高中功率教案
發(fā)表時間:2021-02-18電功率和安全用電。
第五節(jié)電功率和安全用電教學設計教學目標
知識與技能
說出電路中電功率和電流的關系。
說出電路中保險絲為什么能保險。
過程與方法
通過觀察和體驗,培養(yǎng)觀察能力和初步的分析概括能力。
情感態(tài)度價值觀
通過學習認識到安全用電的常識,樹立安全用電意識。
重點與難點
1.重點:了解電路中電流過大的原因;保險絲的特點。
2.難點:電流隨電功率的增大而增大;安全用電教育。
課時安排
1課時
教學過程
一、引入新課
從生活用電的實際總是中提出問題,“為了滿足廣大市民的用電問題,市政府對城區(qū)許多地區(qū)進行了供電線路改造,同學們知道改造的內容是什么嗎?”
二、新課教學
(師演示)請同學們一邊觀察下邊的實驗,一邊思考。
連接電路,用電流表測定干路中電流,先接入一個燈泡,可以讓同學們記下電流表示數(shù),觀察到電流表示數(shù)增大,再接入一個電爐,保險絲立刻發(fā)出電火花,瞬間熔斷。
教師引導學生討論發(fā)言,師生一起歸納總結。
引導學生從物理課堂走向生活實際。
引導學生分組討論回答:“從安全用電角度來說,我們能從這個實驗得到什么警示?”或“當家里添置了很多用電器時,如果要同時使用應該注意什么?”
教師強調實驗中保險絲的作用,引導學生去思考“能不能用銅絲、鐵絲來代替保險絲?”并要求講出理由。
(演示)課本P42圖7.5-3實驗,銅絲和保險絲串聯(lián),當移動變阻器滑片,使電路中電流過大時,保險絲產(chǎn)生較多的熱量,使它的溫度達到熔點,于是保險絲熔斷,自動切斷電路。
教師引導學生根據(jù)實驗總結出保險絲的特點。
介紹“空氣開關的保護作用”并對教材中的理念:從不同角度對安全用電進行學習研究,一起列表總結歸納。
板書設計
一、電功率和電流的關系
1.公式:I總=P總/U
2.說明:家庭電路中U不變,P總越大,I總越大,易燒壞保險絲。
二、保險絲
1.作用:保護電路
2.選擇保險絲的原則:應使保險絲的額定電流略大于電路中所有用電器正常工作時的最大電流。
3.材料:是由熔點較小、電阻較大的
擴展閱讀
電功率和安全用電教學設計
每個老師上課需要準備的東西是教案課件,大家在仔細規(guī)劃教案課件。必須要寫好了教案課件計劃,才能促進我們的工作進一步發(fā)展!那么到底適合教案課件的范文有哪些?為了讓您在使用時更加簡單方便,下面是小編整理的“電功率和安全用電教學設計”,僅供參考,大家一起來看看吧。
電功率和安全用電教學設計教學目標
一、知識與技能
知道電功率越大,電路中的電流就越大。
二、過程與方法
通過觀察和實驗,知道保險絲是怎樣“保險”的。
三、情感態(tài)度價值觀
使學生具有安全用電的知識。
教學準備
學生電源(12V)、電流表(0-10A)、導線(若干,包括幾根粗細不同的)、保險絲的作用演示器(一套)、各種型號和粗細不同的保險絲(0.4mm、0.81mm、1.25mm)、空氣開關(一只)、鋼絲和鐵絲(各一根)。
教學過程
一、功率P與電流I的關系(板書)
1.讓學生觀察課本P41圖7.5-1,然后問學生發(fā)現(xiàn)了些什么?
學生答:
①用電器很多
②用電器是并聯(lián)的
③插線板“感到”很累,都冒汗了
④線路可能要燒起來
⑤連接電源和插線板的導線比其他用電器的導電線粗一些。(這里老師一邊讓學生回答,一邊在黑板上記下來,便于后面逐一解答)
2.教師問:插線板“感到”很累,甚至于要燒起來,這是什么原因?學生答:因為用電器的總電流太大了。
3.教師問:為什么用電器的總電流就會太大了?學生答:因為用電器的總功率太大了。
4.教師進一步問:你有什么理由來說明總功率大,總電流就會大?
學生答:因為P=UI,而U=220V不變,所以P越大,I越大。
(這里老師還可啟發(fā)學生用并聯(lián)電路中電流特點進一步說明)
5.教師問:理論上來講這是完全正確的,那么你們能否設計一個實驗來驗證這個結論呢?
這里可讓學生自己先在下面設計電路圖,然后老師在黑板上畫出自己設計的電路圖,讓學生對比一下,并根據(jù)電路連接實物圖,進行演示驗證:隨著用電器工作的功率增大,電流表的示數(shù)不斷地增大,進一步鞏固了上面的結論:當U不變時,P越大,I越大(板書)
6.當上述實驗中電流表A的示數(shù)大于5A時,問:如果你們家的電能表的額定電流是5A,那會出現(xiàn)什么后果?為此你將怎么辦?
學生答:當長時間使用時電能表會燒壞,可以換用一只額定電流更大(如10A)的電能表。
7.教師問:為什么連接電源與插線板的電線要比其他的電線要粗一些?由此你可得出什么樣的猜測?
學生答:因為插線板中的電流是總電流,其他用電器在支路中,總電流要大。
可得到電線越粗,允許通過的電流越大。
8.教師講解:現(xiàn)代家庭用電器越來越多了,同時工作時總電流越來越大,現(xiàn)在同學們能理解你家在裝修更新電路時要用粗一些的電線和額定電流更大的電能表了吧?電路裝好了,不便于隨時更換,更重要的環(huán)節(jié)是要保護電路進行安全用電。
9.教師問:同學們在前面的學習中,學會了哪些安全用電知識?
學生答:
①兩種類型的觸電,一是站在地上碰到火線;二是站在絕緣體同時碰到火線和零線。
②觸電的急救方法,一是切斷電源,二是用絕緣體挑開電線。
③防止電源短路。
10.教師講解:生活是美好的,安全是最重要的,所以我們今天還要進一步學習安全用電知識,請同學們仔細觀察下面的實驗現(xiàn)象,演示如下圖:AB兩點間接有塑料層的實驗導線,當I大到一定時候時,塑料層會燒起來。
演示后問:同學們看到了什么危險現(xiàn)象,你有什么方法可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生?學生答:看到導線上有煙冒出,會燒起來。這時可以切斷電路。
11.教師進一步問:你有什么好方法在沒有燒起來之間就能切斷電路呢?請把上面的電路進行改進,并畫出改進后的電路圖。
學生答:可以在電路上加一根保險絲。
(對保險絲的安裝位置,也可讓學生自己分析解答)
(因勢利導引入第二部分教學內容)
二、保險絲(板書)
1.根據(jù)改進后的電路重新演示,問學生注意觀察到了什么現(xiàn)象?
學生答:在AB沒有燒之前,保險絲先熔斷了,電路斷路,用電器不工作。
2.教師問:由上面的這種現(xiàn)象,你對保險絲的特點或作用有什么想要知道的?
學生答:
①保險絲種類是否很多?
②保險絲為什么會燒斷?
③保險絲的電阻大不大?
④保險絲是由什么做成的?
⑤保險絲的熔點高還是低?
⑥能不能用鋼絲或鐵絲代替保險絲?……
(這些問題老師一邊聽一邊記在黑板上,以便逐一解答)
3.拿出各種各樣的保險絲讓學生觀察,并通過演示實驗師生共同解答學生提出的各種問題。
①保險絲多種多樣
③利用電流的熱效應
③電阻較大(也可分析:由P=I2R可知,當I相同時R越大,電能轉化為熱的功率P越大)
④是由鉛銻合金做成的
⑤熔點低
⑥不能用銅絲或鐵絲代替
4.分別取一些較粗和較細的保險絲接在上面的電路中,重新演示,讓學生觀察有什么不同之處?
學生答:保險絲太粗不易燒斷,不保險;保險絲太細,太容易燒斷了,也不保險。
5.教師講解:每種規(guī)格的保險絲都有它的額定電流,我們在選用或購買保險絲時要根據(jù)電路中的電流大小適當?shù)剡x購,否則就不會安全保險。當然隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)在越來越多的人使用另一種保險裝置──空氣開關(演示空氣開關,這里只作簡單的介紹,至于它的作用可在課后指導學生展開探究)。
隨堂練習
1.我國家庭電路電壓是V,所以用電功率越大,電路中電流I越。
2.是燒壞保險絲的原因,甚至引起火災。
3.保險絲是用制作的,它的熔點比較,電阻比較,不能用、代替保險絲。
4.安裝保險絲時應使得保險絲的電流略大于電路中所有用電器正常工作時的電流。
5.更換保險絲時首先要。
6.現(xiàn)要安裝“220V,25W”的燈泡25只,應選擇下列哪種規(guī)格的熔絲()
A.熔斷電流為3安的熔絲
B.額定電流為3安的熔絲
C.熔斷電流為5安的熔絲
D.額定電流為5安的熔絲
7.某家庭電路中,已知兩盞電燈正常發(fā)光,如果再使用一個電熨斗,則該電路的()
A.總電流變大
B.總電壓變大
C.總電阻變大
D.總功率不變
8.家庭電路中的保險絲不能用銅導線代替的原因是()
A.電阻率大,熔點高
B.電阻率大,熔點低
C.電阻率小,熔點高
D.電阻率小,熔點低
9.某家庭用電器總功率不超過2000瓦,可選作合適的電能表是()
A.380V5A
B.380V10A
C.220V5A
D.220V10A
隨堂練習答案
1.220大2.過載3.合金絲低大銅絲鐵絲
4.工作最大5.切斷電源
6.B7.A8.C9.D
第五節(jié)電功率和安全用電
老師工作中的一部分是寫教案課件,大家在仔細設想教案課件了。寫好教案課件工作計劃,我們的工作會變得更加順利!你們知道適合教案課件的范文有哪些呢?下面是由小編為大家整理的“第五節(jié)電功率和安全用電”,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
第五節(jié)電功率和安全用電
●教學目標
一、知識目標
1.知道電功率和電路中電流的關系,理解電路中的總電流隨用電器功率的增大而增大.
2.知道電路中安裝保險絲,為什么能夠“保險”.
二、能力目標
1.通過觀察體驗保險絲怎樣保險,培養(yǎng)學生的觀察能力,初步的分析和概括能力.
2.通過聯(lián)系生活實際,培養(yǎng)學生利用物理知識解決簡單問題的能力.
三、德育目標
1.通過本節(jié)課的學習,使學生進一步體驗安全用電的重要性.增強學生安全用電的意識.
2.通過學習本節(jié)內容,進一步激發(fā)學生對學習物理的興趣、培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度.
●教學重點
理解用電器總功率過大的原因是家庭電路中總電流過大.
●教學難點
保險絲的“保險”作用.
●教學方法
實驗法、觀察法、討論法
●教具準備
電源、小燈泡(帶座)若干、保險絲(粗細不同)、銅絲、滑動變阻器、導線若干、投影儀及投影資料.
●課時安排
1課時
●教學過程
一、引入新課
[師]為了改善城鄉(xiāng)居民特別是廣大農村地區(qū)的用電條件,最近幾年,我國城鄉(xiāng)的許多地區(qū)在進行供電線路的改造,改造的內容之一就是把輸電線換成更粗的,將電能表的額定電流換成更大的.這樣做有什么意義呢?
二、進行新課
1.電功率和電路中電流的關系
[想想議議]
[師]希望同學們能利用學過的知識進行分析,大膽發(fā)表自己的看法和意見.
[生]送電距離不變,輸電線長度不變時,如果導線的材料不變,將導線換成更粗的,導線的電阻會減小.
[生]如果輸電線上電流大小不變,減小輸電線電阻(輸電導線上產(chǎn)生熱量減少)就能使輸電線上消耗的電能減少.
[生]這樣就能節(jié)省電能!
[師]同學們前面分析得很好.減少輸電線上的電阻能節(jié)電是一方面,但更主要的是為了提高輸電質量,讓老百姓用上高質量的電.
[生]難道電也有好壞優(yōu)劣嗎?
[師]引導學生分析,在實驗室里連接的電路中,導線的電阻是可以忽略的,電源電壓全部加在用電器兩端.在實際輸電過程中,如果輸電距離遠,導線直接從電源拉向用戶,導線電阻能不能不計?
[生]導線電阻大的時候就不能忽略.
[生]導線電阻和用戶用電器串聯(lián)連接,導線電阻就會分壓,如果從220V電源向用戶送電,用戶得到的電壓就不夠220V.
[生]一般的用電設備都要求在220V電壓下才能正常工作,如果電壓不夠220V,就不能正常工作.
[生]不能用的電,質量當然不高了.
[師]因此,在農村電網(wǎng)改造的過程中,許多地方還增加了變壓器來保證用戶正常用電.有關變壓器知識,同學們可以在課后查資料、走訪有關人士,調查了解.
[生]供電線路改造,為什么還要換電表呢?
[師]同學們一定還記得電能表是干什么用的,它連接在什么地方?
[生]電能表是用來顯示整個家庭所用電能的,它連接在家庭電路的干路上.
[生]每塊電能表都有一些重要的參數(shù),其中有一個就是電能表的額定電流.
[師]如果電能表的額定電流太小對用電器會有什么影響?大家利用學過的知識分析一下.
[生]每個用電器都有它的額定功率和額定電壓(220V).用電器工作時的電流由P=IU可以推知I=,如果用電器的功率很大,用電器工作時電流會很大.
[生]用電器都是并聯(lián)使用的,如果同時工作的用電器很多,即使每個用電器功率不很大,干路上的電流也會很大.
[生]干路上電流太大,就有可能超過電能表的最大電流,就會引起事故,最后電器都不能工作.
[師]同學們能利用學過的知識認真分析問題非常好.大家分析得對不對呢?實踐是檢驗真理的唯一標準.
[演示]
投影電路圖:
用電流表測干路中電流,先連入一個燈泡觀察電流表示數(shù),然后再并聯(lián)上第二個、第三個燈泡…,可以看到電流表示數(shù)增大,當接入較多燈泡時,保險絲熔斷.
讓一名學生按電路圖依次連接電路,逐漸增加并聯(lián)電燈的個數(shù).全體同學認真觀察、思考.
[師]請同學們說說你觀察到的現(xiàn)象.這些現(xiàn)象說明了什么問題?
[生]一只燈泡的時候,電流較小,并聯(lián)的燈泡越多,電流越大,并聯(lián)上最后一只燈泡時電流表指示的值最大,不一會兒保險絲就被燒斷了.
[生]并聯(lián)的燈越多的時候,開始亮著的燈泡,會稍微變暗,不如燈少的時候亮.保險絲一斷,燈全部滅了.
[師]同學們可不可以找到產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因呢?
[生]這些小燈泡都是并聯(lián)的,根據(jù)并聯(lián)電路的特點,小燈泡兩端電壓相等,干路中電流等于各支路電流之和.每增加一只小燈泡,就增加一條支路,干路中電流就增大一部分,所以并聯(lián)的小燈泡越多,干路中電流就越大.
[生]保險絲連接在干路上,干路上電流越大,由P=I2R可知,電能轉化成熱的功率越大,一定時間內產(chǎn)生熱量越多.如果溫度達到它的熔點就會被燒斷,這樣電路也就斷開了.
[師]關于燈泡的亮度變化,誰能說說自己的看法?
[生]實驗室連接電路導線的電阻是忽略的,但它不是不存在.如果干路上電流大,由歐姆定律I=得到U=IR,在導線上就有一部分電壓,導線電阻不變,電流越大,導線上電壓越大,這樣燈泡兩端的電壓會減小,燈就會稍微變暗.
[生]我在深夜起來開燈時總覺得燈特別亮,比晚上八、九點亮許多,也應該是這個原因吧.
[師]你的感覺沒錯,深夜起來開燈確實要亮一些.通過實驗證明同學們開始的分析是(同學們一起說)正確的.
板書:接入電路的用電器總功率越大,電(干)路中的總電流越大.
[師]請同學們看書P41內容,說說你的感想.
[生]大功率的用電器不能同時使用.
[生]同時使用的用電器不能太多.
[生]有一次晚上我想用電爐,剛一插上燈全滅了,現(xiàn)在我知道是什么原因了.
…
[生]如果家里買到那么多電器都不能用,不是浪費嗎?
[師]正因為存在這樣的問題,所以才進行供電線路的改造,盡可能滿足大家的用電需求.但是,同學們還需注意,即使改造好的線路也有一個電流最大值,也不能隨心所欲.
[生]每次斷電的時候總是從保險絲那兒斷開,干脆將保險絲去掉,換上一截不易斷的導線不行嗎?
[師]你的這個想法可能許多同學都有.我們可以先來了解一下保險絲.
2.保險絲
教師出示各種粗細、各種形狀的保險絲,并用投影放大.讓同學們觀察,增加對保險絲的感性認識.
[師]大家知道保險絲是用什么材料做的?它有什么特點呢?
[生]保險絲是用鉛銻合金制作的.
[生]保險絲的電阻比較大,熔點比較低.
[師]同樣是保險絲,為什么有粗有細,它們有什么不同嗎?
[生]制作材料相同、粗細不同的保險絲,電阻不一樣.粗的電阻小,細的電阻大.
[生]保險絲材料相同、粗細不同的保險絲熔點一樣.電流流過保險絲時發(fā)熱,電阻大的保險絲,通過較小電流就能產(chǎn)生大量的熱而熔斷.電阻小的保險絲要通過較大的電流才能熔斷.(根據(jù)P=I2R可推知)
[生]細的保險絲能通過的電流小,粗的保險絲能通過的電流大.
教師請同學觀察保險絲盤上標注的電流值.(或用投影儀放大,便于觀察)
[生]粗保險絲盤上的電流大,細保險絲盤上標注的電流小.
[師]不同的保險絲有不同的額定電流.
繼續(xù)讓學生觀察不同形狀的保險絲的電流值.
[投影]“常用保險絲規(guī)格”
所列保險絲的化學成分為:鉛≥98%,銻0.3%~1.5%,其他雜質≤1.5%.
[生]表中有兩種電流值,什么是熔斷電流呢?
[投影]額定電流和熔斷電流.
我國的標準規(guī)定:保險絲的熔斷電流是額定電流的2倍.當通過保險絲的電流超過額定電流時,保險絲不一定立即熔斷,而是超過得越多,熔斷得越快.當通過保險絲的電流為額定電流的1.45倍時,熔斷的時間不超過5min;當通過保險絲的電流為額定電流的2倍(即等于熔斷電流)時,熔斷的時間不超過1min.
[生]保險絲盤和保險管銅帽上標出的是它們的額定電流,還是熔斷電流?
[師]同學們可以討論一下.
[生]我們認為應該是額定電流.
[師]肯定同學們的回答.從投影的表中我們看到,不同粗細的保險絲的額定電流是不同的,使用較粗的還是較細的要根據(jù)實際情況來選擇,否則就起不到保險絲的保險作用.
[演示]保險絲的保險作用
如圖:A、B間接保險絲,C、D間是一段銅絲.
先在A、B之間接入一段細保險絲,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電流增大到能使保險絲熔斷的某一值(也可在電路中連入電流表).學生觀察.
[生]銅絲沒有什么變化,保險絲被熔斷了.
保持滑動變阻器滑片位置不變,即保持電路中電流不變.在A、B間換上一段較粗的保險絲,接通電路.學生觀察.
[生]保險絲和銅絲均完好,沒有斷開.
[生]能使細保險絲熔斷的電流,不一定能讓粗保險絲熔斷.
[師]同學們認識了保險絲,保險絲為什么能“保險”呢?
[生]電路中連入保險絲后,如果電路中電流過大,保險絲首先熔斷,斷開電路,使用電器不因電流過大而損壞,從而起到保險的作用.
[師]剛才演示中接入粗保險絲時并不熔斷,能起到保險的作用嗎?
[生]額定電流小的電路中可以選擇較細的保險絲.如果在額定電流小的電路中選擇太粗的保險絲就不能起到有效的保險作用.
[生]絕對不能用銅絲或鐵絲來代替保險絲.
[師]現(xiàn)在誰能解釋保險絲為什么要用電阻大,熔點低的材料制作?
[生]只有保險絲電阻大,相同的電流流過電路時,保險絲才能產(chǎn)生比別處更多的熱,只有它的熔點低,在有危險時它才能首先熔斷,從而保護其他電器.
[師]保險絲具有一種偉大的犧牲精神,毀滅自己,保護電路.它靠什么來毀滅了自己呢?
[生]電熱.
[師]保險絲實際上是利用電熱的一個例子.不過新建樓房的供電線路已不再使用保險“絲”,而用帶有保險裝置的空氣開關代替.
[投影]空氣開關
教師借助投影向學生介紹空氣開關的結構及動作原理.
[師]同學們看書中P42最后兩行,說說你的理解.
[生]電路被保險裝置切斷,肯定是某一個地方出了故障,所以應先查清故障原因,排除了故障再接通電路,不然保險裝置還會工作,使電路再次斷開.
[想想議議]
[師]同學們看了他們的對話有什么想法,請大膽發(fā)表自己的見解.
[生]售貨員說花不了多少電費省電,是說使用微波爐消耗的電能少.
[生]顧客說一開就“燒保險”費電,是說微波爐的功率很大.
[生]他們考慮的都不錯,只不過角度不同.微波爐功率確實很大,但用它加熱食品非???,由于工作時間短,所以消耗的電能就不會太多.
[師]同學們表現(xiàn)非常好.大家可以在課后繼續(xù)討論有關問題.
到現(xiàn)在同學們已經(jīng)學習了三章電學的知識,每一章的最后一節(jié)內容都是說安全用電,請同學們一起回憶有關內容.
[生]第五章中學習了兩種類型的觸電,都是因為人體成為閉合電路的一部分.如果電流達到一定的值,就會發(fā)生觸電事故.
[生]第六章是從歐姆定律講安全用電.人體接觸電源時電源電壓越高,人體電阻越小時越危險,所以不應接觸高于36V以上的電源.也不要用濕手觸摸電器、開關等.
[生]本節(jié)是從電功率出發(fā)討論安全用電的,雖然不涉及人體,但如果用電器功率太大,致使電路中電流過大,容易燒壞保險絲.還可能使導線絕緣老化甚至燒壞,引起短路事故.引發(fā)電火災,有時候可能會燒壞用電器等.所以一定要注意,同時工作的用電器功率不能超過允許的最大值.
[師]同學們課后要認真總結這幾章中有關安全用電的知識,完成課后習題.
[投影]
思考題
1.應如何選擇合適的保險絲?選擇保險絲時是否越細越好?
2.家用電能表上標有“5(10)A”字樣,你能根據(jù)電能表選擇合適的保險絲嗎?
思考題可在課后同學們共同討論,請教家長或專業(yè)技術人員.
三、小結
本節(jié)課我們通過演示和分析,了解了電路中電流過大的原因是用電器電功率太大,以及保險絲如何保險,這節(jié)課的內容與我們的生活密切相關.通過本節(jié)課的學習,希望同學們能將學到的知識應用到實際中.
四、動手動腦學物理
1.可以參考教材P33“小數(shù)據(jù)”計算大約的功率及干線電流.最好通過學生查閱自己家里或同學家里的用電器銘牌或說明書.
2.負荷是指用戶的用電設備在某一時刻實際取用的功率的總和.
電能表超負荷即指用戶在某一時刻接入電路的用電器的總功率超過電能表的最大功率或說干路中的電流超過了電能表允許的最大電流.
3.過載:也即超負荷.
4.略
5.略
五、板書設計
1.電功率和電路中電流的關系
接入電路的用電器總功率越大,電路中的總電流越大.
2.保險絲
材料:鉛銻合金
特點:電阻大、熔點低
額定電流:不同粗細的保險絲具有不同的額定電流.
八年級物理電功率和安全用電教案7
第五節(jié)電功率和安全用電
●教學目標
一、知識目標
1.知道電功率和電路中電流的關系,理解電路中的總電流隨用電器功率的增大而增大.
2.知道電路中安裝保險絲,為什么能夠“保險”.
二、能力目標
1.通過觀察體驗保險絲怎樣保險,培養(yǎng)學生的觀察能力,初步的分析和概括能力.
2.通過聯(lián)系生活實際,培養(yǎng)學生利用物理知識解決簡單問題的能力.
三、德育目標
1.通過本節(jié)課的學習,使學生進一步體驗安全用電的重要性.增強學生安全用電的意識.
2.通過學習本節(jié)內容,進一步激發(fā)學生對學習物理的興趣、培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度.
●教學重點
理解用電器總功率過大的原因是家庭電路中總電流過大.
●教學難點
保險絲的“保險”作用.
●教學方法
實驗法、觀察法、討論法
●教具準備
電源、小燈泡(帶座)若干、保險絲(粗細不同)、銅絲、滑動變阻器、導線若干、投影儀及投影資料.
●課時安排
1課時
●教學過程
一、引入新課
[師]為了改善城鄉(xiāng)居民特別是廣大農村地區(qū)的用電條件,最近幾年,我國城鄉(xiāng)的許多地區(qū)在進行供電線路的改造,改造的內容之一就是把輸電線換成更粗的,將電能表的額定電流換成更大的.這樣做有什么意義呢?
二、進行新課
1.電功率和電路中電流的關系
[想想議議]
[師]希望同學們能利用學過的知識進行分析,大膽發(fā)表自己的看法和意見.
[生]送電距離不變,輸電線長度不變時,如果導線的材料不變,將導線換成更粗的,導線的電阻會減小.
[生]如果輸電線上電流大小不變,減小輸電線電阻(輸電導線上產(chǎn)生熱量減少)就能使輸電線上消耗的電能減少.
[生]這樣就能節(jié)省電能!
[師]同學們前面分析得很好.減少輸電線上的電阻能節(jié)電是一方面,但更主要的是為了提高輸電質量,讓老百姓用上高質量的電.
[生]難道電也有好壞優(yōu)劣嗎?
[師]引導學生分析,在實驗室里連接的電路中,導線的電阻是可以忽略的,電源電壓全部加在用電器兩端.在實際輸電過程中,如果輸電距離遠,導線直接從電源拉向用戶,導線電阻能不能不計?
[生]導線電阻大的時候就不能忽略.
[生]導線電阻和用戶用電器串聯(lián)連接,導線電阻就會分壓,如果從220V電源向用戶送電,用戶得到的電壓就不夠220V.
[生]一般的用電設備都要求在220V電壓下才能正常工作,如果電壓不夠220V,就不能正常工作.
[生]不能用的電,質量當然不高了.
[師]因此,在農村電網(wǎng)改造的過程中,許多地方還增加了變壓器來保證用戶正常用電.有關變壓器知識,同學們可以在課后查資料、走訪有關人士,調查了解.
[生]供電線路改造,為什么還要換電表呢?
[師]同學們一定還記得電能表是干什么用的,它連接在什么地方?
[生]電能表是用來顯示整個家庭所用電能的,它連接在家庭電路的干路上.
[生]每塊電能表都有一些重要的參數(shù),其中有一個就是電能表的額定電流.
[師]如果電能表的額定電流太小對用電器會有什么影響?大家利用學過的知識分析一下.
[生]每個用電器都有它的額定功率和額定電壓(220V).用電器工作時的電流由P=IU可以推知I=,如果用電器的功率很大,用電器工作時電流會很大.
[生]用電器都是并聯(lián)使用的,如果同時工作的用電器很多,即使每個用電器功率不很大,干路上的電流也會很大.
[生]干路上電流太大,就有可能超過電能表的最大電流,就會引起事故,最后電器都不能工作.
[師]同學們能利用學過的知識認真分析問題非常好.大家分析得對不對呢?實踐是檢驗真理的唯一標準.
[演示]
投影電路圖:
用電流表測干路中電流,先連入一個燈泡觀察電流表示數(shù),然后再并聯(lián)上第二個、第三個燈泡…,可以看到電流表示數(shù)增大,當接入較多燈泡時,保險絲熔斷.
讓一名學生按電路圖依次連接電路,逐漸增加并聯(lián)電燈的個數(shù).全體同學認真觀察、思考.
[師]請同學們說說你觀察到的現(xiàn)象.這些現(xiàn)象說明了什么問題?
[生]一只燈泡的時候,電流較小,并聯(lián)的燈泡越多,電流越大,并聯(lián)上最后一只燈泡時電流表指示的值最大,不一會兒保險絲就被燒斷了.
[生]并聯(lián)的燈越多的時候,開始亮著的燈泡,會稍微變暗,不如燈少的時候亮.保險絲一斷,燈全部滅了.
[師]同學們可不可以找到產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因呢?
[生]這些小燈泡都是并聯(lián)的,根據(jù)并聯(lián)電路的特點,小燈泡兩端電壓相等,干路中電流等于各支路電流之和.每增加一只小燈泡,就增加一條支路,干路中電流就增大一部分,所以并聯(lián)的小燈泡越多,干路中電流就越大.
[生]保險絲連接在干路上,干路上電流越大,由P=I2R可知,電能轉化成熱的功率越大,一定時間內產(chǎn)生熱量越多.如果溫度達到它的熔點就會被燒斷,這樣電路也就斷開了.
[師]關于燈泡的亮度變化,誰能說說自己的看法?
[生]實驗室連接電路導線的電阻是忽略的,但它不是不存在.如果干路上電流大,由歐姆定律I=得到U=IR,在導線上就有一部分電壓,導線電阻不變,電流越大,導線上電壓越大,這樣燈泡兩端的電壓會減小,燈就會稍微變暗.
[生]我在深夜起來開燈時總覺得燈特別亮,比晚上八、九點亮許多,也應該是這個原因吧.
[師]你的感覺沒錯,深夜起來開燈確實要亮一些.通過實驗證明同學們開始的分析是(同學們一起說)正確的.
板書:接入電路的用電器總功率越大,電(干)路中的總電流越大.
[師]請同學們看書P41內容,說說你的感想.
[生]大功率的用電器不能同時使用.
[生]同時使用的用電器不能太多.
[生]有一次晚上我想用電爐,剛一插上燈全滅了,現(xiàn)在我知道是什么原因了.
…
[生]如果家里買到那么多電器都不能用,不是浪費嗎?
[師]正因為存在這樣的問題,所以才進行供電線路的改造,盡可能滿足大家的用電需求.但是,同學們還需注意,即使改造好的線路也有一個電流最大值,也不能隨心所欲.
[生]每次斷電的時候總是從保險絲那兒斷開,干脆將保險絲去掉,換上一截不易斷的導線不行嗎?
[師]你的這個想法可能許多同學都有.我們可以先來了解一下保險絲.
2.保險絲
教師出示各種粗細、各種形狀的保險絲,并用投影放大.讓同學們觀察,增加對保險絲的感性認識.
[師]大家知道保險絲是用什么材料做的?它有什么特點呢?
[生]保險絲是用鉛銻合金制作的.
[生]保險絲的電阻比較大,熔點比較低.
[師]同樣是保險絲,為什么有粗有細,它們有什么不同嗎?
[生]制作材料相同、粗細不同的保險絲,電阻不一樣.粗的電阻小,細的電阻大.
[生]保險絲材料相同、粗細不同的保險絲熔點一樣.電流流過保險絲時發(fā)熱,電阻大的保險絲,通過較小電流就能產(chǎn)生大量的熱而熔斷.電阻小的保險絲要通過較大的電流才能熔斷.(根據(jù)P=I2R可推知)
[生]細的保險絲能通過的電流小,粗的保險絲能通過的電流大.
教師請同學觀察保險絲盤上標注的電流值.(或用投影儀放大,便于觀察)
[生]粗保險絲盤上的電流大,細保險絲盤上標注的電流小.
[師]不同的保險絲有不同的額定電流.
繼續(xù)讓學生觀察不同形狀的保險絲的電流值.
[投影]“常用保險絲規(guī)格”
所列保險絲的化學成分為:鉛≥98%,銻0.3%~1.5%,其他雜質≤1.5%.
[生]表中有兩種電流值,什么是熔斷電流呢?
[投影]額定電流和熔斷電流.
我國的標準規(guī)定:保險絲的熔斷電流是額定電流的2倍.當通過保險絲的電流超過額定電流時,保險絲不一定立即熔斷,而是超過得越多,熔斷得越快.當通過保險絲的電流為額定電流的1.45倍時,熔斷的時間不超過5min;當通過保險絲的電流為額定電流的2倍(即等于熔斷電流)時,熔斷的時間不超過1min.
[生]保險絲盤和保險管銅帽上標出的是它們的額定電流,還是熔斷電流?
[師]同學們可以討論一下.
[生]我們認為應該是額定電流.
[師]肯定同學們的回答.從投影的表中我們看到,不同粗細的保險絲的額定電流是不同的,使用較粗的還是較細的要根據(jù)實際情況來選擇,否則就起不到保險絲的保險作用.
[演示]保險絲的保險作用
如圖:A、B間接保險絲,C、D間是一段銅絲.
先在A、B之間接入一段細保險絲,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電流增大到能使保險絲熔斷的某一值(也可在電路中連入電流表).學生觀察.
[生]銅絲沒有什么變化,保險絲被熔斷了.
保持滑動變阻器滑片位置不變,即保持電路中電流不變.在A、B間換上一段較粗的保險絲,接通電路.學生觀察.
[生]保險絲和銅絲均完好,沒有斷開.
[生]能使細保險絲熔斷的電流,不一定能讓粗保險絲熔斷.
[師]同學們認識了保險絲,保險絲為什么能“保險”呢?
[生]電路中連入保險絲后,如果電路中電流過大,保險絲首先熔斷,斷開電路,使用電器不因電流過大而損壞,從而起到保險的作用.
[師]剛才演示中接入粗保險絲時并不熔斷,能起到保險的作用嗎?
[生]額定電流小的電路中可以選擇較細的保險絲.如果在額定電流小的電路中選擇太粗的保險絲就不能起到有效的保險作用.
[生]絕對不能用銅絲或鐵絲來代替保險絲.
[師]現(xiàn)在誰能解釋保險絲為什么要用電阻大,熔點低的材料制作?
[生]只有保險絲電阻大,相同的電流流過電路時,保險絲才能產(chǎn)生比別處更多的熱,只有它的熔點低,在有危險時它才能首先熔斷,從而保護其他電器.
[師]保險絲具有一種偉大的犧牲精神,毀滅自己,保護電路.它靠什么來毀滅了自己呢?
[生]電熱.
[師]保險絲實際上是利用電熱的一個例子.不過新建樓房的供電線路已不再使用保險“絲”,而用帶有保險裝置的空氣開關代替.
[投影]空氣開關
教師借助投影向學生介紹空氣開關的結構及動作原理.
[師]同學們看書中P42最后兩行,說說你的理解.
[生]電路被保險裝置切斷,肯定是某一個地方出了故障,所以應先查清故障原因,排除了故障再接通電路,不然保險裝置還會工作,使電路再次斷開.
[想想議議]
[師]同學們看了他們的對話有什么想法,請大膽發(fā)表自己的見解.
[生]售貨員說花不了多少電費省電,是說使用微波爐消耗的電能少.
[生]顧客說一開就“燒保險”費電,是說微波爐的功率很大.
[生]他們考慮的都不錯,只不過角度不同.微波爐功率確實很大,但用它加熱食品非???,由于工作時間短,所以消耗的電能就不會太多.
[師]同學們表現(xiàn)非常好.大家可以在課后繼續(xù)討論有關問題.
到現(xiàn)在同學們已經(jīng)學習了三章電學的知識,每一章的最后一節(jié)內容都是說安全用電,請同學們一起回憶有關內容.
[生]第五章中學習了兩種類型的觸電,都是因為人體成為閉合電路的一部分.如果電流達到一定的值,就會發(fā)生觸電事故.
[生]第六章是從歐姆定律講安全用電.人體接觸電源時電源電壓越高,人體電阻越小時越危險,所以不應接觸高于36V以上的電源.也不要用濕手觸摸電器、開關等.
[生]本節(jié)是從電功率出發(fā)討論安全用電的,雖然不涉及人體,但如果用電器功率太大,致使電路中電流過大,容易燒壞保險絲.還可能使導線絕緣老化甚至燒壞,引起短路事故.引發(fā)電火災,有時候可能會燒壞用電器等.所以一定要注意,同時工作的用電器功率不能超過允許的最大值.
[師]同學們課后要認真總結這幾章中有關安全用電的知識,完成課后習題.
[投影]
思考題
1.應如何選擇合適的保險絲?選擇保險絲時是否越細越好?
2.家用電能表上標有“5(10)A”字樣,你能根據(jù)電能表選擇合適的保險絲嗎?
思考題可在課后同學們共同討論,請教家長或專業(yè)技術人員.
三、小結
本節(jié)課我們通過演示和分析,了解了電路中電流過大的原因是用電器電功率太大,以及保險絲如何保險,這節(jié)課的內容與我們的生活密切相關.通過本節(jié)課的學習,希望同學們能將學到的知識應用到實際中.
四、動手動腦學物理
1.可以參考教材P33“小數(shù)據(jù)”計算大約的功率及干線電流.最好通過學生查閱自己家里或同學家里的用電器銘牌或說明書.
2.負荷是指用戶的用電設備在某一時刻實際取用的功率的總和.
電能表超負荷即指用戶在某一時刻接入電路的用電器的總功率超過電能表的最大功率或說干路中的電流超過了電能表允許的最大電流.
3.過載:也即超負荷.
4.略
5.略
五、板書設計
1.電功率和電路中電流的關系
接入電路的用電器總功率越大,電路中的總電流越大.
2.保險絲
材料:鉛銻合金
特點:電阻大、熔點低
額定電流:不同粗細的保險絲具有不同的額定電流.