《电功率与安全用电》的教学认识与实践

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  　　问题1：跳闸在什么情况下会发生？   　　同学们思考、讨论，最后比较容易地达成一致：当同时接入的用电器过多，即总功率过大时，会发生跳闸现象。接下来，师生共同分析其物理依据，如下图所示：     　　 　　家用电器并联在火线和零线之间，电路总功率P_总=P₁+P₂+…．P_n,多增加一个用电器，P_总会变大，P_总=U_总I_总，I_总=P_总/U_总，U_总是比较稳定的，所以I_总变大。教师介绍，这个闸叫“空气开关”，当通过它的电流过大时，它会断开（原理以后会学到）。

www.5ijcw.com   　　问题2：跳闸是好事还是坏事？   　　学生1：是坏事。若正在玩电脑，突然跳闸，停电，玩不成了。   　　学生2：是好事。如果该跳不跳，可能造成火灾。   　　最后师生共同认定学生2比较有道理。教师借势发挥：我国每年都会出现一些因用电不当而酿成的重大火灾事故。   　　下面我们一起目睹火灾是如何发生的？   　　教师把示教板转到别的方向，偷偷地“做手脚”。做完手脚，再把示教板转过来。（学生们一直期待着）再逐一接入用电器，很快大家看到有一地方冒烟，发红，而且有烧焦的东西脱落。（学生们惊喜）   　　话题一转，教师提出：同学们，请猜想一下，刚才老师“偷偷地做了什么手脚？”。同学们七嘴八舌。最后教师揭开谜底，换了一个规格不同的空气开关，在示教板的某位置套了一个塑料吸管。   　　师生共同分析发生火灾的物理依据是：Q=I²Rt，装塑料管的一段是铁丝，电阻相对较大，在同时接入的用电器过多，即电功率过大时，干路电路电流较大，在一定时间内，产生较多的热量，引燃了塑料管。   　　教师：空气开关是近几年才出现的保险装置，原来家庭电路中安装的都是保险丝。当电路中电流过大时，保险丝会熔断，切断电路，从而保护电路。教师把示教板上的那一段铁丝取下，换上一段保险丝，把刚才的用电器逐一接入，很快保险丝变红、变软、断开，有熔化物脱落。   　　问题3：保险丝的材料应该具有什么样的特点？   　　同学们讨论得出保险丝应该具有熔点低的特点。然后教师交待：保险丝是由熔点较低的铅锑合金制成的。教师演示用火柴烧断保险丝，证明了其熔点较低。   　　问题4：选择空气开关或保险丝的标准是什么？   　　教师提示：这两者的规格都是以允许通过的最大电流为标准。那么，在家庭电路中，它们允许通过的最大电流是越大越好还是越小越好呢？同学们经过充分讨论，最后认定：选择的空气开关或保险丝既要满足大部分家用电器的正常工作，又要保证干路导线不着火，即总电流不超过导线允许的最大电流。   　　教师顺势抛出：如果二者不可兼得，我们应该怎么办呢？师生交流互动，最后认定：首先要保证干路导线不着火，必须遵守安全第一的原则。在这一前提下，尽量满足更多用电器的正常工作。   　　教师讲解：若在满足前者的条件下，只能满足很有限的家用电器（举例）同时正常工作，这样就影响我们的正常生活，我们的幸福指数就会下降。这时候，我们就要改造电网。事实上，前几年我国进行了大规模的城乡电网改造工程，电网改造的一个重要内容就是更换输电线，换用更粗一点儿的输电线，使它允许通过的最大电流更大，满足更多的家用电器同时正常使用。   　　（三）最后是演示“惊心动魄”的短路现象。教师用绝缘钳夹着一段较粗的铜导线，将其插入示教板上插座的两孔，空气开关立即断开，同时看到铜线两端“冒火”，拔出后发现两端已被烧黑。同学们专注、期待、担心、惊讶、高兴。紧接着，教师郑重声明：短路实验不可擅自在家模仿。我们这次实验也是经我校电工师傅允许的。同学们表示完全理解。   　　     　　三、反思总结   　　家庭中常见的电路事故是用电器的总功率过大或短路造成跳闸或火灾。本节主要着眼于这两点，用现场演示这种最直观、最刺激的方式把平时很难“亲眼目睹”的现象展示出来，并且用欧姆定律和电功率知识进行解释。这是一次物理与生活的亲密接触。这完全符合新的课改理念，从生活现现象中抽象出物理问题，再将物理知识用于社会、生活中现实问题的解决。   　　教学设计从最常见的生活现象跳闸入手。第一部分：先让学生回忆跳闸时的情境，然后以教师为主演示跳闸现象，最后师生共同分析跳闸的物理依据。第二部分：师生共同认识跳闸或保险丝熔断对保护电路的必要性。第三部分：将物理应用于社会，随着人民群众的生活越来越富裕，大量的家用电器进入家庭，这就造成了干路电流过大与导线可能太细之间的矛盾，于是就出现了我国城乡大规模的电网改造工程。第四部分：教师为同学们演示“难得一见”的短路现象，同时也意识到了短路可能带来的危害。在教师的帮助下，学生自主地建构知识，最后达成共识：一、同时使用的用电器不宜太多，总功率不能太大；二、用电要认真，小心，尽量避免短路的发生。笔者认为，这种教学设计完全符合学生的认知规律。   　　新课程倡导课程资源的开发利用，不是教教科书，而是用教科书教。本教学设计依据课程目标，对有关安全用电的课程资源有机融合，试图在师生互动中实现教与学的统一。   　　电路事故无小事，重则危及生命，轻也可能造成火灾。生命无价，火灾无情。因此在《电功率与安全用电》的教学中，我们利用示教板，尽情展示了用电器过多，总功率过大以及短路对电路的破坏力。学生从中受到的生命安全教育是深刻的，是发自内心的。实际教学效果非常好。

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