“歐姆定律和安全用電”教學(xué)案例
師:方向?qū)α。通常在浴室中使用電吹風(fēng)是為了使浴后的頭發(fā)快干,洗完澡后皮膚的電阻變小,若發(fā)生觸電事故,極其危險(xiǎn),另外,由于室內(nèi)水氣較大,易被電吹風(fēng)吸入筒內(nèi)使機(jī)件短路而發(fā)生危險(xiǎn)。故此,不應(yīng)在浴室內(nèi)使用電吹風(fēng)。
通過用控制變量法:我們清楚地認(rèn)識(shí)到電壓、電阻對(duì)電流的決定作用,那么平時(shí)就要注意用電安全了,那為什么下雨天不可以站在大樹下呢?跟洗澡有關(guān)系嗎?
生:沒有。
師:那跟什么有關(guān)呢?
生:雷電。
師:哦,原來是跟雷電有關(guān)系,那雷電是怎樣產(chǎn)生的呢?可能不是每個(gè)同學(xué)都知道,現(xiàn)在跟大家介紹一下,有關(guān)雷電的知識(shí)。云層能積聚大量正電荷,而地球是導(dǎo)體,本身積聚負(fù)電荷,從而使得云層與云層之間,云層與地面之間形成很高的電勢(shì)差,幾百萬伏到幾億伏,因而產(chǎn)生的電流就十分強(qiáng)大,達(dá)到幾萬安至十幾萬安,形成高熱和強(qiáng)光,會(huì)造成巨大破壞,能使人立即死亡。如果通過樹木、建筑物,巨大的熱量和空氣的振動(dòng)都會(huì)使它們受到嚴(yán)重的破壞。所以,為了避免這種破壞,科學(xué)家們努力尋求方法,發(fā)明了避雷針。(投影課本彩圖)在一些高大的建筑物的頂端,裝上針狀的金屬物,用導(dǎo)線把它與大地連接,就形成避雷針了,當(dāng)發(fā)生雷電的時(shí)候,避雷針把雷電引到大地,使建筑物避免雷擊。每一年我國都會(huì)因?yàn)槔纂姸馐軗p失,雷電的危害很大,大家閱讀有關(guān)的資料就知道了。另外,避雷針的發(fā)明過程大家可以通過資料來了解一下。
活動(dòng):學(xué)生閱讀印發(fā)的資料。
附:富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)與避雷針的發(fā)明
萊頓瓶放電時(shí)能夠擊死小鳥、老鼠等小動(dòng)物,雷電時(shí)可以擊死人、畜等。所以,有人推測(cè)放電電火花與天空中的閃電可能具有相同的性質(zhì)。富蘭克林對(duì)此作了深入的研究。在1749年11月7日的筆記中,他記下了放電與閃電的一致:“1.發(fā)光;2.光的顏色;3.彎曲的方向;4.快速運(yùn)動(dòng);5.被金屬傳導(dǎo);6.在爆發(fā)時(shí)發(fā)出霹靂聲或噪聲;7.在水中或冰里存在;8.劈裂所通過的物體;9.殺死動(dòng)物;10.熔化金屬;11.使易燃物著火;12.含硫磺氣味。”摩擦產(chǎn)生的電與雷電竟然有這么多的特性是相同的!他開始醞釀一個(gè)大膽的實(shí)驗(yàn),即制作一根長20英尺~30英尺頂端削尖的鐵竿,把云中的電引下來。他認(rèn)為,這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)如能成功,那么采用相同的方法,就“可以給人類用于保護(hù)房屋、教堂、船舶等等免除閃電的轟擊!钡,這個(gè)想法沒有得到英國皇家學(xué)會(huì)的支持。后來,富蘭克林想,鐵竿的高度總是有限的,怎樣才能把鐵竿伸入到云層中去呢?他想起了兒童時(shí)代玩過的風(fēng)箏,于是,他用杉木搭成一個(gè)十字架,蒙上一塊絲綢手帕,做成了一個(gè)風(fēng)箏。它能夠經(jīng)受風(fēng)吹雨打而不撕裂,他還在風(fēng)箏上加了一根1英尺長的尖細(xì)的金屬絲。在系風(fēng)箏的粗麻線靠近手的一端,加上了一條絲帶(非導(dǎo)體),接頭處系上一把鑰匙。1752年6月的一個(gè)雷雨天,他和兒子一起把這個(gè)負(fù)有特殊使命的風(fēng)箏放了出去。麻線被雨淋濕后,纖維挺立起來。當(dāng)他用手指節(jié)靠近鑰匙時(shí),打出了電火花,手感到發(fā)麻。而后,他又用這把鑰匙為萊頓瓶充了電。發(fā)現(xiàn)雷電與摩擦電具有相同的性質(zhì)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)破除了雷電是“上帝之火”的神話。一系列的實(shí)驗(yàn)表明,大多數(shù)云層帶的是負(fù)電,所以雷擊時(shí)“絕大多數(shù)是大地的電穿進(jìn)云層,而不是云層的電落向大地”。到處都在重復(fù)雷電實(shí)驗(yàn),彼得堡科學(xué)院院士利赫曼(1711~1753)在得知富蘭克林的實(shí)驗(yàn)后也決。已投入征服雷電的研究,他不放過每一次暴風(fēng)雨,1753年7月26日,他在彼得堡科學(xué)院會(huì)議上聽見一聲巨雷后連忙趕回家去,因未檢查接地設(shè)備是否有效,而獻(xiàn)出了生命。他的犧牲提醒電學(xué)家:人們不能再這樣死去。