明b点到零线之间的导线出现断路，由此可以判断出是a、b之间某处断路。

10.
【解析】（1）灯泡接法：开关接在灯和火线之间，零线直接与灯泡的螺旋套相连：
（2）安装三孔插座的原则，左孔接零线，中间插孔与地线相连，右孔接火线，保险丝要接在火线上；
【课堂总结】
C.并联用电器增多，家用电器的实际功率减小
D.并联用电器增多，家用电器的额定功率减小
6.教学楼里安装了40 W的电灯54盏，现在该照明电路的总保险丝熔断了，而备用的只有额定电流为5 A的保险丝，那么比较合适的做法是()
A.将两根保险丝并联使用
B.将三根保险丝并联使用
C.将保险丝接长使用
D.将一根保险丝接入电路
7.如图是常用的带有多插孔的插排。

小明家插排的指示灯已经损坏，但闭合开关后插孔上连接的用电器仍可以正常工作。

某一天小明家装修时将切割机插入插排，切割机工作时，家中的空气开关出现了“跳闸”现象。

则下列说法中正确的是（）
A.插排上的插孔与指示灯是串联关系
B.“跳闸”的原因一定是电路发生了断路
C.“跳闸”的原因一定是电路发生了短路
D.“跳闸”的原因可能是电路总功率过大
8.暑期持续高温，居民家里的空调、电扇、冰箱都闲不住，导致电路火灾时有发生，调查发现，起火原因是：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮．根据学过的物理知识回答：“超负荷”是指电路中的________(填“电流”或“电阻”)过大，其原因是________．9.在家庭电路中，各用电器之间是________(填“串联”或“并联”)连接的．星期天小天在家里开着空调上网查资料，当妈妈做饭把电热水壶插头插进插座时，空气开关立刻“跳闸”，小天分析其原因可能是电热水壶插头内部________，也可能是________．
10.照明电路中的保险丝是用________做成的；选用保险丝时，应该使它的额定电流稍________(填“小于”或“大于”)电路中最大正常工作电流．
11.如图所示，用电水壶烧水时，若不慎有水溅入旁边的插座里，可能导致电路________，使空气开关跳闸．
12.如图所示是家庭电路中造成电线燃烧的两种常见情况，其中________图所示的情况是总功率过大，________图所示的情况是短路．(填“甲”或“乙”)
甲乙
13.家庭电路中有时会发生短路现象，此时电路中的电流非常大．短路时“电路中的电流非常大”的原因是________．除了短路外，电路中电流过大的原因还有________．一般，新买的白炽灯用过一段时间后，在相同电压下发光时要暗一些，从物理学的角度看是因为灯发光时，温度升高，灯丝发生了升华现象，使灯丝变细，导致灯丝电阻变________，消耗的实际功率变小的缘故．
【答案】
BACAC AD 8.电流电路中总功率过大9.短路总功率过大10.铅锑合金大于11.短路
12.甲乙
13.电路中电流过大总功率过大大。