欧姆定律和安全用电教案示例.docx

1、欧姆定律和安全用电教案示例欧姆定律和安全用电教案示例教学目标一、知识目标1会用欧姆定律的知识理解安全用电的道理2通过本节课的学习，了解安全用电的常识3知道安全电压，理解安全电压为什么安全二、能力目标1通过用欧姆定律对安全用电的分析和理解，培养学生初步的分析能力、概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力2通过了解安全用电，增强学生的安全意识和自我保护意识三、德育目标1通过本节课的学习，使学生能初步形成讲安全、讲规则、讲科学的良好意识，培养学生的社会责任感2通过联系实际生活中安全用电的教育，进一步培养学生学习物理的兴趣，培养学生热爱科学的精神教学重点1应用已学到的欧姆定律的知识，分析实际生活中的问

2、题2了解安全用电常识教学难点学生对安全用电重要性的理解及对学生安全用电意识的培养教学方法观察法、比较法、讨论法教具准备安全用电挂图、投影仪、录像资料课时安排1 课时教学过程一、引入新课教师利用投影仪投影各种警示标志，请学生辨认，并能说出这些标志都在什么地方或说明哪里有这些标志，你在什么地方看到过这些标志不需要同学们对所有的标志都认识，或说清楚，重点放在对“高压危险”的标志认识上师投影“高压危险”“有电危险”的警示标志同学们认识这是什么标志吗？生这是高压危险的标志生这是有电危险的标志师你知道这些标志的意思吗？生有这样标志的地方，说明这些地方有电，不能靠近师同学们都在生活中或电视里的哪些地方见过这

3、种标志呢？生有些有电线的地方生有些架线的铁塔上也有生在农村看到的变压器上生在小学社会书上学过师鼓励同学们大胆的回答投影：高压线、变压器、交通路口靠近高压线的地方、配电房等地方的警示标志，明确凡是容易引起人们触电事故的地方，都应有这种明显的警示标志师同学们有没有在电池上或手电筒上看到过类似的警示标志？生(回忆、交流)没有二、进行新课师我们在实验中做实验时，有电池才能点亮小灯泡电池也是有电的，为什么没有警示标志呢？生电池没有危险生电池的电压低，一节干电池的电压才1.5 V师电压高低与有没有危险有关系吗？有什么关系呢？生电压的高低与有没有危险有关系，电压越高越危险师为什么电压越高越危险呢？同学们能不

4、能根据你学过的电学知识分析一下呢？生根据欧姆定律，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，电压越高时，电流会越大，这样就会有危险师电压越高越危险，是因为电压越高，电流会很大，所以可以说电流越大越危险为什么呢？生(思考，讨论)小灯泡工作时，如果超过它的额定电压，就会使电路中电流过大，因而烧坏小灯泡如果人体通过较大电流，也可能对人体造成伤害所以，电压高、电流大就有危险师同学们能根据学过的知识来分析问题非常好你分析的对不对呢？请同学们看一段资料投影电流对人体的作用特征师从我们投影的资料，说明了同学们的分析是非常有道理的，谁还记得我们学过的安全电压值是多少？生36 V生是不高于36 V

5、师根据你了解的知识，对照我们投影的资料，你能分析一下安全电压为什么是不高于36 V，而不是其他的值呢？学生讨论，教师可以提醒同学们从考虑人体的电阻着手生人双手间干燥时电阻是10005000 ，潮湿时是200800 师如果两端加上36 V的电压，电流是多少？请同学们计算一下两名学生板演，分别计算手干燥和潮湿时的电流，师从这一组计算的数值，你看出了什么问题?说一说你的看法生人体电阻最大时，电流已到了7.2 mA，已经快不能摆脱电极了，如果电压再高，电流会更大，那样就会对人造成伤害，所以安全电压是不高于36 V生人手潮湿的时候电阻就会变小，36 V电压也很危险，36 V并不是绝对的安全电压生手湿的时

6、候不能用手去触摸正在使用的用电器及开关(说明：投影资料“电流对人体的作用特征”不是直接从实验得来的，而是从触电事故的统计资料分析得到的人体的电阻除与皮肤表面的干湿情况有关外，还与接触面积的大小及身体素质有关系)引导同学们阅读教材P25“为什么不能用湿手触摸用电器”师家庭电路的电压是多少，记得吗？生家庭电路的电压是220 V师这么高的电压，即使人体的电阻在最大的时候，如果不小心碰触，对人体有没有危险？生家庭电路的电压远远超过了安全电压所以是有危险的生根据欧姆定律的计算，即使人体电阻在最大的时候，如果碰到220 V的电压，电流也在40 mA以上，对人是有危险的师那么，为什么强调不能用湿手触摸电器呢

7、？生湿手电阻小，有危险师难道用干手触摸没有危险吗？生应该没有，如果都有危险怎么开关电器？电器还怎么用呢？引导学生从见过的电器外壳考虑师家里的插座、开关等的金属导体是不是直接露在外面呢？生不是在开关和插座外面都有绝缘材料师使用的时候，手触摸到的是绝缘的部分还是导电的部分?生是绝缘的部分生干手触摸绝缘部分没有危险师干手和湿手的区别在哪里？生湿手手上有水，干手手上没水师水是导体还是绝缘体呢？生纯净的水是绝缘体，一般不纯净的水是导体生用湿手去触摸开关，拔插头时，容易使水流入开关或插头内，通过水这种导体使人和电源相通，造成危险投影1家庭电路中的触电事故是怎样发生的？2如何预防家庭电路中的触电事故?3怎样

8、救助触电人?师通过大家的交流、讨论，已了解了一些安全用电常识但是还要注意，有些情况下不仅不能接触带电体，就是靠近也是危险的投影高压触电通过上面的学习，同学们总结安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体同学们知道了生活中的用电安全如果在雷雨的天气，自己在家里看电视，家里大人会要求你把电视关掉，特别是有室外天线的电视机，还特意要提醒你将室外天线拔掉，这是为什么呢？放录像雷电的产生、危害和预防请同学们根据这段录影资料，结合自己平时对有关知识的学习，谈一谈你对雷电的了解生带正电的物体和带负电的物体靠近时常有火花产生，同时发出劈啪的声响，这种现象叫放电雷雨时，天空中出现电闪雷鸣，就是一种大规模

9、的放电现象生雷电是由于大气在激烈的上升和下降过程中发生摩擦，致使一部分云层带上了正电，另一部分云层带上了负电当两朵带异种电荷的云层相互接近时，就发生了大规模的空中放电现象，产生强大的闪光和声音，这就是雷电生地球也是带电的如果放电发生在云层和大地之间，在云层和大地之间雷电的路径上有强大的电流通过，就会给人们带来危害比如击毁房屋，造成人畜伤亡，还会引起森林火灾，破坏高压输电线等生云层和大地之间发生放电时，雷电的路径往往经过地面上突起的部分，如树木、高大建筑等，所以通常在高大建筑物的顶部安装避雷针来防雷电生雷雨的天气尽量不要外出走动，不要在大树下躲雨，不站在高处，而应蹲在低凹处并且两脚尽量并拢生雷电

10、也并不都是坏事，并且雷电的能量如果可以利用，对人类会作出很大的贡献生现在已经实现了人工降雨，是不是也能实现人工消雨、人工消雷呢？师同学们对雷电知识已经有了一定的认识，请大家观察书中三幅图中的避雷针，并尝试解释它们是如何避雷的生发生雷电时，雷电的路径往往会经过突起的部分，避雷针不是故意吸引雷电吗？生高压输电铁塔上同样都是导线，为什么上面的能够防雷？师鼓励同学们养成细心观察，认真思考的好习惯，引导同学们分析避雷针的作用是将雷云放电的通路由原来可能向被保护物体发展的方向，吸引到避雷针本身，由它及与它相适的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去，使被保护物体免受直接雷击所以避雷针实际上是引雷针它把雷电

11、引来入地，从而保护其他物体同学们仔细观察高压输电铁塔上的导线，有的导线是直接挂在铁塔上的，有的导线不是和铁塔直接相连，而是挂在吊在铁塔上的绝缘子上的，这些导线是高压输电线，而直接挂在铁塔上的线就是两条防雷的导线铁塔是直接和大地连着的，高压输电线一般是祼线，没有绝缘层包围，但它通过绝缘子和铁塔绝缘了，而防雷的导线直接挂在铁塔上，一旦有雷电，防雷的导线通过接触的铁塔直接将雷电流引入地下，起到了保护输电线的作用师课后同学们阅读“STS”通过血的教训，希望大家更清楚地认识，人类同大自然的抗争，需要科学的头脑和科学的手段三、小结师生共同小结本节内容：安全电压、家庭电路中的触电事故，安全用电的原则，如何救

12、助触电人，雷电的产生、危害及预防四、动手动脑学物理开放性的题目，不需要标准答案，关键是学生确实要进行活动从安全教育的角度，确实使学生具有安全用电的意识，并培养学生收集信息，分析、处理信息的能力五、板书设计1安全电压：不高于36 V的电压2家庭电路中的触电事故：都是人体直接或间接跟火线连通造成的3预防家庭电路中的触电事故：(1)绝对不要接触没有绝缘皮的火线以及跟火线连通的导体(2)绝缘部分破损，导电部分裸露处要及时更换(3)不要在电线上搭晾衣物，不要用湿手触摸电器4安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体5雷电的产生、危害及预防产生：危害： (略)预防：避雷针：六、课后练习1利用课余时间

13、调查了解你生活的周围，什么地方有避雷装置，大概是什么形状，有没有安全隐患写一份300到400字的调查报告，并和同学进行交流2串联还是并联有两个灯泡装在木匣子上，看不到它们的连接线路但是可以看到灯泡的接线柱A、B、C、D，二灯连接后的接线柱E、F，并且可供测量小张手头有一块万用电表，他说用电阻档的电表笔分别测一下E、F和C、D比较两次测出的电阻值就可以判断出这两个灯泡是串联还是并联：若测得E、F的电阻值比C、D的电阻值大，这两个灯泡是串联；若测得E、F的电阻值比C、D的电阻值小，这两个灯泡是并联请你说说小张的判断方法对吗？3不听话的电灯天热了晚上四合院里的人们都喜欢到院子里乘凉，小明就主动在院子

14、里装了一盏电灯为了方便，小明从他家里的照明线路上拉出两根线来，装上开关和灯头装好了，小明试了一下，开关一开灯就亮，一关灯就灭，灯安装成功了晚上，人们都到院子里乘凉，小明就把院子里的灯开亮奇怪的是，院子里的灯一亮，家里的灯也跟着亮了，可灯光比正常的光暗得多小明以为家里灯的开关开着呢，便回家去拉家里灯的开关，这一拉，家里灯由暗变亮，像平常一样发光，院子里的灯倒灭了你能帮助小明找到出现这奇怪现象的原因吗？参考答案：2小张关于串联的判断是对的关于并联的判断是错的如果两灯并联，用万用电表笔测E、F和C、D或A、B，实质上都是测同样的两点间的电阻即测两灯并联的总电阻，因此，应改为若测得E、F的电阻和测得C

15、、D的电阻相同，两灯并联由此，我们应懂得这个道理，要测量并联电路中任一支路的电阻时，应将这个支路的电阻与并联电路断开，否则测出的电阻值不是这个电阻的值3原来，小明在装灯的时候，把院子里的电灯导线接在家里电灯开关的两个接线柱上了当家里灯开关K断开时，如果K1也断开，两灯都不亮；当K1接通，院子里和家里灯串联，两灯都得不到额定电压，不正常发光当K1接通后，再将K接通，院子灯被开关K短路，灯不亮；家里灯又得到额定电压，正常发光要使院子里和家里的灯都能各自受自己的开关控制，且正常发光，院子里的灯接电源的两根线应一根接火线，一根接地线，不能接到其他灯的开关上活动与探究课题桌上的闪电内容雷电是自然界中大气

16、摩擦产生的正电荷和负电荷相互接近时产生的放电现象在实验室是否也可以通过摩擦产生雷电呢？实验取三只玻璃杯，放在火上烘干，然后排列在桌子上，构成一个平面干燥的金属盘或金属板放在玻璃杯上注意：保持金属盘或金属板的干燥用丝绸摩擦有机玻璃(也可以用塑料直尺或三角板)使有机玻璃带电，然后放在金属板上拿根金属制的小汤匙，把汤匙放在金属板边，会有“嘁嘁”声，如果在黑暗的房间内会看到一小段曲折的白色火光结果你听到的“嘁”声就是打雷，你看到的白色火光就是“闪电”事实上，雷电就在我们身边，特别是冬天干燥的季节，如果你穿着化纤的衣物，几乎每天都有雷电发生大自然的雷电距离我们很远，由于光速快，声速慢，因此，我们总是先看

17、到闪电，后听到雷声而我们做的实验，离我们太近，光和声同时发生，我们也就能同时听到“雷声”看到“闪电”备课资料1警示标志2禁令标志3电流对人体的作用特征上表不是直接从实验得来的，而是从触电事故的统计资料分析得来的可参考用电安全技术(石油化学工业出版社 1977年出版)4电荷碰撞产生雷电闪电和打雷是大气中的一种放电现象在人们不知道雷电发生的原因之前，以为天上有“雷公”“电母”之神，还杜撰了“雷劈孽子”的故事来警告那些忤逆不孝的人1752年7月的一天，美国科学家富兰克林冒着生命危险，在雷雨中将一只带有铁丝尖端的丝绸风筝放上了天，结果把天雷引到了地面这次实验揭开了千百年来的雷电之迷：原来，天上的雷电和

18、我们平时看到的两个物体摩擦生电完全是一回事在夏季闷热的午后及傍晚，地面的热空气携带着大量的水汽不断上升到天空，形成大块大块的积雨云积雨云的不同部位聚集着正负两种电荷，这时地面因受到近地面积雨云中的电荷感应，也带上了与云层不同的电荷我们知道，不同的电荷是会相互吸引的但是空气的导电性能很差，它阻挡着正负两种电荷的会合当云层里的电荷越聚越多，达到一定强度时，就会把阻挡它们会合的空气层击穿，打开一条狭窄的通道，强行会合由于云中的电流很强，通道上的空气就会被烧得炽热，温度比太阳表面还要高好几倍，所以会发出耀眼的白光，这就是闪电雷声是因为通道上的空气和云滴受热突然膨胀后发出的巨大声响闪电和雷声是同时发出的

19、，但由于闪电是光，它的速度(3105 km/s)要比是声音的雷的速度(1340 m/s)快得多，所以我们平时总是先看到闪电，后听到雷声雷电可以击毁房屋，造成人畜伤亡，还会引起森林火灾，破坏高压输电线路雷电更是安全飞行的大敌如飞机误入雷雨云中，易遭受强烈颠簸，使飞机外壳结冰，甚至遭受直接电击，造成飞行事故当然，雷电并不都是坏事仲夏季节产生雷电的雷雨云往往伴随着降雨，能给农作物提供充足的水分雷雨将大气中的灰尘、烟雾等污染物冲刷一光，起着净化大气的作用，使雨后的空气变得更加清新另外，闪电产生的高温，能使空气中氮气和氧气直接化合成二氧化氮，随雨水渗入土壤中变成硝酸盐，它是农田的上等肥料根据估计，每打一

20、次雷，两朵云之间的电势差可高达109 V，在空间通过的电量多的可达200 C，放出的电能有56104 kWh假定电闪持续的时间为0.410-3 s，则其电流强度有5105 A，功率高达11012 kW这些能量如能加以利用，对人类将作出很大的贡献5人工可以抑制雷电炎热的夏天，地面强烈增温，致使空气对流加强，往往产生雷雨云在雷雨云中，云滴常常带有正负电荷由于云体内部各部分带电性质不同，形成了很强的电场，一般云中电场可达105106 V/m，这样强大的电场足以把大气击穿，而产生强烈的放电现象闪电同时又会放出大量的热，致使闪电路径上空气的温度瞬间升高1000020000 ，气压突然增加到108 Pa空

21、气因急剧增热而膨胀，接着又迅速冷却而收缩，空气的这种剧烈振动便形成了雷声闪电和雷声统称为雷电在我们这个地球上，平均每秒钟约有100次雷电发生雷电具有极大的能量，仅一次普通的雷电就可产生105 A的电流和 4106 J的能量这股强大的能量有时会给人类带来巨大的灾难：它可以击中升空的火箭和飞机，可以摧毁和破坏高层建筑，可以劈裂粗大的百年老树，可以扭曲坚韧的金属板，可以引起森林火灾，可以伤害来不及躲避的人畜为了战胜雷电的危害，最大限度地避免雷电带来的损失，科学家们研究出了各式各样的避雷器但避雷器有很大的局限性，不可能任何地方都安装避雷器，再说避雷器有时也并不安全为此，科学家们设想：既然可以人工降雨、

22、人工消雾、人工消雹，那么能否用人工的办法抑制或削弱雷电呢？现在这个设想已经实现了近年来，科学家们在消雷电方面取得了可喜的进展，研究出了3种人工消雷电的方法第一种方法是向雷雨云中撒播冻结核大量探测资料表明，当云中水滴、冰晶、冰晶团三者同时存在时，才会产生带电粒子并形成较强的电场这时如果向雷雨云中撒播大量的碘化银和碘化铅冻结核，使水滴在冻结核上冻结成冰晶，就可以使水滴大大减少，从而使带电粒子减少，雷电也就不易发生了第二种方法是向雷雨云中撒播金属丝或镀金属的尼龙丝金属丝在雷雨云内的强电场中可以产生电晕放电现象，使雷雨云中电荷散布到广阔的空间由于空间电场达不到产生雷电所需要的电场强度，所以雷电就不能发

23、生第三种方法是有意识地主动去触发雷雨云中的雷电当雷雨云中的电场还没有达到自然爆发雷电的强度时，可以向雷雨云中发射高炮和火箭，让其在云中爆炸一方面爆炸可产生大量高压高温的气体，它们迅速向外扩散形成冲击波，可削弱雷雨云中的电荷强度，使云中电荷发生低强度的无害雷电；另一方面可以改变雷雨云的结构，如促使过冷水滴冻结，在云中形成大量的冰晶，使云中电场减弱，从而抑制雷电的发生当然，上述人工抑制雷电的方法还不很成熟，而且也只适用于削弱局部地区的雷电相信随着气象科学的飞速发展，人们一定能找到更好的人工消雷电的方法6人工降雨与消雨在旧社会，由于人们不了解降雨的科学道理，以为是由老天主宰的当天旱不下雨时，就求佛拜

24、神，祈天降雨，其实降雨是有它的科学道理的当天晴时，地面上的水受热蒸发变成水汽，上升到高空即成为云层，如遇冷空气，就可能凝结成水滴，掉落下来就是雨滴这是水受热汽化，水汽遇冷凝结成水的过程但是有时天空乌云密布，就是下不了雨，又是怎么回事呢？原来水汽要凝结成水滴，要有一定的凝结核心，如尘埃等，如果云层中没有凝结核心，那么云层就不能结成雨滴落下来懂得了这些科学道理后，我们就可以做人工降雨了首先天空要有雨云存在，然后，我们用飞机将固体二氧化碳(即干冰)、碘化银、碘化钠等化学药品撒到云层中，这些干冰、碘化银、碘化钠颗粒就成为水汽的凝结中心，水汽很快在它们上面凝结，并逐渐增大为水滴，到一定的大小时，空气已不

25、能支撑它们留在空中，于是就落下来成为雨滴，这就是人工降雨为了确保1993年5月9日第一届东亚运动会开幕式能在无雨下进行，我国首次进行了人工消雨所谓人工消雨，并不是把进行东亚运动会开幕式的上海虹口体育场上空的雨驱除掉，而是派飞机在大气环流的上海上游地区作人工降雨，使飘向上海方向的降雨云系有所削弱，到上海上空就不再降雨5月9日早晨还下着阵雨，空军飞机从10时半起飞往太湖一带进行消雨作业三架银燕在46 km高度以56 km的飞机间距喷撒催化物干冰、碘化银、碘化钠等，使雨降在上海以外地区下午5时以后，江泽民、萨马兰奇等领导人、贵宾、体育健儿们以及数万观众相继来到虹口体育场参加东亚运动会的开幕式，观看精

26、彩的文艺表演，自始至终未下一滴雨这是我国第一次成功地进行了人工消雨，老天爷终于被人们制服了7为什么要在较高的房屋上安装避雷针盛夏时节，常常会出现乌云密布、电光闪闪、雷声隆隆的景象，这是天空中云层与云层之间云层与大地之间通过大气放电所产生的因为这些云层在迅速发展的过程中积蓄了很多很多的电荷，在各个云层之间的不同电荷形成了相当高的电势时，云层之间或云层与大地之间，就会产生强烈的放电这种放电的能量很大，它的电势有几亿伏，电流有几万安以上，放电中心的温度高达几万摄氏度，威力是很惊人的如果这种放电发生在云层与高大的房屋之间的话，就会损坏建筑物和引起火灾假使有人正在放电区或靠近放电区时就会被击死，这是一种

27、自然灾难有没有办法来避免这种雷击的灾难呢？有的你看，在许多高大的建筑物的顶上不是都装有一条或几条竖得很高的金属杆吗？这些金属杆的顶端是尖的，有的是三叉状的尖刺，金属杆下面有一条导体从屋顶上引到地面来，接到埋在地下很深的接地极上这就是“避雷针”避雷针能避雷吗？能当云层与大地之间形成了很高的电势时，避雷针是和大地接连的，带着和大地相同的电荷，因为它耸向天空，与云层的距离最近，而且顶端是尖的，积聚电荷的密度最大这样，云层还没有达到和地面放电的程度时，先与避雷针尖端发生放电，中和了一部分电荷，减低了电势，这样，云层与大地之间的电势就不会达到放电的程度，因而就避免一场雷击的灾难避雷针要装多高才好呢？当然

28、是越高越好，装得越高，保护的范围也越大如果房屋的面积不大，一般不必装得太高，因为装高了，避雷针强度就成问题，高高的金属杆，给大风一吹，就会歪斜或倒下来，反而失去了作用你看，有些范围较大的房屋，在相当的距离之间装有几条避雷针，同样也是很安全的在农村或山区，遇到雷雨的时候，不要到大树下面去躲雨，因为雷云向地面放电时，总是从最近的通道放电的，高出地面的大树，就是很好的放电通道，我们往往看到落雷的时候总是击毁一些高大的树木，如果你躲在树下避雨，那就有被雷击的危险8避雷针的发明与发展历史上关于避雷针的发明，有一段广为人知的故事1752年，46岁的美国科学家富兰克林用绸子做了一个风筝，并在一个风雨交加的天

29、气里用麻线把风筝放上天空，麻线下端系了一把金属钥匙，当雨水把麻线浇湿以后就变成了导电体这时，他把手靠近钥匙，突然看到电火花在钥匙和手指之间跳过，同时，手指感到一阵刺痛这个实验证明了天空中打雷实际上就是一种大规模的放电现象由此，使富兰克林想到，如果在高大的建筑物上装一根金属导线，导线下端接地，根据尖端放电的原理，就可避免建筑物遭到雷击的危险，这就导致了避雷针的发明由于避雷针的发明，人类生活的世界就多了几分安全关于避雷针的发明，似乎是一个偶然事件一个巧合提醒了一位伟人的突发奇想，导致了发明和创造如同传说中，由于一个苹果落到了在树下乘凉的牛顿头上，导致了万有引力的发现其实都是寓于必然中的偶然而已因为

30、这些大科学家和大发明家们早已具备了踏实的理论功底，他们的发现和发明，不过是对其所学理论灵活运用的具体结晶根据电磁理论，若设放电电场为E，用 代表放电体的电荷面密度，用R代表放电体的曲率半径，则有E ，而 1/R，可见，在放电体携带等量总电量Q的情况下，越尖的导体，应当有更高的避雷效果因此，避雷针应做成圆锥形状但有趣的是，对电学一窍不通的英国国王乔治三世，可能出于民族尊严，强制英国的避雷针统统装了一个金属小圆头，并延续使用至今究竟是尖头还是圆头避雷效果好呢？近代美国物理学家查理摩尔，经过许多年的观察，发现圆球状顶端的避雷针其避雷效果要比尖头的高一倍为了验证避雷效果，摩尔在自己住所附近安装了好几根避雷针，有尖头的，也有圆头的他发现圆头避雷针经常有雷电通过，相反，尖头的避雷针却没有雷电通过因此摩尔认为，圆头避雷针比尖头避雷针更易截获雷电看来圆头避雷针的避雷效果要更好些，而且得到了实验的验证这就似乎明显地与电磁学上的尖端放电理论产生了矛盾，而电磁学尖端放电不仅有