74《欧姆定律和安全用电》教案.docx
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74《欧姆定律和安全用电》教案
第七章第四节《欧姆定律和安全用电》教案
一.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。
二.教学目标
1.知识与技能
会用欧姆定律理解安全用电的道理。
2.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。
3.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。
教学过程
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
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。
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。
课堂练习:
1.某导体的电阻是10Ω,通过它的电流是300mA,则此导体两端的电压是V,若在该导体两端加上12V的电压,此导体的电阻是Ω。
2.有两个电阻R1和R2串联在电路中,它们的阻值之比是5:
3;则通过它们的电流之比是,它们两端的电压之比是。
5.两电阻的阻值分别是R1=8Ω,R2=4Ω,串联后接于24V的电源上,则:
R1两端的电压是V,R2两端的电压是V,电路总电流是。
6.一段导体两端电压为12V,导体中的电流是2A,则此导体本身的电阻为_Ω;如果电压降为6V,导体中的电流是A;电压降低为0V,导体的电阻等于。
7.根据欧姆定律I=U/R,下列哪种说法是正确的:
()
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小;
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大;
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比;
D.导体两端的电压越大,这段导体中电流就越大。
8.两根粗细相同的镍铬合金导线,长度的关系是L1>L2,若将它们串联后接入电路中,通过它们的电流和两端电压的关系是()
A.I1<I2,U1>U2 B.I1>I2,U1<U2
C.I1=I2,U1>U2 D.I1=I2,U1<U2
9.两个导体并联后的总电阻()
A.比每个导体的电阻都大B.比每个导体的电阻都小
C.等于两个导体的电阻之和D.等于两个导体电阻的倒数之和
10.一只小鸟落在11万伏的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露的电线,但小鸟两脚站在同一根高压线上仍安然无恙,这是因为()
A.鸟有耐高压的天性 B.鸟脚是干燥的,鸟的身体不导电
C.鸟两脚间的电压几乎为零 D.鸟体电阻极大,所以无电流通过小鸟
11.某导体两端电压为15V,此时通过导体的电流为3A,若导体两端的电压增加3V,则此时通过导体的电流和导体的电阻分别是()
A.0.6A5ΩB.3.6A5ΩC.3.6A1ΩD.4A6Ω
12.如图7-5所示,R1=1Ω,R2=2Ω,则电压表V1、V2示数之比是()
A.1:
1B.1:
2C.2:
1D.1:
3
13.如图7-6所示电路,电源电压保持不变,开关S由闭合到断开时()
A.电流表的示数变小B.电路的总电阻变小
C.灯中电流变大D.电压表的示数变小
14.如图7-7所示,电源电压保持不变,若P向右移动,则电压表、电流表示数的变化分别为()
A.变大,变小B.变大,变大
C.变小,变大D.变小、变小
15.如图7-8所示在滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,电路中的电流变大。
则电路与滑动变阻器的连接方式正确的是()
A.a连C,b连DB.a连A、b连B
C.a连C,b连BD.a连C,b连D
16.甲、乙两电阻之比是3/1,将它们串联后接入电路中,若测得乙电阻两端的电压为4V,那么这个电路的电源电压为()
A.4VB.8V
C.12VD.16V
17.如图7-9所示,AB间电压保持不变,当开关S闭合后,电流表的示数为I1,当S断开后,电流表示数为I2,则I1、I2的大小关系为().
AI1<I2B.I1=I2
C.I1>I2D.无法判断
18.一只电阻两端的电压从2V,增加到2.8V,通过该电阻的电流增加了0.1A,则该电阻的阻值是()
A.8ΩB.20ΩC.28ΩD.无法确定
19.有三个定值电阻并联在电路中,它们的电阻值之比R1:
R2:
R3=1:
3:
5,则通过它们的电流之比I1:
I2:
I3为()
A.1:
3:
5B.15:
5:
3C.5:
3:
1D.5:
3:
15
20.如果把4Ω和6Ω的两只电阻串联在一个电压不变的电源上,电路中的电流为1.2A,如果再把它们并联在同一电路中,则干路的电流应为()
A.2AB.3AC.4AD.5A
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