物理電功率和安全用電教學設計

2021-06-12 教學設計

　　《電功率和安全用電》教學設計

　　河北省邯鄲市漢光中學柴斌

　　課題

　　第八章:電功率第五節(jié):電功率和安全用電

　　學習目標

　　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”。

　　過程方法:

　　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。

　　情感目標:

　　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)學生嚴謹的科學態(tài)度。

　　學習重點

　　用電器總功率過大是家庭電路中總電流過大的原因;保險絲

　　學習難點

　　保險絲的構造與原理

　　教學方式

　　演示法、觀察法、討論法。

　　教具與媒體

　　電源、小燈泡(帶座)若干、電流表、保險絲(粗細不同)、銅絲、滑動變阻器、導線若干及多媒體等。

　　教學程序內容與教師活動

　　學生活動

　　設計依據

　　一、創(chuàng)設情境,引入新課(5min)

　　〖師〗1.在第六章的歐姆定律學習中,我們知道了使電流過大的原因是電壓過高,你還知道這是為什么嗎?

　　因為歐姆定律的表達式是,在電阻R不變的情況下,U增大,所以電流會增大。

　　2.由此我們得出安全用的原則是什么?

　　不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體。

　　3.現在學習了電功率,知道了電流還與電功率的大小有關,即P=UI,那么從電功率方面考慮,安全用電該注意些什么問題?(引入新課)

　　二、進入新課,科學探究

　　(一)電功率和電路中電流的關系(8min)

　　1.對單個支路來說:

　　由電功率公式P=UI公式的變形可得,,即在電壓不變的情況下,電流與電功率的大小成正比。

　　【結論】對某一個用電器來說,用電器的功率越大,則電路中的電流也就會越大。

　　2.對并聯(lián)的多個支路來說

　　【演示】三個小燈泡并聯(lián),電流表測干路電流,則每接通一個支路,使小燈泡發(fā)光,電流表的示數就增大一些。

　　【解釋】在家庭電路中,這些用電器都是并聯(lián)的,根據并聯(lián)電路的特點,用電器兩端電壓相等,干路中電流等于各支路電流之和。每增加一個用電器,就增加一條支路,干路中電流就增大一部分,所以并聯(lián)的用電器越多,干路中電流就越大。

　　【結論】電路中接入的用電器過多,也容易使電路中的電流過大。

　　(二)電流過大所造成的危害(8min)

　　1.由上節(jié)課所講的電熱公式P=I2R可得,引起電熱功率過大的因素有兩個,一是電流過大,另一個就是導線的電阻過大,所以要減小導線上電熱的產生,就應盡量減小電流和減小電阻。

　　2.電熱過多易引起電線老化,電線間絕緣層失去作用而引起短路。

　　3.大家看剛開始課題下的大問號:

　　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?

　　4.電流如果不容易減小的話,至少我們應該做到在電路中電流過大容易造成危害時能自動切斷電路,而起到保護作用,于是就產生了能夠對電路起保護作用的裝置——保險絲。

　　(三)保險絲(10min)

　　1.原理

　　【實驗】課本上的圖7.5—3實驗,教師演示。

　　【現象】保險絲先熔斷,而銅絲則安然無恙。

　　【解釋】通過保險絲和銅絲的電流是一樣的,由P=I2R可知,電阻大的保險絲產生的熱多,它的溫度很快升高,達到自己的熔點從而使之熔斷。

　　2.結構:因為它要有一定的電阻,所以它是由電阻率較大的鉛銻合金制作的;因為它能及是斷,所以它的熔點比較低。

　　3.規(guī)格:越粗的保險絲允許通過的電流大呢?還是越細的'保險絲?

　　保險絲越粗,其電阻越小,使保險絲達到熔斷溫度所需的電流就越大,所以允許通過的電流大就會越大。故保險絲的規(guī)格是通過它的粗細來確定的。

　　4.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5 min;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1 min。

　　(四)新型保護裝置(8min)

　　【空氣開關作用】

　　空氣開關也就是斷路器,在電路中作接通、分斷和承載額定工作電流,并能在線路和電動機發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進行可靠的保護。

　　【漏電保護器作用】又稱漏電開關,是一種新型的電氣安全裝置,其主要用途是:

　　(1)防止由于電氣設備和電氣線路漏電而引起的觸電事故;

　　(2)防止用電過程中的單相觸電事故;

　　(3)及時切斷電氣設備運行中的單相接地故障,防止因漏電而引起的火災事故;

　　(4)隨著人們生活水平的提高,家用電器的不斷增加,在用電過程中,由于電氣設備本身的缺陷、使用不當和安全技術措施不力而造成的人身觸電和火災事故,給人民的生命和財產帶來了不應有的損失。而漏電保護器的出現,對預防各類事故的發(fā)生,及時切斷電源,保護設備和人身的安全,提供了可靠而有效的技術手段。

　　【區(qū)別】漏電保護器是一種利用檢測被保護電網內所發(fā)生的相線對地漏電或觸電電流的大小,而作為發(fā)出動作跳閘信號,并完成動作跳閘任務的保護電器。用于照明、動力配電系統(tǒng)作過載和短路保護,以及線路的不頻繁轉換之用。

　　利用第六章的相似內容做鋪墊

　　運用類比的方法引入新課

　　增加一個小實驗,直觀地讓學生展示多支路的情況