欧姆定律和安全用电教案
第四节 欧姆定律和安全用电【教学目标】
一、知识与技能
1.会用欧姆定律的知识理解安全用电的道理。;
2.了解短路和断路。
二、过程与方法
通过实验的观察,知道短路的危害
三、情感态度与价值观
1、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。
2、通过了解避雷针的发明过程,培养学生热爱科学的精神。
【教学重点、难点】
1.重点:应用欧姆定律的知识,分析实际生活中的问题;了解安全用电常识。
2.难点:学生对安全用电重要性的理解以及学生对安全用电意识的培养。
【教学用具】
简单的课件、多媒体教学设备
【 教材分析和教学建议】
本节介绍了为什么电压越高越危险?为什么不能用湿手触摸电器?注意防雷等三部分内容。都是以欧姆定律为主线,结合实际进行讲述,通俗易懂。
为什么电压越高越危险?可简单介绍人体电阻,通过公式计算高低不同的电压,加在人体上所产生的电流大小,及人体感受,从而说明电压高,越危险。最后指出安全电压。
本节的目的:一是熟练应用欧姆定律进行分析、解释有关日常生活现象,加深对欧姆定律的理解;二是为了提高学生安全用电及自我保护的意识。
【教学过程】
一、引入新课
教师展示简单的灯泡发光电路,提出思考:
师:如果灯泡两端的电压不断升高,并超过其额定电压,灯泡会怎样?
生:电路中的电流就会很大,灯泡的灯丝最后会烧断,灯泡熄灭。
师:此时的电路就叫做"断路",电路断开了,电流的大小为零。
师:如果将烧毁了的灯泡用一段导线替代,电路会出现什么后果呢?
生1:此时电路中的电阻很小,电路中的电流会很大,长时间电源很可能会被烧坏。
生2:此时的电流的确很大,这样大的电流很危险,可能会引起火灾。
师:你们都说得很好,所以绝对不允许不经过用电器而将导线直接连接在电源的两端。这种现象我们称之为"短路"。
这节课我们就来利用欧姆定律了解安全用电的有关知识吧。
板书:第四节 欧姆定律和安全用电
认识:断路和短路
二、新课内容
1、为何电压越高越危险?
图片展示"高压危险"的标志
师:这样的标志哪里会有?
生1:变压器上有;生2:电塔上有;生3:路边的电线杆上有;生4:配电房外有……
师:不错,看来平时大家都很留意观察,注意了,这是一个表示有电的警示标志。
师:看着这个标志,你想知道其中的什么问题呢?
生1:多高的电压才算是"高压"? 多低的电压才算是"安全电压"?
生2:为何电压越高越危险?
师:平时我们习惯把1KV以上的电压叫高压,1KV以下的叫低压。但这样的区分并不表明它对人体没有危险!要想知道多大才是安全的电压,这就要了解人体对电流的反应特征了。
投影下表: 电流对人体的作用特征
师: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。
师:至于为何电压越高越危险?这个同学们可以利用你们已经学过的有关知识来解释。谁来简单地说说?
生1: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,一般而言,导体的电阻是不变的,所以电压越大时,流过该导体的电流就会越大。所以电压越高越危险。
师:很好,那同学们还记得人体的安全电压是多少吗?
生:不高于36V。
师:假设人的双手之间在干燥时电阻是1000~1500 ,潮湿时是200~800 ,如果在双手间加36V的电压,计算一下此时的电流分别是多大?
学生开始计算,教师巡视,并投影个别学生的计算结果。
师:用你们的计算结果,对照上表的数据以及作用特征。看看你们发现了什么问题?
生1:当双手干燥时,所接的电压36V已经是最大的电压了,因为此时的电流已经是7.2mA了,已经快不能摆脱电极了,若电压再升高,则电流就会更大,就会对人体造成伤害,所以36V已经是最大电压了。
生2:是的,倘若此时双手是潮湿的,那人体流过的电流将更大,此时的36V电压并非是绝对安全的电压了。
师:同学们讲得都很好。其实根据欧姆定律我们不难发现:对于阻值不变的电阻而言,电压越高,流过的电流就会越大;对于电压不变的电阻而言,阻值越小,电流也就越大;电流越大就越容易产生危险。
板书:电压越高越危险
师:对于导电性,干的木棒和潮湿的木棒有什么区别啊?
生:潮湿的木棒电阻更小,在相同的电压下导电性要比干的好,电流更大。
师:所以在日常生活中关于安全用电,我们要注意些什么呢?比如:为什么在浴室不能使用电吹风了吗?
生: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。浴室太潮湿了,水分多,电吹风易进水漏电。即容易使电器产生大电流,对人体产生危害。
生:还有就是: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。
师:你们的分析很正确。
师:所以平时就要注意用电安全了,但是还有一个和水有关的问题:为什么下雨天不可以站在大树下呢?这跟在浴室的情形有关系吗?
生1:哦,有些关系的,都会有电
生2:不同,下雨天不可以站在大树下是因为有雷电。
师:不错。原来是跟雷电有关系,那雷电是怎样产生的呢?请看资料。
投影以下的资料,全体学生阅读资料,思考问题。
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。已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。
师:相信在看完以上的资料以后,同学们都对雷电和避雷有新的认识了。
板书:要注意防雷
三、课堂小结
教师提示:通过本次课,你获得了怎样的收获?
生1:了解短路和断路。
生2:会用欧姆定律的知识理解安全用电的道理。
生3:学会了雷电的知识以及要注意防雷。
生4:知道了安全用电的相关知识。
……
四、课后作业:完成本课的《动手动脑学物理》练习。
【本课点评】:
·本节内容所介绍的内容,都是以欧姆定律为主线,结合实际进行分析讲述,比较通俗易懂。
·为什么电压越高越危险?可简单介绍人体电阻,通过公式计算高低不同的电压,加在人体上所产生的电流大小,及人体感受,从而说明电压高,越危险。最后指出安全电压。这样的处理符合学生的认知规律。
·本节一方面通过熟练应用欧姆定律进行分析、解释有关日常生活现象,加深对欧姆定律的理解;另一方面是为了提高学生安全用电及自我保护的意识。
·在具体操作上还可以在课堂中让学生不断结合实际生活的事例来加以认识、巩固。
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