师:我们今天来学习生活用电第二节——家庭电路中电流过大的原因。好了,我们找位同学先读一下本节课的学习目标,来,王龙。
生:一、通过事例分析,让学生知道家庭电路电流过大的原因;二、通过演示实验,让学生知道保险丝的作用。
师:好,请坐。现在呢,我们先回顾一下上节课所讲的家庭电路的组成,跟着老师的思路来走,我们抬头往前面看。首先这两根线我们称之为进户线,好,这个表称之为电能表,然后是总开关,保险盒里面有保险丝。好,那么我们说这根线称之为火线,这根是零线。好,那么这些用电器之间是怎么连接的?
生:并联
师:好,我们说家庭电路中的用电器是并联在电路中的。好了,那我现在来模拟一下家庭电路的组成,我们使用了三个小灯泡,分别——看这三个小灯泡是什么连接方式?
生:并联
师:并联在各支路上,我们这是开关,好在干路上有一个电流表。通过观看视频,我们来想一下,家庭电路中电流过大的原因有哪些,与什么因素有关。我们来看一下。
师:我们要用这套电路来模拟一下家庭电路,大家知道,在家庭电路中,各个用电器的关系是并联的。我们现在呢,就用这三只小灯泡来代替家庭电路中的三样用电器。我们来看一下,当其中的一个用电器工作的时候,我们来观察一下电流表,干路中的电流表的示数是多少?
生:0.5安
师:好,当我们增加一个用电器的时候,我们来看一下,电流变成了——
生:0.6安
师:好,那我们再增加一个用电器,我们来看一下电流又变成了多少?
生:0.8安
师:啊,非常好。那么也就是说,我们每增加一个用电器,那么电路中的总电流就会增加一个份额。那么大家设想一下,当我们的用电器的数目越来越多的时候,那干路上的电流就会越来越大。通过这段视频,你有哪些想法呢?试着想一下,根据刚才视频里面老师的提示。好,来,陶华宇。
生:家庭电路中电流过大,可能是因为并联的用电器过多。
师:很好,请坐。他说是并联的用电器越多,干路中的电流越大。好,那么我如果告诉你,这个灯泡是一个家庭里面的灯泡,它上面标有220伏、40瓦的字样,那么这个40瓦代表什么意思?
生:正常工作时的额定功率
师:额定功率,哎,正常工作时的额定功率。那么你用电器的个数增加了,那么它对应的总功率就增加了,所以说我们追其原因可能是家庭电路中的什么影响了电流?
生:总功率
师:对,总功率影响了电流。好,那么我们现在来看一下,家庭里面的总功率对我们家庭电路的影响。好了,那我们现在来回顾一下,我们前面所讲的,无论是在串联电路中,还是在并联电路中,那么总功率均等于什么?
生:所有用电器功率之和
师:哎,很好,等于所有的用电器功率之和,对不对啊?
生:对
师:好,那么我们说既然你的总功率增加了,那么对应的电流会怎样变呢?
生:变大
师:好,根据我们前面所讲的,功率等于电压乘以电流,可以知道电流等于什么?
生:电流等于功率除以电压
师:电流等于功率除以电压,那么我们又知道,家庭电路中的电压是一个定值,等于多少?
生:220伏
师:当电压一定的时候,你的总功率越大,对应的电流越大。很好,所以说我们可以说,家庭电路中的总功率越大,对应的电流越大。所以说,我们可以知道今天的第一个结论:用电器的总功率过大,是家庭电路中电流过大的原因之一。记完抬头看。
师:好,那么我们来看一下,总功率过大导致了电流过大,那么电流过大的时候,会造成什么样的危害呢?哎,有的同学说一定想到了电热,对不对啊?
生:对
师:好,那么电热与我们前面所讲的什么定律有关?
生:焦耳定律
师:哎,很多同学说焦耳定律,焦耳定律的公式等于什么?
生:Q=I2Rt
师:哎,很好。好,我们来根据焦耳定律来分析一下,我们说电热等于I2Rt。好,如果其他条件,例如电阻和时间一定的时候,那么电流越大,产生的热量越多,电热就越多,可能引起火灾。
师:好,那我现在来练一个题。他说,明明家新购置了一台1千瓦的空调,已知原有用电器的总功率是1020瓦,那么电能表上标有220伏、10安的字样。第一问咱们集体来思考,使用这台空调的时候,通过空调的电流是多少?哎,思考一下。好,有的同学已经有思路了,对吧?好,咱们找位同学告诉大家,来,李光志。
生:I等于P除以U,功率等于1千瓦,家庭电路电压是220伏。
师:他说是I等于P除以U,公式选择正确,然后用那个P等于多少?P等于1千瓦,他说是功率等于1千瓦,U呢?220伏,家庭电路电压是220伏。好,请坐,很好。来,我们来看一下,首先选择恰当的公式,然后代入原始数据,得出最终结果。好,结果老师请你们算,那么这就是我们算出来的。哎,我们说空调和其他的用电器之间是什么连接方式?
生:并联
师:好,很好。那我们来看一下第二个问题,从安全用电的角度考虑,那么明明家的电路是否允许安装这样一台空调?得算,是不是要算?
生:是
师:好,那么我们现在来思考一下,从安全用电的角度考虑,其实是从什么量的角度考虑啊?来结合一下我们分析。哎,有的同学说通过今天所讲的课题,我们知道应该是从电流的角度考虑。好了,你空调对应的电流算出来了,那么我们来看这个,原有的用电器的总功率是这么多,它对应的电流是多少呢?能算吗?
生:能
师:是不是啊?好,那么算出来原有的电流和空调的电流,他们两个之间应该怎样相加?
生:直接相加
师:得出的是总电流,是不是总的?那么你算出来这个总电流应该和哪个参数相比?
生:10安
师:10安,因为它代表的是什么意思?
生:电能表允许电路中通过的最大电流是10安
师:咱们找位同学来试着说一下,来,周正元。
生:就是在这个家庭用电电路中,可通过的最大电流是10安,电能表允许电路中通过的最大电流是10安,所以说我们要使最终算出来的电流和它相比。
师:好,现在根据老师的提示来动手,在你的导学单上来写出最终的过程。好,找位同学来上面写,来,刘雨露,结果的话保留两位小数。好,做完的举手示意一下,老师给你看一下。好了,做完第一种方法的同学再思考一下,能不能从另外一个角度来分析。
师:好啦,这种方法大家都做完了,我们抬头来看一下刘雨露做的对不对啊。好啦,他这个I?等于P?除以U,看一下P?等于1020瓦,我们知道这个电流应该是什么电流啊?
生:原有电路中的总电流
师:对不对啊?
生:对
师:得出的结果是4.64安。好,继续,干路上的电流等于空调对应的电流加上原有的电流,哎,相加得出9.19安。你的答案和他一样吗?
生:一样
师:哎,好,那么再和10安相比,你现在的总电流小于10安,所以说允许安装,很好吧?嗯,哎,好,我看大家下面的同学也很多都做出来了。刚才老师说了,能不能从另外一个角度考虑啊?哎,应该什么角度啊?
生:总功率
师:哎,对,总功率。好,咱们找位同学试着说一下啊,如果是从功率的角度的话,应该是怎样来计算?
生:P总等于P?加P?,就等于1020瓦加上1千瓦,等于2020瓦,然后I总就等于P总除以U。
师:哎,你看,他又想算电流啊,哎,其实他是想先算总功率,对不对?哎,然后再算出对应的总电流,对吧?哎,其实这个思路和刚才的角度差不多,是一样的。那么我们从这个地方我不算电流,我直接比较功率的话,应该是和谁的功率相比较?
生:电能表允许使用的最大总功率
师:额定功率,额定功率,是电能表允许使用的最大总功率。好,老师提示一下,那么接下来应该怎样算呀?
生:P等于U乘以I
师:哎,P应该是电能表允许的最大总功率,对不对啊?等于U乘以I,哎,U乘以I等于220伏乘以10安,等于2200瓦。哎,2200瓦,因为2200瓦大于2020瓦,所以允许安装这样一台空调。好,我们比较总功率,也可以得出最终的结论,非常好,请坐。好了,所以说我们第二个角度,也可以从功率的角度来分析。
