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2019-2020年八年級(jí)物理下冊(cè) 《歐姆定律和安全用電》教案 人教新課標(biāo)版 ● 教材分析： 本節(jié)內(nèi)容是對(duì)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(duì)用電安全的影響入手，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用已學(xué)的電學(xué)知識(shí)，解決有關(guān)生活中的實(shí)際的問(wèn)題，既增強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí)，又提高在幫助他人時(shí)講安全、講規(guī)則、講科學(xué)的意識(shí)。另外還要求學(xué)生了解一些簡(jiǎn)單的電路故障的問(wèn)題，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)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(shí)，使學(xué)生懂得安全用電的基本常識(shí)，提高安全用電的意識(shí)。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(hù)的意識(shí)。 教學(xué)理念：實(shí)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(biāo) 一、知識(shí)與技能 1．會(huì)用歐姆定律的知識(shí)理解安全用電的道理。 2．了解斷路和短路。 二、過(guò)程與方法 1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)的觀察，知道短路的危害； 2．通過(guò)用歐姆定律對(duì)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(shí)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1．使學(xué)生具有安全用電的意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，能自覺(jué)地執(zhí)行和宣傳安全用電； 2．通過(guò)了解避雷針的發(fā)明過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的精神。 ● 教學(xué)重點(diǎn) 運(yùn)用歐姆定律解釋安全用電的道理；認(rèn)識(shí)防雷的重要性。 ● 教學(xué)難點(diǎn) 學(xué)生對(duì)安全用電重要性的理解及對(duì)學(xué)生安全用電意識(shí)的培養(yǎng)。 ● 教學(xué)方法 觀察法、比較法、討論法 ● 教具準(zhǔn)備 安全用電掛圖、投影儀、錄像資料 ● 教學(xué)過(guò)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(biāo)志，請(qǐng)學(xué)生辨認(rèn)，并能說(shuō)出這些標(biāo)志都在什么地方或說(shuō)明哪里有這些標(biāo)志，你在什么地方看到過(guò)這些標(biāo)志。不需要同學(xué)們對(duì)所有的標(biāo)志都認(rèn)識(shí)，或說(shuō)清楚，重點(diǎn)放在對(duì)“高壓危險(xiǎn)”的標(biāo)志認(rèn)識(shí)上。 ［師］投影“高壓危險(xiǎn)”“有電危險(xiǎn)”的警示標(biāo)志。同學(xué)們認(rèn)識(shí)這是什么標(biāo)志嗎？ ［生］這是高壓危險(xiǎn)的標(biāo)志。 ［生］這是有電危險(xiǎn)的標(biāo)志。 ［師］你知道這些標(biāo)志的意思嗎？ ［生］說(shuō)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(jiàn)過(guò)這種標(biāo)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(huì)書(shū)上學(xué)過(guò)。 …… 【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(biāo)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(biāo)志。 ［師］同學(xué)們有沒(méi)有在電池上或手電筒上看到過(guò)類(lèi)似的警示標(biāo)志？ ［生］（回憶、交流）沒(méi)有。 ［進(jìn)行新課］ 一、電壓越高越危險(xiǎn) ［師］（提出問(wèn)題）我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)時(shí)，有電池才能點(diǎn)亮小燈泡。電池也是有電的，為什么沒(méi)有警示標(biāo)志呢？ ［生］電池沒(méi)有危險(xiǎn)。 ［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(méi)有危險(xiǎn)有關(guān)系嗎？［生］有關(guān)系，電壓越高越危險(xiǎn)。 ［師］（猜想與論證）為什么電壓越高越危險(xiǎn)呢？同學(xué)們能不能根據(jù)你學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)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(shí)，電流會(huì)越大，這樣就會(huì)有危險(xiǎn)。 ［師］（設(shè)問(wèn)，層層深入）電壓越高越危險(xiǎn)，是因?yàn)殡妷涸礁?，電流?huì)很大，所以可以說(shuō)電流越大越危險(xiǎn)。真的是這樣呢？大家能舉例說(shuō)明嗎？ ［生］（思考，討論）小燈泡工作時(shí)，如果超過(guò)它的標(biāo)定電壓，就會(huì)使電路中電流過(guò)大，因而燒壞小燈泡。 （類(lèi)比） 如果人體通過(guò)較大電流，也可能對(duì)人體造成傷害。所以，電壓高、電流大就有危險(xiǎn)。 ［師］（鼓勵(lì)，驗(yàn)證）同學(xué)們能根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題非常好。你們分析的對(duì)不對(duì)呢？請(qǐng)同學(xué)們看一段資料。 【投影】：人體對(duì)電流的反應(yīng)（基礎(chǔ)訓(xùn)練中21頁(yè)“閱讀與思考”） ［師］從我們投影的資料，說(shuō)明了同學(xué)們的分析是非常有道理的，誰(shuí)還記得我們學(xué)過(guò)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(shí)，對(duì)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(shí)電阻是1000∽5000Ω，潮濕時(shí)是200∽800Ω。 ［師］如果兩端加上36 V的電壓，電流是多少？請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下。 請(qǐng)兩名學(xué)生板演，分別計(jì)算手干燥和潮濕時(shí)的電流， 干燥時(shí)：Imin =7.210-3A =7.2 mA Imax =3610-3A =36 mA 潮濕時(shí)：Imin =0.045A = 45 mA Imax =0.18 A = 180 mA ［師］從這一組計(jì)算的數(shù)值，你看出了什么問(wèn)題?說(shuō)一說(shuō)你的看法。 ［生］人體電阻最大時(shí)，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(huì)更大，那樣就會(huì)對(duì)人造成傷害，所以安全電壓是不高于36 V。 ［生］人手潮濕的時(shí)候電阻就會(huì)變小，36 V電壓也很危險(xiǎn)，36 V并不是絕對(duì)的安全電壓。 …… （說(shuō)明：投影資料“人體對(duì)電流的反應(yīng)”不是直接從實(shí)驗(yàn)得來(lái)的，而是從觸電事故的統(tǒng)計(jì)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(qǐng)同學(xué)們課下討論“為什么不能用濕手觸摸用電器？”。 【知識(shí)拓展】：高壓觸電 通過(guò)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(shí)驗(yàn)演示，認(rèn)識(shí)通路 如右圖，是由電池、開(kāi)關(guān)、小燈泡、 電流表組成的基本電路。演示開(kāi)關(guān)通斷時(shí) 小燈泡及電流表的工作情況。 ［師］（提出問(wèn)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(guò)。產(chǎn)生持續(xù)電流的條件：一是要有電源，二是開(kāi)關(guān)閉合，接通電路。我們所說(shuō)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(shí)別斷路 【投影】：課本32頁(yè)的螺旋型和卡口型兩種燈泡及燈座 ［師］（提出問(wèn)題）當(dāng)電路接通小燈泡工作時(shí)，電流經(jīng)過(guò)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(guò)開(kāi)關(guān)、燈座、燈絲、燈座，再回到電源。可見(jiàn)燈座和燈絲是電路中的一部分。 【投影】：課本32頁(yè)中的“白熾燈常見(jiàn)的故障及檢修方法” ［師］（提出問(wèn)題）請(qǐng)大家思考一下，以上小燈泡不亮的各種情況中，有沒(méi)有什么相同點(diǎn)？ （學(xué)生分析與討論） ［師生共同總結(jié)］：上述情況中是由于沒(méi)有電流通過(guò)燈絲而導(dǎo)致燈泡不亮的。這種由于電路中某一處斷開(kāi)了的電路，電路沒(méi)有接通的故障都屬于斷路。 ［師］（設(shè)問(wèn)，層層深入）你能利用歐姆定律分析斷路時(shí)燈泡不亮的原因嗎？ ［師生共同總結(jié)］：電路發(fā)生斷路時(shí)，電路中電阻R無(wú)窮大，利用歐姆定律公式I=U／R可知電流為零。 ㈢、實(shí)驗(yàn)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(xì)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(wèn)題）1、你觀察到了什么現(xiàn)象，你能解釋其原因嗎？ 2、當(dāng)導(dǎo)線并接在小燈泡兩端時(shí)，電流通過(guò)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(guò)開(kāi)關(guān)、電流表回到負(fù)極，不經(jīng)過(guò)燈泡。 ［師］（分析）當(dāng)電流不經(jīng)過(guò)用電器時(shí)，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(huì)更大。 像這樣電流不經(jīng)過(guò)用電器，電源兩極被導(dǎo)線直接相連的情況稱(chēng)為電源短路。電源短路時(shí)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(duì)不應(yīng)該發(fā)生的。剛才，演示時(shí)采取是試觸的辦法，是因?yàn)檫@樣操作形成了短路，電流會(huì)非常的大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電流表的量程，因而只能是短暫的接觸。 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】：用一根導(dǎo)線直接接在一節(jié)干電池的兩端時(shí)，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(shí)都熱得非常燙手，若家庭電路形成短路，強(qiáng)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(zhǎng)1mm2粗的銅導(dǎo)線電阻為0.017Ω，當(dāng)家庭電路發(fā)生短路時(shí)，若電路電阻以0.1Ω計(jì)算，請(qǐng)計(jì)算一下電路中的電流是多少？此時(shí)電路中產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于多少個(gè)白熾燈（45W）工作時(shí)的熱量？ （學(xué)生分析與計(jì)算） 【總結(jié)】：由歐姆定律計(jì)算可得，短路時(shí)電路中電流是2200A；白熾燈（45W）工作時(shí)的電流大約是0.2A，短路時(shí)產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于11000個(gè)燈泡同時(shí)發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的熱量?？梢?jiàn)家庭電路發(fā)生短路時(shí)是相當(dāng)危險(xiǎn)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(guò)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(shí)使用保護(hù)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(huì)要求你把電視關(guān)掉，特別是有室外天線的電視機(jī)，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(qǐng)同學(xué)們根據(jù)這段錄影資料，結(jié)合自己平時(shí)對(duì)有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，談一談你對(duì)雷電的了解。 ［生］帶正電的物體和帶負(fù)電的物體靠近時(shí)常有火花產(chǎn)生，同時(shí)發(fā)出劈啪的聲響，這種現(xiàn)象叫放電。雷雨時(shí)，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(guò)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(fù)電。當(dāng)兩朵帶異種電荷的云層相互接近時(shí)，就發(fā)生了大規(guī)模的空中放電現(xiàn)象，產(chǎn)生強(qiáng)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(qiáng)大的電流通過(guò)，就會(huì)給人們帶來(lái)危害。譬如擊毀房屋，造成人畜傷亡，還會(huì)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(shí)，雷電的路徑往往經(jīng)過(guò)地面上突起的部分，如樹(shù)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(lái)防雷電。 ［生］雷雨的天氣盡量不要外出走動(dòng)，不要在大樹(shù)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(duì)人類(lèi)會(huì)作出很大的貢獻(xiàn)。 ［生］現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人工降雷，是不是也能實(shí)現(xiàn)人工消雨、人工消雷呢？ …… ［師］同學(xué)們對(duì)雷電知識(shí)已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，請(qǐng)大家觀察34頁(yè)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(shí)，雷電的路徑往往會(huì)經(jīng)過(guò)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(lì)同學(xué)們養(yǎng)成細(xì)心觀察，認(rèn)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(lái)可能向被保護(hù)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(hù)物體免受直接雷擊。所以避雷針實(shí)際上是引雷針，它把雷電引來(lái)入地，從而保護(hù)其他物體。 同學(xué)們仔細(xì)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(méi)有絕緣層包圍，但它通過(guò)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(guò)接觸的鐵塔直接將雷電流引入地下，起到了保護(hù)輸電線的作用。 ［師］課后同學(xué)們閱讀“STS”。通過(guò)血的教訓(xùn)，希望大家更清楚地認(rèn)識(shí)，人類(lèi)同大自然的抗?fàn)帲枰茖W(xué)的頭腦和科學(xué)的手段。 ● 課堂小結(jié) ⑴、知識(shí)與技能方面： ①電壓越高越危險(xiǎn)；安全電壓不高于36V。 ②通路、斷路、短路的定義及其特點(diǎn)； ③如何防雷。 ⑵、情感態(tài)度價(jià)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(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”中的第1、2、3題，課后閱讀“STS” ● 板書(shū)設(shè)計(jì) 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(xiǎn)：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(kāi)的電路叫做斷路。用電器不能正常工作。 短路：電流不經(jīng)過(guò)用電器，電源兩極直接相連的情況稱(chēng)為短路。電流過(guò)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(jì)反思 本節(jié)課利用歐姆定律分析電壓越高越危險(xiǎn)的原因、斷路和短路的電流特點(diǎn)。通過(guò)投影各種警示標(biāo)志，引起大家的學(xué)習(xí)興趣。從干電池上有無(wú)警示標(biāo)志入手，層層深入，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到電壓越高越危險(xiǎn)，從而自覺(jué)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(duì)短路發(fā)熱的切身體會(huì)增加了學(xué)生的感官刺激，對(duì)短路電流的定量計(jì)算促使了學(xué)生的理性思考，從而深刻認(rèn)識(shí)了短路會(huì)引起火災(zāi)，進(jìn)一步加深了對(duì)短路危害的認(rèn)識(shí)。進(jìn)而使學(xué)生具有保護(hù)電源、保護(hù)電路、保護(hù)自身安全的安全用電意識(shí)。