教学流程 分课时 环节
与时间 教师活动 学生活动 设计意图
资源准备
□评价○反思 课题五电功率和安全用电一、创设情境,引入新
课
进入新课,科学探究
三、巩固提高(8分钟)
三、课堂小结(5分钟)
四、布置作业(2分钟) 〖师〗1.在第六章的欧姆定律学习中,我们知道了使电流过大的原因是电压过高,你还知道这是为什么吗?在电阻R不变的情况下,U增大,所以电流会增大。
2.由此我们得出安全用的原则是什么?
不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
3.现在学习了电功率,知道了电流还与电功率的大小有关,即P=UI,那么从电功率方面考虑,安全用电该注意些什么问题?(引入新课)
(一)电功率和电路中电流的关系
1.对单个支路来说:
由电功率公式P=UI公式的变形可得,,即在电压不变的情况下,电流与电功率的大小成正比。
【结论】对某一个用电器来说,用电器的功率越大,则电路中的电流也就会越大。
2.对并联的多个支路来说
【演示】三个小灯泡并联,电流表测干路电流,则每接通一个支路,使小灯泡发光,电流表的示数就增大一些。
【解释】在家庭电路中,这些用电器都是并联的,根据并联电路的特点,用电器两端电压相等,干路中电流等于各支路电流之和。每增加一个用电器,就增加一条支路,干路中电流就增大一部分,所以并联的用电器越多,干路中电流就越大。
【结论】电路中接入的用电器过多,也容易使电路中的电流过大。
(二)电流过大所造成的危害
1.由上节课所讲的电热公式P=I2R可得,引起电热功率过大的因素有两个,一是电流过大,另一个就是导线的电阻过大,所以要减小导线上电热的产生,就应尽量减小电流和减小电阻。
2.电热过多易引起电线老化,电线间绝缘层失去作用而引起短路。
3.大家看刚开始课题下的大问号:
4.电流果不容易减小的话,至少我们应该做到在电路中电流过大容易造成危害时能自动切断电路,而起到保护作用,于是就产生了能够对电路起保护作用的装置——保险丝。
(三)保险丝
1.原理
【实验】课本上的图7.5—3实验,教师演示。
【现象】保险丝先熔断,而铜丝则安然无恙。
【解释】通过保险丝和铜丝的电流是一样的,由P=I2R可知,电阻大的保险丝产生的热多,它的温度很快升高,达到自己的熔点从而使之熔断。
2.结构:因为它要有一定的电阻,所以它是由电阻率较大的铅锑合金制作的;因为它能及是断,所以它的熔点比较低。
3.规格:越粗的保险丝允许通过的电流大呢?还是越细的保险丝?
保险丝越粗,其电阻越小,使保险丝达到熔断温度所需的电流就越大,所以允许通过的电流大就会越大。故保险丝的规格是通过它的粗细来确定的。
动手动脑学物理:①、②、③。
学生回答
学生回答
学生推导
学生观察
师生讨论
师生讨论
学生讨论回答
学生观察
师生讨论
学生回答
师生讨论
利用第六章的相似内容做铺垫
运用类比的方法引入新课
增加一个小实验,直观地让学生展示多支路的情况
这是下一步讲保险丝的基础,没有这个过渡,显然太突然
大问号的问题在此解决较好
展示学生不见过的情景,加深对保险丝的认识
养成使用任何东西都有规格的意识,提高学生科学素养
拓展学生的知识面
五、电功率和安全用电
5分钟训练(预习类训练,可用于课前)
1.在照明电路中切不可用铜丝代替保险丝,这是因为()
A.铜丝价格太贵
B.铜丝的导电性能比保险丝差
C.铜丝在电流过强时不容易熔断
D.通电以后铜丝消耗的电能比一般保险丝大得多
解析:保险丝是用熔点较低、电阻率较大的铅锑合金制成的,当电流过大时,保险丝由于温度升高而熔断,起到保护作用。如果换用铜丝,铜的电阻率很低,即使在电流过大时也不易熔断,不能起到有效的保险作用。
答案:C2.电功率和电压、电流的关系式:P=_________,变形得I=_________。从变形公式中可以看出,家庭电路中的_________是一定的,用电器的_________电路中的电流就越大。
答案:IUP/U电压总功率越大3.家用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电路中最大正常工作电流。
答案:铅锑等于或稍大于4.图8-5-1中哪些做法能确保安全用电?正确的打“√”,错误的打“×”。
图85-1
答案:把电暖气放在浴缸附近(×);把湿毛巾搭在空调上(×);更换灯泡前先拔下插头(√);同时使用很多用电器(×)。10分钟训练(强化类训练,可用于课中)
1.一天晚上,照明一直正常的居民楼突然停电,经检查是配电盒里的总保险丝熔断了。李叔叔换上跟原来一样规格的保险丝,闭合开关,全楼的灯马上都亮了。可是经过几分钟,保险丝又熔断了。请你分析其中的原因()
A.一定是电路某处发生了短路B.可能是电路某处开路
C.可能是电路中新连入了大功率的用电器D.保险丝不合适,应当换用更粗的保险丝
解析:如果电路某处发生短路,换上保险丝后,闭合开关,保险丝会立即熔断;电路开路时保险丝不会熔断;保险丝是否合适,由供电线路所能承受的最大电流决定,不是由用电的情况决定,过粗的保险丝不能起到有效的保护作用;因此,电路中出现这种现象,原因可能是电路中新连入了大功率的用电器。
答案:C2.某同学家的四盏电灯突然熄灭了,检查发现保险丝并未烧断,用测电笔测试室内各处电路时氖管均发光,则电路故障为()
A.电灯均坏了B.进户零线开路
C.室内线路有短路D.进户火线开路
解析:用测电笔测试各处电路时氖管均发光,说明线路中火线连接完好,原因是由于进户线零线开路,灯泡尽管不亮,但室内各处都与火线相连,所以氖管会发光。
答案:B3.一幢楼房装有“220V40W”的电灯10盏,“220V25W”的电灯10盏,那么这些电灯全部工作时,通过保险丝(熔丝)的电流是()
A.0.29AB.1.14AC.1.82AD.2.95A
答案:D4.将如图8-5-2所示的开关、保险盒、电灯接入电路,使其符合安全用电原则,又能够正常照明。图85-2
答案:如图所示
5.小刚家的电能表上标有“220V5A”的字样,则他家能同时使用的用电器的总功率最多不能超过多少瓦?
解析:使用用电器时不光要考虑线路的承受能力,还要同时考虑电能表及保险丝的承受能力。根据电能表的额定电压和电流,利用公式P=IU算出的功率就是电能表所能承受的负载功率。
答案:最多不能超过1100W。6.小朋家现有40W的灯4盏、200W的彩电1台,40W的影碟机1台,若这些用电器同时工作,则流过总线路上的电流为多少安培?后来他家又买了1台1.4kW的电暖气,这时若同时使用,则流过线路的电流变为多少安培?
解析:根据关系式P=IU的变形I=P/U可知,要求电流必须知道功率和电压,功率已知而家庭电路中的电压为220V是一定的,这样直接用公式计算出即可。
答案:1.82A8.18A7.教室的供电线路允许通过的最大电流为1.5A,室内已安装了6只“220V30W”的日光灯,能否再安装一台120W的彩色电视机?
解析:可先求出电路中用电器的总功率,根据再计算出电路中的总电流,然后与线路允许通过的最大电流相比较,即可判断能否安装这台电视机。
答案:日光灯和电视机同时工作时,它们的总功率为:P=30W×6+120W=300W,这时电路中的总电流为:≈1.36A<1.5A,所以可以安装。30分钟训练(巩固类训练,可用于课后)
1.下列说法不正确的是()
A.家庭电路中的用电器都是并联的
B.每个用电器上的开关和用电器都是串联的
C.接在线路上的用电器越多,线路上的电流就会越大
D.为了防止经常烧保险丝,可用铜丝代替
解析:家中用电器都是并联,开关和用电器串联,故A、B正确。线路上接的用电器越多,用电器总功率就越大,线路上电流就越大,故C正确。若经常烧保险丝,应换额定电流稍大一些(即较粗点)的保险丝,但绝不能用铜丝、铁丝代替,故D不正确。
答案:D2.图8-5-3为四个同学设计的楼梯照明电路图,其中S1、S2分别为楼上和楼下的开关(都是单刀双掷开关),要求拨动其中任何一个开关都能改变电灯原来发光或熄灭的状态,则在实际中最理想的方案是()
图85-3
解析:选项A,开关接在零线上,不符合开关连接在火线上的要求。B项,开关连在零线上,此时S1掷向右键时会造成短路。C项,开关接在零线上;故A、B、C都不正确。
答案:D3.(2010黑龙江哈尔滨模拟,6下列防止发生事故或处理事故的措施中正确的是()
A.发现高压线断头落地时,应立即将它捡起
B.当电器设备失火时,应选用泡沫灭火器
C.家庭电路中的保险丝熔断时,可换用不易熔断的铜丝或铁丝
D.若家中使用的燃料是天然气,燃气报警器应安装在燃气灶的上方
解析:靠近高压线落地点会造成跨步电压触电;当电器设备失火时,用泡沫灭火器易造成触电事故,应用干粉灭火器;若把保险丝用铜丝或铁丝代替,起不到保险作用;由于天然气的密度小于空气密度,易上升,所以D正确。
答案:D4.小芳家有40W的节能灯两个,25W的白炽灯两盏,150W的彩电一台,650W的洗衣机一台,她家用的电能表上写着“220V5(10)A”字样。下面说法正确的是()
A.小芳家的用电器同时使用时,总电流大于5A
B.小芳家的用电器不能同时使用
C.小芳家再购置一台1500W的电暖气,所有的用电器还可以同时使用
D.为安全、方便地用电,小芳家应选用电流值稍大于10A就跳闸的空气开关
解析:根据公式P=IU的变形I=P/U算出她家用电器同时工作时的电流为I=P/U=(40W×2+25W×2+150W+650W)/220V=4.2A,故A、B不正确。若再购一个1500W的电暖气,同时使用时电流就会变为11A,超过电能表短时间内所允许的最大电流10A,故C不正确,应选D。
答案:D5.每个家庭都需要照明灯泡,目前市场上既有白炽灯,又有电子节能灯,究竟选择哪一种好呢?某中学“STS”研究小组的同学进行了调查,了解到在正常工作时,25W的白炽灯与5W的电子节能灯、45W的白炽灯与9W的电子节能灯,60W的白炽灯与11W的电子节能灯的发光效果相当,他们选择其中的一组进行研究,收集的有关数据如下表:
额定电压(V)额定功率(W)寿命(h)每只售价(元)每度电费(元) 白炽灯220 60 1000 1.5 0.4 电子节能灯220 11 5000 30 0.4 根据上表数据,在照明效果相当时,若以节能灯使用到寿终正寝时间计算,60W白炽灯和11W节能灯的成本加电费分别为元和元,由此可见你的选择是灯。
解析:若以电子节能灯的寿命5000h计算,白炽灯需要5个,总费用为1.5元×5+0.06×5000×0.4元=127.5元。用电子节能灯的费用30元+0.011×5000×0.4元=52元。
答案:127.552节能6.在一个雷雨交加的日子里,某村民到大树底下躲雨,不幸被雷电击中造成重伤,此后村内谣言四起,说什么“魔鬼缠身”,什么“前世没有修行好”等等,家里人在众人面前抬不起头,不但不送病人到医院医治,反而求神拜佛,导致病人耽误治疗。
(1)文中所述的观点对吗?正确观点是:。
(2)为了避免类似事故的发生,人们在高大建筑物上安装了。
(3)如果你遇到这种雷雨天气情况,你的做法是。
解析:雷电是空中云层与云层之间、云层与大地之间通过大气放电所产生的现象。这种放电的能量很大,威力是惊人的。高大建筑物上安装避雷针,能中和云层中的部分电荷,可避免被雷击的灾难。如果遇到雷雨天,不要到大树下面去躲雨,因为雷云向地面放电时,总是从最近的通道放电,高出地面的大树,就是很好的放电通道。
答案:(1)不对雷电是一种自然现象
(2)避雷针
(3)打雷时,不要在大树下避雨(答案符合题意即可)7.保险丝的规格常用额定电流来表示,选用保险丝时,应使它的额定电流等于或略大于电路中的最大工作电流。下表所列是常用的铅锑合金保险丝的规格。
直径(mm)额定电流(A)熔断电流(A) 直径(mm)额定电流(A)熔断电流(A) 0.28 1 2 0.71 3 6 0.32 1.1 2.2 0.81 3.75 7.5 0.35 1.25 2.5 0.98 5 10 0.36 1.35 2.7 1.02 6 12 0.40 1.5 3 1.25 7.5 15 0.46 1.85 3.7 1.51 10 20 0.52 2 4 1.67 11 22 0.54 2.25 4.5 1.75 12.5 25 0.60 2.5 5 1.98 15 30 (1)由表中的数据你能得到哪些有关保险丝的知识?(写出两条)
A.__________________________________________________________________________;
B._________________________________________________________________________。
(2)小华家照明电路中有“PZ22040”的电灯4盏,功率为60W的电风扇1台,1000W的电热水器1个,请你帮他正确选择一种规格的保险丝。
答案:(1)A.保险丝的直径越大,额定电流和熔断电流越大;B.保险丝的熔断电流是额定电流的2倍;保险丝有不同的规格,家庭电路要选择合适的保险丝。
(2)小华家照明电路中的最大正常工作电流I=P/U=1220W/220V=5.55A,应选取直径1.02mm、额定电流为6A的保险丝。8.现代家庭电气化程度越来越高,用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组人体电阻的数据。
测量项目完全干燥时出汗或潮湿时 手与手之间的电阻200kΩ 5kΩ 手与脚之间的电阻300kΩ 8.8kΩ 手与塑料鞋底之间的电阻8000kΩ 10kΩ 如图8-5-4所示,用电器R接在电压为220V的电源上时,消耗的电功率是1100W,电路中还有额定电流为10A的保险丝。则:
图85-4
(1)只有用电器R接入电路时,通过保险丝的电流为多少?
(2)一个潮湿的人,赤脚站在地上,由于不小心,手接触火线,发生触电事故,则通过人体的电流是多少(上表电阻数据适用于此人)?并分析为什么保险丝不会断(即保险丝不能救人命)。
解析:(1)因只有用电器R接入电路,通过保险丝的电流等于用电器R的电流。知道用电器的电功率和电压,可利用求出它的电流。(2)查表可知潮湿时手与脚之间的电阻,又知道火线与大地之间的电压为220V,所以利用可求出通过人体的电流。将此电流与保险丝的额定电流相比较,就能判断保险丝是否会熔断。
答案:(1)只有用电器R接入电路时,通过保险丝的电流为:。
(2)从表中提供的数据可知,潮湿的人赤脚站在地上时,手与脚之间的电阻是8.8kΩ,所以通过人体的电流是:=0.025A。
因0.025A<10A,所以保险丝不会断,可见保险丝不能救人命。9.某家电能表标有“220V5A”字样,已经安装的用电器有“220V180W”电冰箱一台,“220V80W”电视机一台,“220V30W”录像机一台,“220V200W”洗衣机一台,“220V40W”电灯6盏,这些用电器平均每天工作3小时,则每天用电多少度?当用电器同时使用时,还能不能再使用一个“220V750W”的电吹风?解析:P总=180W+80W+30W+200W+40W×6=0.73kW
每天用电的总功W总=P总t=0.73kW×3h=2.19kW·h
电能表可以配用的最大功率P=UI=220V×5A=1100W
当用电器全部使用时,还可使用的功率:
P′=P-P总=1100W-730W=370W<750W。
答案:2.19度不能
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