对人教版《九年级物理》课本中几幅插图的看法——针对“家庭电路电流过大的原因”内容

李咏芳

（顺德一中大良学校 广东 佛山 528300）

“家庭电路中电流过大的原因”是人教版《九年级物理》课本中第十九章第2节的内容，本节具有承上启下的作用，初中的学生本身对家庭电路不太了解，让学生弄清楚电路中电流为什么会出现过大，既是对上一节家庭电路的连接方式有进一步的了解，同时使学生懂得家庭电路超负荷用电和短路会带来什么危险，也是保证家庭用电安全的一个重要常识.家庭电路电流过大的原因是本节教学中的一个重点，教师教学时要注重引导学生观察和独立思考，综合运用学过的知识，分析电路中的电流变化情况，理解原因，掌握物理原理，从而解决线路改造的实际问题.

1 用电器的总功率过大 容易发生火灾

教材中为了形象地说明用电器的总功率过大，容易发生火灾使用了图1，作为教师一看就知道教材就是用了比较夸张手法来向同学们展示安全用电的重要性，但是根据我们的新课标理念：物理与生活息息相关，倡导“从生活走进物理，从物理走向社会”的课程观，那么笔者认为人教版教材启用这幅图来进行说明不太符合生活实际，只要仔细看看就知道，生活中谁的家里会将洗衣机、冰箱、电视机、微波炉等这些用电器接在一个插座上，就算有，也是极个别的单身公寓才有可能，而普遍家庭就不可能这样使用，这会让学生觉得不真实，学生认为老师在忽悠他们，所以笔者认为应该换用其他的插图来代替这幅图，这样会更好一些.也可以用学生常见的大空调机和即热式电热水器例子提问：为什么这些用电器要用专线？来加深对用电器的总功率过大，容易发生火灾的理解.

图1 用电器的总功率过大，容易发生火灾

2 家庭电路电流过大的原因之一是总功率过大

教材中为了让学生区分家庭电路电流过大的两个原因：一是总功率过大，二是短路，所以在教材的第112页动手动脑学物理中有下面两幅插图，对于这幅图，同学们和老师一看就知道分别代表什么含义，图2（a）原因是总功率过大，图2（b）是短路.

仔细一看这个电路，笔者认为图2（a）也不太符合现在的生活实际，根据前面电功率的学习，同学们都知道家庭用的灯泡功率只有几十瓦，电炉的功率大约为1 000 W 左右，那么整个电路的总功率也不超过2 000 W，在我们实际生活中是不可能引起电线着火.这幅图要是放在几十年前还能说得过去，那个年代家用电器少，家庭线路中干路的电线较细，承受较大电流的能力比较弱，可能会引起烧保险甚至电线起火的现象.

图2

现在家庭线路的干路设计，对电流的承受能力较大，所以笔者认为教材上这幅图应该进行改进，可以在线路之间采用虚线省略的符号，表示还有很多用电器这样更合理一些.

图3

3 线路改造时将电线换成更粗的

图4是教材第109页的“想想议议”，它是放在第二节内容的标题下，很多教师和学生在学习这节内容时，都会先思考这个问题，那么学生对于这个问题的思考是很直接的，通常都会这样想：因为电线的电阻与材料、长度、横截面积有关，在长度、材料一定的情况下，电线越粗电阻越小，在电压220 V不变的情况下，电流越大，然后根据Q＝I2Rt可知，电阻越小，电流越大，热量与电流的平方成正比，那不是发热更厉害了吗？更容易烧起来才对呀，为什么还要换成更粗的呢？学生的观点存在有以下的问题.

图4

第一，电压不变是家庭电路的总电压，而不是电线的电压，由于用电器的电阻比电线的电阻大得多，所以电线电阻变小对线路的电流影响很小，在用电器的电阻不变的情况下，电线变粗的改造对干路的电流基本没影响.

第二，热量与电流的平方成正比是在电阻和时间一定时才成立的.而这个问题的实际是：电线变粗，电线本身电阻变小，在电流和时间相同的情况下，发热不是增加而是减小的！更不容易引起火灾.

所以要达到同样的温度引起导线绝缘皮烧起来的话，粗的导线允许的电流更大一些，再根据P＝UI，允许的电流更大，家庭电路电压220 V不变，所以允许的功率更大，接的用电器可以更多一些，所以有必要进行线路改造.但是初中学生对于这种解释，是很难理解的，所以教材要求指导教师在上课的时候用另外一种角度来解释这个问题，可以起到很好的效果，因为现在的家庭用电器越来越多了，电路的总功率不可避免地增大，那么根据P＝UI，在总电压不变的情况下，家庭电路电流不可避免地增大，在电流增大的情况下，根据Q＝I2Rt，导线发热起火更容易了，所以为了避免导线起火，我们只能减少导线的电阻.而导线的电阻与材料、长度、横截面积有关，当材料、长度一定时，电线越粗电阻越小，所以有必要将电线换成更粗的，这样的解释学生是很容易理解的，所以笔者觉得这个“想想议议”应该放在课本110页的例题后面，先让学生了解了知识点：“家庭电器总功率对家庭电路的影响”后，再让学生思考做这个想想议议，那么学生就不那么困惑了.

从上述的叙述我们想说明一个观点：教学中的备课关键是备学生，针对不同的学生采用不同的教学方法和教案，才是一个合格的教师.教学的各个小环节都需要教师的创造性劳动才能得到意想不到的教学效果！