1、欧姆定律和安全用电教学案例 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。 教学目标 知识与技能 会用欧姆定律理解安全用电的道理。 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。 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。 板书设计 第六节欧姆定律与安全用电 一、欧姆定律 1当
2、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 教学过程 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：IUR。 师：没错（板书：欧姆定律 IUR），我们已经
3、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
4、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
5、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，
6、 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
7、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：学生阅读印发的资料。 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
8、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。17
9、52 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 （17111753）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
10、，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（PDiviSCh）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。 布置作业，下课。
