文档文本内容
《家庭电路中电流过大的原因》教学设计
江苏南京29中致远校区 殷发金
一、教学目标
（一）知识与技能
1．知道家庭电路中电流过大的原因是家用电器的总功率过大和短路；
2．知道保险丝的作用。
（二）过程与方法
会设计实验来说明电路中电流过大的原因，通过实验探究保险丝在电路中的作用。
（三）情感态度和价值观
有初步的安全用电的常识和节约用电的意识。
二、教学重难点
家庭电路中电流过大会损坏电路，甚至引发火灾。用电器的总功率过大，根据P=UI可知，
在电压一定时，电路中的电流会过大，所以用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原
因之一；因为家庭电路中各用电器之间是并联，只要一个用电器短路，就会造成整个电路短
路，导线的电阻很小，电路中电流会很大，电流在导线上做功放热，损坏电路，所以短路是电
路中电流过大的另一原因。本节课中分析家庭电路中电流过大的原因是教学重点。为了防止
电流过大对电路造成损坏，在设计家庭电路时根据导线能承载的最大电流来选择合适的保
险装置，所以本节课的难点是电路中电功率的计算，判断保险丝的选择是否合适。
重点：分析家庭电路中电流过大的原因。
难点：家庭电路中电功率的计算。
三、教学策略
家庭电路中如果没有保险装置，当电流过大就会损坏电路，甚至引发火灾，学生对此没
有感性的认识，可以通过播放由于用电不当造成的火灾视频，让学生认识到电的重要性，不
合理的使用也会造成危害。而这些危害主要是由于电路中电流过大造成的，那么家庭电路中
电流过大的原因有哪些呢？提出问题给学生讨论。可以借助于家庭电路演示板来演示总功
率过大是电流过大的原因，在电路中接入灯泡和取暖器，发现保险丝会烧断。从家庭电路的
特点出发，干路电流等于各支路电流之和，各支路中的用电器由于功率不同，电流也不同，根
据P=UI可知，当用电器的功率越大时，电路中的电流越大，计算出接灯泡时电路中的电流，
再把取暖器接入电路时的电流，对比可以得出用电器总功率过大是电路中电流过大的原因
1之一。可以通过演示实验来说明用电器短路是电路中电流过大的另一原因，借助于演示实验，
现象直观，易于理解。
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保险丝的作用在前面的教学中已经有所体现，家庭电路中电流过大就是通过保险丝的
熔断体现出来的，教学中可以带领学生回忆前面的实验，当电路中电流过大时，保险丝熔断，
对电路起保护作用。如果没有保险丝会出现什么情况呢？通过演示实验来演示当电路中电
流过大时，导线的绝缘皮会烧坏，引发火灾。为了与生活联系更紧密，可以适当的介绍空气开
关，引导学生观察家中的空气开关的规格。保险丝或空气开关的选择要结合用电器的规格及
家庭电路中的导线的规格，只有选择合适的保险装置才能对电路起保护作用。
四、教学资源准备
家庭电路演示板（含进户线、总开关、保险装置、插座、开关和灯等）、实物投影、多媒体
课件整合网络、取暖器、规格不同的保险丝、空气开关等。
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
复习提问：
学生回忆上节课内容回答。 为本节课作知
1．家庭电路由哪几部分组成？
识储备。
创设情景
（5分钟）
2．保险丝在家庭电路中的作用。
3．家庭电路中各用电器之间是
如何连接的？
播放使用电能使用的各种场景， 创造课堂情
不正确使用电能而引发的火灾 观看视频，进入本章的教学 景，激发学生
的新闻报道。 内容。知道家庭电路中电流 的兴趣和求知
过大会对电路造成危害。 欲。
引入新课 我们的生活离不开电，在使用过
（5分钟） 从实际引入本
程中有可能造成危害，这此危害
课内容，从感
都是在家庭电路中用电时电流
性上认识电流
过大造成的，哪些原因会造成家 过大会造成危
害。
庭电路中电流过大呢？
家用电器的总功率对家庭电路
的影响 学生讨论
新课内容
（25分钟） 想想议议：在进行电路改造时， 家中的用电器是并联的，当
要把导线换成更粗的，电能表换 用用电器的总功率增大时， 提出问题，引
成标定电流更大的，你能推测出 电路中的电流会增大。 导学生分析总
2用电功率和电流之间的关系 功率对电路电
吗？能否应用科学知识证实你 流的影响。
的猜想？ 观察实验，当并联支路增多
时，电路中的总功率增大，干
展示如下图的电路演示板，依次 路电流也增大。
闭合开关S、S、S，电路消耗的 通过实验直观
1 2 3
总功率是如何变化的？观察电 的看出电路的
流表的示数如何变化的？ 学生讨论分析： 总功率地电流
的影响。
根据电功率与电流、电压的
关系式P=UI可以得到
，家庭电路的电压是
一定的，用电功率P越大，电 培养学生已有
家庭电路中的各用电器也是并
路中的电流就越大。 知识分析问题
联的，当用电器增多或接入大功
的能力。
率用电器时，干路电流如何变
化？
学生讨论：
阅读课本并思考：
当电路中总功率增大时，电
路中的电流也增大。根据焦 培养观察思
不同的导线能承载的最大电流
耳定律Q=I2Rt，导线电阻不 考、自学能
不同，当电路中用电器的总功率
变，电流增大，电流在导线上 力。
过大时对家庭电路有什么影响
放出的热量会很多，使导线
呢？
的迅速温度升高，容易引起
火灾。
例题：炎炎夏日即将来临，明明
培养学生利用
家新购置了一台1．2 kW的空
物理知识解决
调。已知他家原有用电器的总功
学生阅读题目，思考解题方 实际问题的能
率是5400 W，电能表上标有
法。 力。
“220V 10（40）A”的字样。请
你通过计算说明：
由P=UI可知，空调的电流
为：
（1）使用这台空调时，通过它的
电流是多少？
培养学生从生
活到物理的意
（2）从安全用电的角度考虑，明
增加空调后，用电器的总功 识。同时提高
明家的电路是否允许安装这样
率为6600W，总电流为： 安全用电的意
一台空调？
识。
通过上面的计算可以看出，当家
庭电路中总功率增大时，电路中
3的电流也增大，如果家中要添加 所以，从电能表使用的角度
新家电，如电热器、空调等大功 考虑，可以安装一台这样的
率用电器时，应先计算一下，防 空调。
止电流过大超过家庭供电线路
和电能表允许的最大值。
短路对家庭电路的影响
展示如图所示的电路，断开开
关，把插头插入插座，可以观察
到灯泡发光。 培养观察思
考、自学能
学生观察家庭电路模拟板演 力。
示用电器短路对电路的影
响。思考提出的问题。
家庭电路中用电器是并联
闭合开关S，可以看到灯泡熄
的，一旦发生短路，此时干路
灭，保险丝发出明亮的光，并熔
中的电流很大，产生大量的
断切断电路。
热使保险丝熔断。
提高安全用电
1．你能解释其中原因吗？
如果没有保险丝，导线的温 器的意识。
度会升高，烧坏绝缘皮，引起
2．如果没有保险丝可能会出现
火灾。
什么后果？
学生结合所学知识讨论：
讨论：
在电路中，火线与零线直接
哪些情形下可能发生短路现象
相接通；用电器内部火线与
呢？
零线相碰，如灯座、插座、插
头等；导线连接处绝缘皮老
短路会损坏用电器吗？
化导线火线与零线相碰。
短路是指火线与零线之间直
接相通，导致电流从导线而
不从用电器流过，所以用电
器不会被损坏。
通过讨论，培
开关内两接线相碰，会造成短路
养学生合作学
吗？
习的能力。
4开关内两线头相碰是相当于
闭合开关，把电路接触，与之
相连的用电器工作。
保险丝的作用
展示家庭电路演示板，在闭合开 结合前面总功率过大对家庭 培养学生知识
关、插入台灯、插入电炉丝时，电 电路的影响，电路总功率增 应用能力。
路中的总功率如何变化？干路 大，干路电流也将增大，。
电流如何变化？
学生体会，导线发烫。这是因 对情感态度和
为导线有电阻，电流具有热 价值观的培
效应，所以导线会烫。 养，形成安全
用电的意识。
1．接入电路一段时间，用手摸一
导线越细，导线的电阻越大，
下导线，有什么感觉？为什么？
根据焦耳定律，导线温度会
迅速升高，烧坏绝缘皮，甚至
2．如果导线再细一些，会出现什
引起火灾。
么情况？
培养学生的自
为了防止电路中电流过大，发生
学能力，分析
危险，在电路中要安装保险装
了解各种不同的保险装置。 问题的能力。
置，以保护用电器和人身安全，
觉见的保险装置有：保险丝、保
险管、空气开关等。
培养学生的自
展示各种保险装置。下面我们了
学能力。
解保险丝是如何保险的。
学生讨论总结：
演示课本实验，观察保险丝的作
1．保险丝的材料要求电阻率
用，思考：
大、熔点较低（铅锑合金）。
1．制作保险丝的材料有什么特
2．当电路中电流过大时，自 培养学生分析
点？
动熔断，保护电路 问题的能力，
加强物理与生
2．保险丝为什么可以起保险作
3．保险丝的选择的依据是电 活的联系，从
用？
路中的电流，依据电流选择 安全用电的角
保险丝。 度来分析家庭
3．如何选择合适的保险丝？
电路。
5保险丝是根据电路中导线能承
载的最大电流，保险丝越粗，其
额定电流越大，过粗的保险丝对
电路起不到保护作用，更不能用
铜丝、铁丝代替保险丝。
例题：某同学家中卫生间使用的 学生解答：
是一个“220V 20A”的空气开
关，现在安装了一台额定功率为 卫生间用电器总功率 培养学生利用
2000W的电热水器，1200W的浴 物理知识解决
霸一个，40W的照明灯2盏，还可 P=2000W+1200+80+1500W 实际问题的能
以再接入一台功率为1500W的 力，提高从生
油汀吗？ =4780W 活到物理的意
识。
电路中的电流为
∵I>20A
∴在卫生间不能再接入油汀
了。
想想议议： 学生讨论：
商场中一位顾客和一位卖微波 电费的多少反映的是用电器
炉的售货员出现了不同意见。售 消耗的电能，它与用电器的
货员说，微波炉很省电，用它加 功率和使用时间有关。如果
热食品花不了多少电费；顾客 说微波炉省电，应在功率一
说，微波炉很费电，他家的微波 定时，加热时间较短。
炉常常“烧保险”。他们各是从
什么角度说的？应该怎样用科 “烧保险”是指家庭电路中 培养学生使用
学术语表达他们的意思？你能 电流过大，电路正常的情况 学习的能力。
解决他们的矛盾吗？ 下，它是由于用电器总功率
过大造成的。如果说微波炉
耗电应加上一定时间内消耗
的电能。
课堂小结：
总结（5分
学生梳理本节课知识内容。 培养学生通过
钟）
实验总结的能
1．通过这节课你学到了什么？
6学生总结本节课的内容，家 力。
2．家用电器总功率对家庭电路 庭电路中电流过大有两个原
有什么影响？ 因：用电器短路和用电器的
总功率过大。为了保护家庭
3．短路对家庭电路有什么影 电路及人身安全，电路中使
响？ 用了保险装置。
4．保险丝在家庭电路中的作用，
如何选择合适的保险丝？
拓展：家用保险丝是接在火线还
是零线上？
1．“动手动脑学物理”第1，2 知识巩固，通
题 过课外调查作
按要求完成作业，课后调查 用，增强物理
作业布置
2．课后调查家用的保险装置的 需要在家长协助下完成，注 与生活的联
规格，判断家中保险丝（空气开 意用电安全。 系。
关）选择是否合适。
《家庭电路中电流过大的原因》同步测试
江苏无锡市东林中学 王伟彬
一、选择题
1．保险丝在城乡家庭电路中仍然较为常用，以下关于保险丝的说法中正确的是（
）
A．只要电路里装了保险丝，就能起到保险作用
B．选用额定电流越小的保险丝就越安全
C．只有用适当的保险丝，才能既不妨碍供电，又能起到保险作用
D．保险丝熔断时可用同样粗细的铜丝代替
答案：C
解析：家庭电路中为了防止电流过大对电路造成危险，在电路中接入保险丝。保险丝的
选择主要是根据家庭电路中线路能承载的电流，保险丝的规格不能超过导线的最大承载电
流，否则对电路起不到保护作用。保险丝的额定电流也不能选择太小，否则当使用较大功率
用电器时，保险丝会熔断导致断电，引起用电的不便，所以要选择合适的保险丝才能既不妨
7碍供电，又能起到保险的作用。更不能利用钢丝替代保险丝，因为铜丝的熔点高，当电路中电
流超过导线的最大电流时，铜丝不会熔断，对电路起不到保护作用，容易引起危险。
2．某同学想设计一个家庭厨房电路，现在有2000W的电磁炉一个，800W的微波炉一个，
800W的电饭锅一个，100W的抽油烟机一台，10W的节能灯四盏，设计的导线横截面积合理。现
给整个厨房电路配一个独立的空气开关，下列哪个规格的较合理（ ）
A．16A B．20A C．32A D．40A
答案：B
解析：空气开关是电路中的保护装置，其作用是当电路中电流过大，能自动切断电路，对
电流起保护作用。在家庭电路中，空气开关规格的选择是根据导线能通过的电流确定的，在
导线合理时，可以根据用电器来选择。本题可以依据电流来选空气开关。厨房电路的总功率
为P =2000W+800W+800W+100W+10W×4=2740W，则干电流为 ，选择的
总
空气开关额定电流要略大于17A，所以选B。
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3．夏天的傍晚，小明家的空气开关经常“跳闸”（空气开关自动断开），原因可能是（
）
A．用电器使用时间过长
B．有的灯泡灯丝断了
C．有的用电器与线路接触不良
D．因同时使用了大功率的家用电器
答案：D
解析：在家庭电路中，电流过大是空气“跳闸”的原因。造成电路中电流过大的原因有
两种：一是接入用电器的总功率过大，二是电路中用电器发生短路。如果家庭电路没有多大
变动，造成“跳闸”的原因，大多是同时使用了大功率的家用电器，干路中电流超过了电路
设计时规定的电流最大值。用电器使用时间过长，灯泡灯丝断了，有的用电器与线路接触不
良，都不会造成家庭电路中电流过大。
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4．有下列一些现象：（1）灯座中的两个线头相碰；（2）开关中的两个线头相碰；（3）电路
中私自接入大功率的电炉；（4）用户电源引线的绝缘皮破损。其中可能引起保险丝熔断的是（
）
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A．只有（1）（2） B．只有（2）（3）
8C．只有（1）（3） D．（1）（2）（3）（4）
答案：C
解析：保险丝熔断是因为电路中电流过大，可能有两种情况：用电器短路和用电器的总
功率过大。灯座中两个线头相碰，会短路；开关两线头相碰，相当于接通电路；接大功率用电
器，使电路中的总功率过大，也会使电流过大；电源引线绝缘皮破损会短路，但它在经过保险
丝前，不会烧断保险丝。
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5．某同学买了一盏台灯，将开关断开的台灯的插头插入原先插电磁炉的插座中，家中其
他正常工作的用电器全部停止工作，检查保险丝被熔断，发生这一现象最有可能的原因可能
是（ ）
2·1·c·n·j·y
A．台灯的电功率过大
B．台灯插的插座处原来有短路
C．插头处有短路
D．台灯的灯座处有短路
答案：C
解析：在家庭电路中，保险丝熔断是由于电流过大造成的，有两种可能：短路和用电器的
总功率过大。电磁炉的功率比台灯大的多，原先电路没有问题，插入台灯，保险丝熔断，肯定
是由于短路造成的。如果原来插座短路，在插入台灯前，保险丝就会被熔断，所以B不正确。
插头有短路，就相当于台灯被短路，电路中电流会很大，符合题意。台灯的开关是断开的，台
灯的灯座处有短路，对电路没有影响。
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6．家庭电路中，闭合开关，灯泡只闪了一下就熄灭了，但另外的用电器仍正常工作，说明
电路中（ ）
A．有大功率用电器接入电路
B．灯丝断了
C．灯被短路了
D．保险丝断了
答案：B
9解析：灯丝的电阻与温度有关，温度越高，电阻越大，当刚闭合开关时，灯丝的电阻较小，
电流很大，灯丝很容易熔断。根据题意，灯泡不亮对其它用电器并不影响，所以灯丝不可能短
路。如果有大功率用电器接入电路，电流超过保险丝的熔断电流，保险丝熔断，所有用电器都
不能工作，也不符合题意。
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7．如图1，某同学家中的两盏灯突然全部熄灭了，经检查保险丝并未熔断，用试电笔测室
内各处电路时，氖管都发光。由此可知，此同学家庭电路的故障原因是( )
A．进户火线断路 B．进户零线断路
C．灯泡全部烧坏 D．电路某处短路
图1
答案：B
解析：这是一道家庭电路的故障分析，保险丝没有熔断，说明并不是电路中电流过大造
成的故障，所以不是短路。用试电笔检测各处电路时，氖管都发光，说明家庭电路中与地间仍
有电压，所以进户的火线不会断路。如果灯泡全部烧坏，灯都不亮，但在测室内各处电路时，
氖管不会都发光。只有当进户的零线断路时，进户的火线与室内各导线相连，所以各导线与
地之间的电压为220V，所以试电笔检测各线路，氖管都会发光。
8．关于家庭电路，下列说法中正确的是( )
A．在家庭电路中，同时工作的用电器越少，电路的总电阻在减小
B．为了防止保险丝熔断，家中所有用电器的额定功率之和不能超过保险丝能承受的最
大功率
C．如果家庭电路中不安装保险丝，那么发生短路时，会因为通过用电器的电流过大而烧
毁用电器
D．电炉子工作时，电炉丝热得发红，而连接电炉子的导线并不太热，是因为导线的电阻
比电炉丝的电阻小
答案：D
10解析：本题考查了家庭电路各组成部分，家庭电路各用电器间是并联的，导体并联相当
于增大导体的横截面积，减小电阻。电路中并联的用电器越多，总电阻越小，反之用电器越少，
总电阻就越大。保险丝的选择是根据家庭电路中导线能通过的最大电流来确定的，一般情况
下用电器的总功率不超过保险丝的熔断电流，但实际中多个大功率可以采用错时使用的方
法，不同时使用大功率用电器，可以使电路中消耗的功率小于保险丝能承受的最大功率。家
庭电路中如果不安装保险丝，当电路中电流过大，就会使导线外的绝缘层损坏，但用电器不
会被损坏，因为用电器已经被短路了，电流不会从用电器上通过。
9．在探究熔丝熔断的原因时，小明设计了如图2所示的电路，在接线柱c、d间接入熔丝，
接线柱a、b间接入导线。电源电压6V，闭合开关，电灯正常发光，熔丝不熔断，断开开关，在
a、b、c、d四个接线柱的哪两个之间接入一根导线后，再次闭合开关时，c、d间的熔丝将会熔
断？（ ）
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图2
A．b，c B．b，d C．c，d D．a，c
答案：B
解析：本题是考查短路对家庭电路的影响，在现有的器材下，灯泡的电流并没有超过熔
丝的熔断电流，只有通过短路的方法使熔丝熔断。在电路中用电器短路会使电路中电流很大，
只要用导线把灯短路即可，在短路时熔丝不能被短路，所以把导线接到b、d两点。
10．如图3所示，表中为一台冷热两用空调的铭牌上的有关数据，关于这台空调，下列说
法正确的是（ ）
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图3
A．若连续制冷半小时，空调消耗的电能为1．27 kW·h
11B．空调要使用图乙的两孔插座
C．使用空调的插座所接保险丝的额定电流应等于或稍大于6A
D．使用空调时是将其它形式的能转变为电能
答案：C
解析：本题考查了学生对用电器铭牌的认读，根据铭牌进行相关计算。空调是把电能转
化为其他形式能的装置，通过空调的铭牌可以知道其致冷功率为1220W，工作半小时消耗电
能W=Pt=0．61kWh。空调是大功率用电器，要防止外壳带电，所以要用三孔插座。保险丝额定
电流要稍大于用电器的工作电流。
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11．小明家新买一规格为“800W”的电热水壶，他经过几次使用后发现：晚饭后烧开一
壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长。你认为主要原因是（ ）
A．晚间电热水壶两端电压低于早晨电热水壶两端电压
B．晚间大气压升高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多
C．晚间环境温度比早晨温度偏低
D．晚间烧水的热量散失比早晨多
答案：A
解析：家庭电路进户线的电压应为220V，如果用电器正常，电压恒定，早晨和晚上的温度
相差并不大，烧水的时间应该差不多。而且本题中晚间烧水时间均比早晨长，说明并不是因
为气压、散热、环境温度对烧水时间的影响。真正造成现在的现象的原因是傍晚是用电高峰
时间，家中的用电器的总功率较大，电路中的电流也较大，导线也有电阻，所以导线两端有电
压，在进户线电压一定时，用电器两端电压就会减小，使电热水壶的实际功率减小，所以加热
时间会变长。
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二、填空题
12．家庭电路中电流过大的原因可能有_________________、___________________，为
了防止家庭电路中电流过大损坏电线，在家庭电路中安装了__________________。
答案：用电器总功率过大 用电器短路 保险丝
12解析：根据功率的计算公式P=UI变形得到 ，在电压一定时，用电器的总功率增大，
电流中的电流也将增大。用电器短路相当于用导线把用电器两端相连，导线的电阻很小，根
据欧姆定律，电路中的电流也很大。当电路中电流超过导线的最大电流，会对家庭电路的线
路造成严重危害，所以在电路中接入了保险丝，当电路中电流过大，保险丝熔断，切断电路，
对电路起保护作用。
【出处：21教育名师】
13．如图4是家庭电路中造成电线燃烧的两种常见情况，其中 图（填“①”或
“②”）所示的情况是过载，在家庭电路中开关应接在 线上。
图4
答案：①火
解析：过载是指电路中的总功率过大，使电路中的总电流超过了它能承载的电流。通过
图可以看出，家庭电路中的电流过大，造成电流过大的原因有两个：短路，用电器总功率过大。
火线和零间用导线直接相连就会短路；一般情况下用电器数量越多，总功率也就越大。
14．家庭电路中有较多的电热器，如电饭锅、电水壶等，随着家中接入电路中的电热器越
多，整个家庭电路的总电阻______________，电路中的总电流_______________，电路消耗的
总功率______________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
答案：变小 变大 变大
解析：家庭电路中各用电器之间是并联的，电阻并联相当于增加导体的横截面积，导体
的横截面积越大，电阻越小，并且小于其中任何一个用电器的电阻。根据欧姆定律 ，在
电压一定时，电阻越小，电路中的电流越大；根据功率的计算式P=UI，电路消耗的总功率也在
变大。
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三、解答题
15．保险丝在电路中起保护作用，电流过大时，能自动切断电路。下表是一段保险丝的数
据：
13电阻R 熔点
0．2 327℃
（1）请计算当电路中电流达到20A时，在0．5s内该保险丝放出多少热量？（电阻的变化
及散热不计）
（2）铜的熔点为1 083?C，试说明为什么不能用铜丝代替保险丝？
答案：40J 铜丝的熔点高，当电流过大时，不能熔断，对电路起不到保护作用
解析：本题是对保险丝作用的考查，保险丝是利用了电流的热效应，当电路中电流过大
时，保险丝的温度迅速升高，达到其熔点熔断，对电路起保护作用。铜的熔点比保险丝高的多，
所以当电路中电流过大时，铜丝不能熔断，对电路起不到保护作用。另外铜的电阻率比保险
丝的电阻率小的多，所以在外观形状相同时，电阻比保险丝的电阻小。电流做功放出热量的
多少可以利用焦耳定律进行计算，即Q=I2Rt=（20A）2×0．2Ω×0．5s=40J。
16．随着现代教育技术的不断发展，教学多媒体运用越来越多，现在教室内共有“220V
40W”的日光灯16盏，功率为300W的投影仪一台，20W的教学话筒一个，15W的实物展台一个，
300W的电脑一台，45W的录音机一台。求
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（1）用电器的总功率；
（2）干路中的最大正常工作电流；
（3）如果安装空气开关，可以选择规格为“220V 5A”的空气开关吗？
答案：（1）1320W （2）6A （3）
解析：教室内各用电器间是并联的，总功率等于各用电器功率之和。干路电流可以利用
公式 进行计算，空气开头的选择应略大于用电器工作时的总电流。干路电流约为6A，
所以空气开关不能使用“220V 5A”的规格。
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