初中物理第四节 欧姆定律和安全用电教案

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初中物理第四节 欧姆定律和安全用电教案

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    教案示例一

    “欧姆定律和安全用电”教学案例
    广东省佛山市南海区官窑中学 陶杰光

      教材分析

      在学习了欧姆定律之后,利用欧姆定律解决问题就成了顺理成章的事,本节课从电压的高低、电阻的大小对用电安全的影响入手,让学生学会运用已学的电学知识,解决有关的问题,既增强自我保护意识,又提高在帮助他人时讲安全、讲规则、讲科学的意识。

      教学目标

      知识与技能

      会用欧姆定律理解安全用电的道理。

      情感、态度与价值观

      使学生具有安全用电的意识和社会责任感。能自觉地执行和宣传安全用电。

      通过了解避雷针的发明过程,培养学生热爱科学的精神。

      重点与难点

      理解影响电流的因素,电压和电阻对安全用电的影响;防雷的重要性。

      板书设计

    第六节欧姆定律与安全用电

      一、欧姆定律

      1.当R一定时,U越大,I越大

      2.当U一定时,R越小,I越大

      二、安全用电

      1.高压危险

      2.不能用湿手触摸电器

      三、雷电与防雷

      教学过程

      师:前面我们已经学习了有关电流、电压、电阻等物理知识,现在同学们想想,为什么高压线要架在高大的钢架上?为什么电吹风不允许在浴室使用?下雨天为什么不可以站在大树下呢?可能有同学有答案,我们先不研究答案是什么,带着这些问题去学习这节课,之后大家便能解答了。

      首先回答我的问题,欧姆定律的内容是什么?

      生:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

      师:很好,那么公式怎样表达呢?

      生:I=U/R。

      师:没错(板书:欧姆定律I=U/R),我们已经知道,电流的大小跟电压、电阻有关,具体是怎样决定呢?我们现在分析一下:既然电流由电压、电阻决定,我们可以采用控制变量法,电阻不变,当电压变小的时候,电流会怎样变化?

      生:变小。

      师:那电压增大呢?

      生:跟着变大。

      师:也就是说,当电阻不变时,电压越大,电流就越大,二者成正比关系。平常见到的变压器上标有“高压危险,禁止攀登”的字样,就是因为变压器的电压很高。如果人体不慎接触到高压,通过人体的电流就很大,超过人体能承受的限度,会造成生命危险,所以不要去攀爬变压器、高压线支架等,以免造成危险,因为对人体安全的电压是不高于36V的电压,凡高于36V的电压对人都有生命危险,因此必须小心用电。

      刚才是用固定电阻来研究电压对电流的决定关系,再看看当电压固定时,电阻对电流又有什么决定关系,电阻变大时,电流会怎样?

      生:会变小。

      师:那么电阻变小呢?

      生:电流会变大。

      师:那应该怎样总结它们之间的关系呢?

      生:当电压不变时,电阻越小,电流反而越大。

      师:原来干燥的木棒,不容易导电,可是当用水把它淋湿后,木棒就容易导电了,是因为湿了的木棒电阻变小了,使得通过的电流变大。同样道理,对于人体来说,潮湿的皮肤比干燥的时候电阻要小,此时若有电压存在电流会很大,很危险。如果用湿手插拔插销、开关电灯等,极易使水流入插销和开关内,使人体和电源相连,造成危险,所以不要用湿手触摸电器。那同学们现在能回答:为什么在浴室不能使用电吹风了吗?

      生甲:因为在浴室中人体是湿的不安全。

      生乙:浴室中水分多,电吹风易进水漏电。

      师:方向对了。通常在浴室中使用电吹风是为了使浴后的头发快干,洗完澡后皮肤的电阻变小,若发生触电事故,极其危险,另外,由于室内水气较大,易被电吹风吸入筒内使机件短路而发生危险。故此,不应在浴室内使用电吹风。

      通过用控制变量法:我们清楚地认识到电压、电阻对电流的决定作用,那么平时就要注意用电安全了,那为什么下雨天不可以站在大树下呢?跟洗澡有关系吗?

      生:没有。

      师:那跟什么有关呢?

      生:雷电。

      师:哦,原来是跟雷电有关系,那雷电是怎样产生的呢?可能不是每个同学都知道,现在跟大家介绍一下,有关雷电的知识。云层能积聚大量正电荷,而地球是导体,本身积聚负电荷,从而使得云层与云层之间,云层与地面之间形成很高的电势差,几百万伏到几亿伏,因而产生的电流就十分强大,达到几万安至十几万安,形成高热和强光,会造成巨大破坏,能使人立即死亡。如果通过树木、建筑物,巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。所以,为了避免这种破坏,科学家们努力寻求方法,发明了避雷针。(投影课本彩图)在一些高大的建筑物的顶端,装上针状的金属物,用导线把它与大地连接,就形成避雷针了,当发生雷电的时候,避雷针把雷电引到大地,使建筑物避免雷击。每一年我国都会因为雷电而遭受损失,雷电的危害很大,大家阅读有关的资料就知道了。另外,避雷针的发明过程大家可以通过资料来了解一下。

      活动:学生阅读印发的资料。

      附:富兰克林的风筝实验与避雷针的发明

      莱顿瓶放电时能够击死小鸟、老鼠等小动物,雷电时可以击死人、畜等。所以,有人推测放电电火花与天空中的闪电可能具有相同的性质。富兰克林对此作了深入的研究。在1749年11月7日的笔记中,他记下了放电与闪电的一致:“1.发光;2.光的颜色;3.弯曲的方向;4.快速运动;5.被金属传导;6.在爆发时发出霹雳声或噪声;7.在水中或冰里存在;8.劈裂所通过的物体;9.杀死动物;10.熔化金属;11.使易燃物着火;12.含硫磺气味。”摩擦产生的电与雷电竟然有这么多的特性是相同的!他开始酝酿一个大胆的实验,即制作一根长20英尺~30英尺顶端削尖的铁竿,把云中的电引下来。他认为,这项实验如能成功,那么采用相同的方法,就“可以给人类用于保护房屋、教堂、船舶等等免除闪电的轰击。”但是,这个想法没有得到英国皇家学会的支持。后来,富兰克林想,铁竿的高度总是有限的,怎样才能把铁竿伸入到云层中去呢?他想起了儿童时代玩过的风筝,于是,他用杉木搭成一个十字架,蒙上一块丝绸手帕,做成了一个风筝。它能够经受风吹雨打而不撕裂,他还在风筝上加了一根1英尺长的尖细的金属丝。在系风筝的粗麻线靠近手的一端,加上了一条丝带(非导体),接头处系上一把钥匙。1752年6月的一个雷雨天,他和儿子一起把这个负有特殊使命的风筝放了出去。麻线被雨淋湿后,纤维挺立起来。当他用手指节靠近钥匙时,打出了电火花,手感到发麻。而后,他又用这把钥匙为莱顿瓶充了电。发现雷电与摩擦电具有相同的性质。这项实验破除了雷电是“上帝之火”的神话。一系列的实验表明,大多数云层带的是负电,所以雷击时“绝大多数是大地的电穿进云层,而不是云层的电落向大地”。到处都在重复雷电实验,彼得堡科学院院士利赫曼(1711~1753)在得知富兰克林的实验后也决心投入征服雷电的研究,他不放过每一次暴风雨,1753年7月26日,他在彼得堡科学院会议上听见一声巨雷后连忙赶回家去,因未检查接地设备是否有效,而献出了生命。他的牺牲提醒电学家:人们不能再这样死去。

      风筝实验的直接结果是避雷针的出现。早在1749年和1750年,富兰克林就提出过避雷针的设想,认为尖导体既能释放或吸收物体上的电,也能释放或吸收云层中的电。他建议将上端尖锐的防锈铁杆装在房屋高处直通地里,或装在船的桅杆顶再抛入水中,“在云层将要产生电击的千钧一发之际,静悄悄地把电从云中吸走,因而使我们免受最突然、最骇人的悲剧。”

      在风筝实验的那年夏天,他在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开,并称这种装置为“避雷针”,试用良好。捷克牧师狄维斯(P.DiviSCh)在1745年首先设计出避雷针。费城一些高大建筑物因装上这种避雷针而安然无恙,在欧洲特别是法国也开始流行。

      避雷针的广泛应用是早期电学研究中的一项重要成果。

      布置作业,下课。