2019最新第七章《欧姆定律》四 欧姆定律和安全用电教案8

教

案

设

计

第四节 欧姆定律和安全用电

● 教材分析：

本节内容是对欧姆定律的继续应用,教材从电压的高低、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,解决有关生活中的实际的问题,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。另外还要求学生了解一些简单的电路故障的问题,学会简单的故障排除方法,目的是为了培养学生基本的生活技能。了解短路的知识,使学生懂得安全用电的基本常识,提高安全用电的意识。教材中介绍了避雷针和STS阅读材料,使学生注意防雷的重要性,提高自我保护的意识。

教学理念：实现“从生活走向物理,从物理走向生活”的教学观和学习观,培养学生的综合学习能力和掌握科学、应用科学的世界观。

● 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．了解断路和短路。

二、过程与方法

1、通过实验的观察,知道短路的危害；

2．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。

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

运用欧姆定律解释安全用电的道理；认识防雷的重要性。

● 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

● 教学过程

［创设情境,导入新课］

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］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种标志呢？

［生］一些有电线的地方。 ［生］有些架线的铁塔上也有。

［生］在变压器上有。 ［生］在小学社会书上学过。

……

【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。

［进行新课］

一、电压越高越危险

［师］（提出问题）我们在实验室做实验时,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？［生］有关系,电压越高越危险。

［师］（猜想与论证）为什么电压越高越危险呢？同学们能不能根据你学过的电学知识分析一下呢？

（学生讨论交流）得出：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］（设问,层层深入）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。真的是这样呢？大家能举例说明吗？

［生］（思考,讨论）小灯泡工作时,如果超过它的标定电压,就会使电路中电流过大,因而烧坏小灯泡。 （类比） 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］（鼓励,验证）同学们能根据学过的知识来分析问题非常好。你们分析的对不对呢？请同学们看一段资料。

【投影】：人体对电流的反应（基础训练中21页“阅读与思考”）

［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。

［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,教师提醒同学们可以从考虑人体的电阻着手）

［生］人双手间干燥时电阻是1000∽5000Ω,潮湿时是200∽800Ω。

［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。

请两名学生板演,分别计算手干燥和潮湿时的电流,

干燥时：Imin =7.2×10-3A =7.2 mA Imax =36×10-3A =36 mA

潮湿时：Imin =0.045A = 45 mA Imax =0.18 A = 180 mA

［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。

……

（说明：投影资料“人体对电流的反应”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。）

【巩固、提高】：请同学们课下讨论“为什么不能用湿手触摸用电器？”。

【知识拓展】：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。

二、断路和短路

㈠、实验演示,认识通路

如右图,是由电池、开关、小灯泡、

电流表组成的基本电路。演示开关通断时

小灯泡及电流表的工作情况。

［师］（提出问题）为使小灯泡工作,需要哪些条件？

（学生讨论交流）

［师生共同总结］：要使小灯泡工作,需要有持续电流通过。产生持续电流的条件：一是要有电源,二是开关闭合,接通电路。我们所说的通路是指正常接通,用电器能够工作的电路。

㈡、观察讨论,识别断路

【投影】：课本32页的螺旋型和卡口型两种灯泡及灯座

［师］（提出问题）当电路接通小灯泡工作时,电流经过的路径是怎样的？

（学生观察讨论）

［生］电流从电源出发经过开关、灯座、灯丝、灯座,再回到电源。可见灯座和灯丝是电路中的一部分。

【投影】：课本32页中的“白炽灯常见的故障及检修方法”

［师］（提出问题）请大家思考一下,以上小灯泡不亮的各种情况中,有没有什么相同点？

（学生分析与讨论）

［师生共同总结］：上述情况中是由于没有电流通过灯丝而导致灯泡不亮的。这种由于电路中某一处断开了的电路,电路没有接通的故障都属于断路。

［师］（设问,层层深入）你能利用欧姆定律分析断路时灯泡不亮的原因吗？

［师生共同总结］：电路发生断路时,电路中电阻R无穷大,利用欧姆定律公式I=U／R可知电流为零。

㈢、实验演示,观察短路

【演示】：用导线的一端连在上图的电路中小灯泡一端,用导线的另一端试触小灯泡的另一接线柱。让学生仔细观察小灯泡的工作情况及电流表示数变化情况。

［师］（提出问题）1、你观察到了什么现象,你能解释其原因吗？

2、当导线并接在小灯泡两端时,电流通过的路径是怎样的？

（学生交流与讨论）

［师生共同总结］：1、灯泡不发光,电流表示数突然增大,指针迅速满偏；2、电流从电源正极出发,经过开关、电流表回到负极,不经过灯泡。

［师］（分析）当电流不经过用电器时,由于电流表和导线的电阻非常小,根据欧姆定律公式I=U／R可知电流将非常大。若电源电压高,电流会更大。

像这样电流不经过用电器,电源两极被导线直接相连的情况称为电源短路。电源短路时电路中的电流非常大,产生大量的热,损坏电源甚至引起火灾。所以,电源短路是绝对不应该发生的。刚才,演示时采取是试触的办法,是因为这样操作形成了短路,电流会非常的大,远远超过了电流表的量程,因而只能是短暂的接触。

【学生实验】：用一根导线直接接在一节干电池的两端时,用手触摸金属部分,感受电源短路。

［生］（总结）一节干电池的电压非常低短路时都热得非常烫手,若家庭电路形成短路,强大的电流能使导线燃烧,引起火灾。

【拓展巩固】：前面学习我们了解到1m长1mm2粗的铜导线电阻为0.017Ω,当家庭电路发生短路时,若电路电阻以0.1Ω计算,请计算一下电路中的电流是多少？此时电路中产生的热量相当于多少个白炽灯（45W）工作时的热量？

（学生分析与计算）

【总结】：由欧姆定律计算可得,短路时电路中电流是2200A；白炽灯（45W）工作时的电流大约是0.2A,短路时产生的热量相当于11000个灯泡同时发光时产生的热量。可见家庭电路发生短路时是相当危险的,的确可能产生为火灾。

【反思与应用】：生活中哪些情况可能造成短路？

（学生交流与讨论）

【总结】：线路老化,绝缘皮破损； 电压过高,击穿绝缘体；电线和布局不合理,人为地乱拉乱接通；线路安装位置低,与其他物体相碰造成短路等。为防止短路造成的危害,应该经常检查电路,同时使用保护装置。

三、注意防雷

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。譬如击毁房屋,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雷,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34页的三幅图中的避雷针,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,高压输电线一般是裸线,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。

● 课堂小结

⑴、知识与技能方面：

①电压越高越危险；安全电压不高于36V。 ②通路、断路、短路的定义及其特点； ③如何防雷。

⑵、情感态度价值观方面：执行并宣传安全用电和避雷。

⑶、学生交流合作方面。

● 布置作业

完成“动手动脑学物理”中的第1、2、3题,课后阅读“STS”

● 板书设计

四、欧姆定律和安全用电

一、欧姆定律的应用：

1、电压越高越危险：人体安全电压不高于36V。

2、通路：正常接通,用电器能够工作的电路叫通路。

断路：断开的电路叫做断路。用电器不能正常工作。

短路：电流不经过用电器,电源两极直接相连的情况称为短路。电流过大,损坏电路甚至引起火灾。

二、注意防雷：

1、雷电是大气中的剧烈的放电现象；

2、避雷针的作用就是防雷。

● 设计反思

本节课利用欧姆定律分析电压越高越危险的原因、断路和短路的电流特点。通过投影各种警示标志,引起大家的学习兴趣。从干电池上有无警示标志入手,层层深入,让学生充分认识到电压越高越危险,从而自觉形成“不接触低压带电体,不靠近高压带电体”的用电原则。学生对短路发热的切身体会增加了学生的感官刺激,对短路电流的定量计算促使了学生的理性思考,从而深刻认识了短路会引起火灾,进一步加深了对短路危害的认识。进而使学生具有保护电源、保护电路、保护自身安全的安全用电意识。