對人教版《九年級物理》課本中幾幅插圖的看法——針對“家庭電路電流過大的原因”內容

李詠芳

（順德一中大良學校 廣東 佛山 528300）

“家庭電路中電流過大的原因”是人教版《九年級物理》課本中第十九章第2節的內容，本節具有承上啟下的作用，初中的學生本身對家庭電路不太了解，讓學生弄清楚電路中電流為什么會出現過大，既是對上一節家庭電路的連接方式有進一步的了解，同時使學生懂得家庭電路超負荷用電和短路會帶來什么危險，也是保證家庭用電安全的一個重要常識.家庭電路電流過大的原因是本節教學中的一個重點，教師教學時要注重引導學生觀察和獨立思考，綜合運用學過的知識，分析電路中的電流變化情況，理解原因，掌握物理原理，從而解決線路改造的實際問題.

1 用電器的總功率過大 容易發生火災

教材中為了形象地說明用電器的總功率過大，容易發生火災使用了圖1，作為教師一看就知道教材就是用了比較夸張手法來向同學們展示安全用電的重要性，但是根據我們的新課標理念：物理與生活息息相關，倡導“從生活走進物理，從物理走向社會”的課程觀，那么筆者認為人教版教材啟用這幅圖來進行說明不太符合生活實際，只要仔細看看就知道，生活中誰的家里會將洗衣機、冰箱、電視機、微波爐等這些用電器接在一個插座上，就算有，也是極個別的單身公寓才有可能，而普遍家庭就不可能這樣使用，這會讓學生覺得不真實，學生認為老師在忽悠他們，所以筆者認為應該換用其他的插圖來代替這幅圖，這樣會更好一些.也可以用學生常見的大空調機和即熱式電熱水器例子提問：為什么這些用電器要用專線？來加深對用電器的總功率過大，容易發生火災的理解.

圖1 用電器的總功率過大，容易發生火災

2 家庭電路電流過大的原因之一是總功率過大

教材中為了讓學生區分家庭電路電流過大的兩個原因：一是總功率過大，二是短路，所以在教材的第112頁動手動腦學物理中有下面兩幅插圖，對于這幅圖，同學們和老師一看就知道分別代表什么含義，圖2（a）原因是總功率過大，圖2（b）是短路.

仔細一看這個電路，筆者認為圖2（a）也不太符合現在的生活實際，根據前面電功率的學習，同學們都知道家庭用的燈泡功率只有幾十瓦，電爐的功率大約為1 000 W 左右，那么整個電路的總功率也不超過2 000 W，在我們實際生活中是不可能引起電線著火.這幅圖要是放在幾十年前還能說得過去，那個年代家用電器少，家庭線路中干路的電線較細，承受較大電流的能力比較弱，可能會引起燒保險甚至電線起火的現象.

圖2

現在家庭線路的干路設計，對電流的承受能力較大，所以筆者認為教材上這幅圖應該進行改進，可以在線路之間采用虛線省略的符號，表示還有很多用電器這樣更合理一些.

圖3

3 線路改造時將電線換成更粗的

圖4是教材第109頁的“想想議議”，它是放在第二節內容的標題下，很多教師和學生在學習這節內容時，都會先思考這個問題，那么學生對于這個問題的思考是很直接的，通常都會這樣想：因為電線的電阻與材料、長度、橫截面積有關，在長度、材料一定的情況下，電線越粗電阻越小，在電壓220 V不變的情況下，電流越大，然后根據Q＝I2Rt可知，電阻越小，電流越大，熱量與電流的平方成正比，那不是發熱更厲害了嗎？更容易燒起來才對呀，為什么還要換成更粗的呢？學生的觀點存在有以下的問題.

圖4

第一，電壓不變是家庭電路的總電壓，而不是電線的電壓，由于用電器的電阻比電線的電阻大得多，所以電線電阻變小對線路的電流影響很小，在用電器的電阻不變的情況下，電線變粗的改造對干路的電流基本沒影響.

第二，熱量與電流的平方成正比是在電阻和時間一定時才成立的.而這個問題的實際是：電線變粗，電線本身電阻變小，在電流和時間相同的情況下，發熱不是增加而是減小的！更不容易引起火災.

所以要達到同樣的溫度引起導線絕緣皮燒起來的話，粗的導線允許的電流更大一些，再根據P＝UI，允許的電流更大，家庭電路電壓220 V不變，所以允許的功率更大，接的用電器可以更多一些，所以有必要進行線路改造.但是初中學生對于這種解釋，是很難理解的，所以教材要求指導教師在上課的時候用另外一種角度來解釋這個問題，可以起到很好的效果，因為現在的家庭用電器越來越多了，電路的總功率不可避免地增大，那么根據P＝UI，在總電壓不變的情況下，家庭電路電流不可避免地增大，在電流增大的情況下，根據Q＝I2Rt，導線發熱起火更容易了，所以為了避免導線起火，我們只能減少導線的電阻.而導線的電阻與材料、長度、橫截面積有關，當材料、長度一定時，電線越粗電阻越小，所以有必要將電線換成更粗的，這樣的解釋學生是很容易理解的，所以筆者覺得這個“想想議議”應該放在課本110頁的例題后面，先讓學生了解了知識點：“家庭電器總功率對家庭電路的影響”后，再讓學生思考做這個想想議議，那么學生就不那么困惑了.

從上述的敘述我們想說明一個觀點：教學中的備課關鍵是備學生，針對不同的學生采用不同的教學方法和教案，才是一個合格的教師.教學的各個小環節都需要教師的創造性勞動才能得到意想不到的教學效果！