欧姆定律和安全用电

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：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。

　　布置作业，下课。