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2019-2020年八年級物理下冊 《歐姆定律和安全用電》教案 人教新課標版 ● 教材分析： 本節(jié)內(nèi)容是對歐姆定律的繼續(xù)應(yīng)用，教材從電壓的高低、電阻的大小對用電安全的影響入手，讓學(xué)生學(xué)會運用已學(xué)的電學(xué)知識，解決有關(guān)生活中的實際的問題，既增強自我保護意識，又提高在幫助他人時講安全、講規(guī)則、講科學(xué)的意識。另外還要求學(xué)生了解一些簡單的電路故障的問題，學(xué)會簡單的故障排除方法，目的是為了培養(yǎng)學(xué)生基本的生活技能。了解短路的知識，使學(xué)生懂得安全用電的基本常識，提高安全用電的意識。教材中介紹了避雷針和STS閱讀材料，使學(xué)生注意防雷的重要性，提高自我保護的意識。 教學(xué)理念：實現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向生活”的教學(xué)觀和學(xué)習(xí)觀，培養(yǎng)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力和掌握科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)的世界觀。 ● 教學(xué)目標 一、知識與技能 1．會用歐姆定律的知識理解安全用電的道理。 2．了解斷路和短路。 二、過程與方法 1、通過實驗的觀察，知道短路的危害； 2．通過用歐姆定律對安全用電的分析和理解，培養(yǎng)學(xué)生初步的分析能力、概括能力和應(yīng)用物理知識解決簡單問題的能力。 三、情感態(tài)度與價值觀 1．使學(xué)生具有安全用電的意識和社會責(zé)任感，能自覺地執(zhí)行和宣傳安全用電； 2．通過了解避雷針的發(fā)明過程，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神。 ● 教學(xué)重點 運用歐姆定律解釋安全用電的道理；認識防雷的重要性。 ● 教學(xué)難點 學(xué)生對安全用電重要性的理解及對學(xué)生安全用電意識的培養(yǎng)。 ● 教學(xué)方法 觀察法、比較法、討論法 ● 教具準備 安全用電掛圖、投影儀、錄像資料 ● 教學(xué)過程 ［創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課］ 教師利用投影儀投影各種警示標志，請學(xué)生辨認，并能說出這些標志都在什么地方或說明哪里有這些標志，你在什么地方看到過這些標志。不需要同學(xué)們對所有的標志都認識，或說清楚，重點放在對“高壓危險”的標志認識上。 ［師］投影“高壓危險”“有電危險”的警示標志。同學(xué)們認識這是什么標志嗎？ ［生］這是高壓危險的標志。 ［生］這是有電危險的標志。 ［師］你知道這些標志的意思嗎？ ［生］說明這些地方有電，不能靠近。 ［師］同學(xué)們都在生活中或電視里的哪些地方見過這種標志呢？ ［生］一些有電線的地方。 ［生］有些架線的鐵塔上也有。 ［生］在變壓器上有。 ［生］在小學(xué)社會書上學(xué)過。 …… 【投影】：高壓線、變壓器、交通路口靠近高壓線的地方、配電房等地方的警示標志，明確凡是容易引起人們觸電事故的地方，都應(yīng)有這種明顯的警示標志。 ［師］同學(xué)們有沒有在電池上或手電筒上看到過類似的警示標志？ ［生］（回憶、交流）沒有。 ［進行新課］ 一、電壓越高越危險 ［師］（提出問題）我們在實驗室做實驗時，有電池才能點亮小燈泡。電池也是有電的，為什么沒有警示標志呢？ ［生］電池沒有危險。 ［生］電池的電壓低，一節(jié)干電池的電壓才1.5 V。 ［師］電壓高低與有沒有危險有關(guān)系嗎？［生］有關(guān)系，電壓越高越危險。 ［師］（猜想與論證）為什么電壓越高越危險呢？同學(xué)們能不能根據(jù)你學(xué)過的電學(xué)知識分析一下呢？ （學(xué)生討論交流）得出：根據(jù)歐姆定律，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比，電壓越高時，電流會越大，這樣就會有危險。 ［師］（設(shè)問，層層深入）電壓越高越危險，是因為電壓越高，電流會很大，所以可以說電流越大越危險。真的是這樣呢？大家能舉例說明嗎？ ［生］（思考，討論）小燈泡工作時，如果超過它的標定電壓，就會使電路中電流過大，因而燒壞小燈泡。 （類比） 如果人體通過較大電流，也可能對人體造成傷害。所以，電壓高、電流大就有危險。 ［師］（鼓勵，驗證）同學(xué)們能根據(jù)學(xué)過的知識來分析問題非常好。你們分析的對不對呢？請同學(xué)們看一段資料。 【投影】：人體對電流的反應(yīng)（基礎(chǔ)訓(xùn)練中21頁“閱讀與思考”） ［師］從我們投影的資料，說明了同學(xué)們的分析是非常有道理的，誰還記得我們學(xué)過的安全電壓值是多少？ ［生］36 V。 ［生］是不高于36 V。 ［師］根據(jù)你了解的知識，對照我們投影的資料，你能分析一下安全電壓為什么是不高于36 V，而不是其他的值呢？ （學(xué)生討論，教師提醒同學(xué)們可以從考慮人體的電阻著手） ［生］人雙手間干燥時電阻是1000∽5000Ω，潮濕時是200∽800Ω。 ［師］如果兩端加上36 V的電壓，電流是多少？請同學(xué)們計算一下。 請兩名學(xué)生板演，分別計算手干燥和潮濕時的電流， 干燥時：Imin =7.210-3A =7.2 mA Imax =3610-3A =36 mA 潮濕時：Imin =0.045A = 45 mA Imax =0.18 A = 180 mA ［師］從這一組計算的數(shù)值，你看出了什么問題?說一說你的看法。 ［生］人體電阻最大時，電流已到了7.2 mA，已經(jīng)快不能擺脫電極了，如果電壓再高，電流會更大，那樣就會對人造成傷害，所以安全電壓是不高于36 V。 ［生］人手潮濕的時候電阻就會變小，36 V電壓也很危險，36 V并不是絕對的安全電壓。 …… （說明：投影資料“人體對電流的反應(yīng)”不是直接從實驗得來的，而是從觸電事故的統(tǒng)計資料分析得到的。人體的電阻除與皮膚表面的干濕情況有關(guān)外，還與接觸面積的大小及身體素質(zhì)有關(guān)系。） 【鞏固、提高】：請同學(xué)們課下討論“為什么不能用濕手觸摸用電器？”。 【知識拓展】：高壓觸電 通過上面的學(xué)習(xí)，同學(xué)們總結(jié)安全用電的原則：不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。 二、斷路和短路 ㈠、實驗演示，認識通路 如右圖，是由電池、開關(guān)、小燈泡、 電流表組成的基本電路。演示開關(guān)通斷時 小燈泡及電流表的工作情況。 ［師］（提出問題）為使小燈泡工作，需要哪些條件？ （學(xué)生討論交流） ［師生共同總結(jié)］：要使小燈泡工作，需要有持續(xù)電流通過。產(chǎn)生持續(xù)電流的條件：一是要有電源，二是開關(guān)閉合，接通電路。我們所說的通路是指正常接通，用電器能夠工作的電路。 ㈡、觀察討論，識別斷路 【投影】：課本32頁的螺旋型和卡口型兩種燈泡及燈座 ［師］（提出問題）當電路接通小燈泡工作時，電流經(jīng)過的路徑是怎樣的？ （學(xué)生觀察討論） ［生］電流從電源出發(fā)經(jīng)過開關(guān)、燈座、燈絲、燈座，再回到電源。可見燈座和燈絲是電路中的一部分。 【投影】：課本32頁中的“白熾燈常見的故障及檢修方法” ［師］（提出問題）請大家思考一下，以上小燈泡不亮的各種情況中，有沒有什么相同點？ （學(xué)生分析與討論） ［師生共同總結(jié)］：上述情況中是由于沒有電流通過燈絲而導(dǎo)致燈泡不亮的。這種由于電路中某一處斷開了的電路，電路沒有接通的故障都屬于斷路。 ［師］（設(shè)問，層層深入）你能利用歐姆定律分析斷路時燈泡不亮的原因嗎？ ［師生共同總結(jié)］：電路發(fā)生斷路時，電路中電阻R無窮大，利用歐姆定律公式I=U／R可知電流為零。 ㈢、實驗演示，觀察短路 【演示】：用導(dǎo)線的一端連在上圖的電路中小燈泡一端，用導(dǎo)線的另一端試觸小燈泡的另一接線柱。讓學(xué)生仔細觀察小燈泡的工作情況及電流表示數(shù)變化情況。 ［師］（提出問題）1、你觀察到了什么現(xiàn)象，你能解釋其原因嗎？ 2、當導(dǎo)線并接在小燈泡兩端時，電流通過的路徑是怎樣的？ （學(xué)生交流與討論） ［師生共同總結(jié)］：1、燈泡不發(fā)光，電流表示數(shù)突然增大，指針迅速滿偏；2、電流從電源正極出發(fā)，經(jīng)過開關(guān)、電流表回到負極，不經(jīng)過燈泡。 ［師］（分析）當電流不經(jīng)過用電器時，由于電流表和導(dǎo)線的電阻非常小，根據(jù)歐姆定律公式I=U／R可知電流將非常大。若電源電壓高，電流會更大。 像這樣電流不經(jīng)過用電器，電源兩極被導(dǎo)線直接相連的情況稱為電源短路。電源短路時電路中的電流非常大，產(chǎn)生大量的熱，損壞電源甚至引起火災(zāi)。所以，電源短路是絕對不應(yīng)該發(fā)生的。剛才，演示時采取是試觸的辦法，是因為這樣操作形成了短路，電流會非常的大，遠遠超過了電流表的量程，因而只能是短暫的接觸。 【學(xué)生實驗】：用一根導(dǎo)線直接接在一節(jié)干電池的兩端時，用手觸摸金屬部分，感受電源短路。 ［生］（總結(jié)）一節(jié)干電池的電壓非常低短路時都熱得非常燙手，若家庭電路形成短路，強大的電流能使導(dǎo)線燃燒，引起火災(zāi)。 【拓展鞏固】：前面學(xué)習(xí)我們了解到1m長1mm2粗的銅導(dǎo)線電阻為0.017Ω，當家庭電路發(fā)生短路時，若電路電阻以0.1Ω計算，請計算一下電路中的電流是多少？此時電路中產(chǎn)生的熱量相當于多少個白熾燈（45W）工作時的熱量？ （學(xué)生分析與計算） 【總結(jié)】：由歐姆定律計算可得，短路時電路中電流是2200A；白熾燈（45W）工作時的電流大約是0.2A，短路時產(chǎn)生的熱量相當于11000個燈泡同時發(fā)光時產(chǎn)生的熱量?？梢娂彝ル娐钒l(fā)生短路時是相當危險的，的確可能產(chǎn)生為火災(zāi)。 【反思與應(yīng)用】：生活中哪些情況可能造成短路？ （學(xué)生交流與討論） 【總結(jié)】：線路老化，絕緣皮破損； 電壓過高，擊穿絕緣體；電線和布局不合理，人為地亂拉亂接通；線路安裝位置低，與其他物體相碰造成短路等。為防止短路造成的危害，應(yīng)該經(jīng)常檢查電路，同時使用保護裝置。 三、注意防雷 同學(xué)們知道了生活中的用電安全。如果在雷雨的天氣，自己在家里看電視，家里大人會要求你把電視關(guān)掉，特別是有室外天線的電視機，還特意要提醒你將室外天線拔掉，這是為什么呢？ 【放錄像】雷電的產(chǎn)生、危害和預(yù)防。 請同學(xué)們根據(jù)這段錄影資料，結(jié)合自己平時對有關(guān)知識的學(xué)習(xí)，談一談你對雷電的了解。 ［生］帶正電的物體和帶負電的物體靠近時常有火花產(chǎn)生，同時發(fā)出劈啪的聲響，這種現(xiàn)象叫放電。雷雨時，天空中出現(xiàn)電閃雷鳴，就是一種大規(guī)模的放電現(xiàn)象。 ［生］雷電是由于大氣在激烈的上升和下降過程中發(fā)生摩擦，致使一部分云層帶上了正電，另一部分云層帶上了負電。當兩朵帶異種電荷的云層相互接近時，就發(fā)生了大規(guī)模的空中放電現(xiàn)象，產(chǎn)生強大的閃光和聲音，這就是雷電。 ［生］地球也是帶電的。如果放電發(fā)生在云層和大地之間，在云層和大地之間雷電的路徑上有強大的電流通過，就會給人們帶來危害。譬如擊毀房屋，造成人畜傷亡，還會引起森林火災(zāi)，破壞高壓輸電線等。 ［生］云層和大地之間發(fā)生放電時，雷電的路徑往往經(jīng)過地面上突起的部分，如樹木、高大建筑等，所以通常在高大建筑物的頂部安裝避雷針來防雷電。 ［生］雷雨的天氣盡量不要外出走動，不要在大樹下躲雨，不站在高處，而應(yīng)蹲在低凹處并且兩腳盡量并攏。 ［生］雷電也并不都是壞事，并且雷電的能量如果可以利用，對人類會作出很大的貢獻。 ［生］現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了人工降雷，是不是也能實現(xiàn)人工消雨、人工消雷呢？ …… ［師］同學(xué)們對雷電知識已經(jīng)有了一定的認識，請大家觀察34頁的三幅圖中的避雷針，并嘗試解釋它們是如何避雷的。 ［生］發(fā)生雷電時，雷電的路徑往往會經(jīng)過突起的部分，避雷針不是故意吸引雷電嗎？ ［生］高壓輸電鐵塔上同樣都是導(dǎo)線，為什么上面的能夠防雷？ ［師］（鼓勵同學(xué)們養(yǎng)成細心觀察，認真思考的好習(xí)慣，引導(dǎo)同學(xué)們分析。） 避雷針的作用是將雷云放電的通路由原來可能向被保護物體發(fā)展的方向，吸引到避雷針本身，由它及與它相適的引下線和接地裝置將雷電流泄放到大地中去，使被保護物體免受直接雷擊。所以避雷針實際上是引雷針，它把雷電引來入地，從而保護其他物體。 同學(xué)們仔細觀察高壓輸電鐵塔上的導(dǎo)線，有的導(dǎo)線是直接掛在鐵塔上的，有的導(dǎo)線不是和鐵塔直接相連，而是掛在吊在鐵塔上的絕緣子上的，這些導(dǎo)線是高壓輸電線，而直接掛在鐵塔上的線就是兩條防雷的導(dǎo)線。鐵塔是直接和大地連著的，高壓輸電線一般是裸線，沒有絕緣層包圍，但它通過絕緣子和鐵塔絕緣了，而防雷的導(dǎo)線直接掛在鐵塔上，一旦有雷電，防雷的導(dǎo)線通過接觸的鐵塔直接將雷電流引入地下，起到了保護輸電線的作用。 ［師］課后同學(xué)們閱讀“STS”。通過血的教訓(xùn)，希望大家更清楚地認識，人類同大自然的抗爭，需要科學(xué)的頭腦和科學(xué)的手段。 ● 課堂小結(jié) ⑴、知識與技能方面： ①電壓越高越危險；安全電壓不高于36V。 ②通路、斷路、短路的定義及其特點； ③如何防雷。 ⑵、情感態(tài)度價值觀方面：執(zhí)行并宣傳安全用電和避雷。 ⑶、學(xué)生交流合作方面。 ● 布置作業(yè) 完成“動手動腦學(xué)物理”中的第1、2、3題，課后閱讀“STS” ● 板書設(shè)計 四、歐姆定律和安全用電 一、歐姆定律的應(yīng)用： 1、電壓越高越危險：人體安全電壓不高于36V。 2、通路：正常接通，用電器能夠工作的電路叫通路。 斷路：斷開的電路叫做斷路。用電器不能正常工作。 短路：電流不經(jīng)過用電器，電源兩極直接相連的情況稱為短路。電流過大，損壞電路甚至引起火災(zāi)。 二、注意防雷： 1、雷電是大氣中的劇烈的放電現(xiàn)象； 2、避雷針的作用就是防雷。 ● 設(shè)計反思 本節(jié)課利用歐姆定律分析電壓越高越危險的原因、斷路和短路的電流特點。通過投影各種警示標志，引起大家的學(xué)習(xí)興趣。從干電池上有無警示標志入手，層層深入，讓學(xué)生充分認識到電壓越高越危險，從而自覺形成“不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體”的用電原則。學(xué)生對短路發(fā)熱的切身體會增加了學(xué)生的感官刺激，對短路電流的定量計算促使了學(xué)生的理性思考，從而深刻認識了短路會引起火災(zāi)，進一步加深了對短路危害的認識。進而使學(xué)生具有保護電源、保護電路、保護自身安全的安全用電意識。