(编写:新洲区彭新建、祝国平 审订:洪林旺 杨琦)
本章知识构建
[教材结构分析]
提供能量 形成电压 电路图 串联电路 电流规律 电压规律 电流规律 并联电路 电压规律 I1=I2=I U1+U2=U I1=I2=I U1=U2=U 电源 电 导线 连接电源、 开关、用电器 控制电路的断和通 将电能转化成 其他形式的能 组 开关 成通路 电荷做定向移动,形成电流 断路 电荷做无规律运动,没有电流 短路 烧坏电源、仪表、引发火灾 电流强弱 电压高低 电流表 使用方法 串联 电压表 使用方法 并联 路 用电器 欧姆定律 I=U/R 电功 W=UIT
4.1 认识电路
[课标解读]
1.知道电路的基本组成。 2.会画电路图。
3.会根据电路图连接实物图。 4.会利用实物图画电路图。
[教学目标]
1.知道我们进入了一个新的时代——电器时代,知道现代生产和生活离不开电。 2.知道电路的基本组成,了解电路中的各种元器件,知道断路(开路)、通路和短路及其意义。 3.了解生活中常见元器件并记住其表示符号。 4.会根据电路图中的符号判断它是什么实物。
5.会根据电路图连接实物图,根据实物图绘制电路图。
6.通过实验培养学生一丝不苟、认真细致、严格要求、规范实验的良好习惯。
[教材目标]
1.教学重点:电路图的绘制。学生刚刚接触电学知道,对电路的绘制往往会犯这样或那样的错误,这不是一节课能够解决的,要结合课后的练习以及后续的学习来逐步解决。 2.教学难点:根据电路图连实物图和根据实物图绘制电路图。 通过教材上的“想一想”,让学生明白各种不同的用电器要工作,有些条件是必不可少的;通过实验,让学生明白导线、电源、开关、用电器是电路中不可缺少的。还要让学生知道,在研究一些具体问题时,为了方便,往往把具体问题抽象、概括,使其简洁明了,电路图便是其中一例,这是研究问题的一种思想方法。同时要让学生明白任何情况下都不能把电池两端直接连在一起!并要求严格遵守。
课本中的几个常用元件及其符号不必让学生死记,认识就行,可在后面的学习过程中通过不断使用来逐渐掌握。
绘制电路图和根据电路图连实物图是学生必须掌握的技能。开始可以只画简单的,对比较复杂的电路及连接,在后面的教学中再逐步练习,让学生循序渐进地学习。
[课时计划]
1课时
第1 课时 认识电路
[教学过程]
学习内容 新课导入知道电路要工作,有些条件是必不可少的。 教师活动 1.指导读教材开篇语。 2.指导学生阅读教材P86“想一想”的内容,并提出问题:裁判员只能根据裁判器的灯泡是否发光来判断运动员是否击中了手的有效部位。那么需要哪些元器件才能保证灯泡发光? 提供电池、电池夹、导线、小灯泡及灯泡座、开关等元件,让学生连接,使小灯泡发光。 强调:连接电路时,开关必须断开。连接好之后,须检查无误,方可闭合开关。同时,教师演示开关的闭合与断开的情况。 1.根据巡视的情况总结:连接导线时,应使导线在接线柱上沿顺时针方向缠绕。 2.根据实验的情况介绍;由电池、用电器、导线、开关可以组成简单的电路,复杂电路是简单电路组合而成的。 演示并介绍: 1.不经过用电器,把导线直接连在电池两端上就形成了短路。 2.短路是十分危险的。发生短路时,不仅会烧毁电源,甚至可能引起火灾。列举电线线皮老化或破损导致短路引起火灾的实例。因此,在用电时一定要避免短路。 学生活动 1.通过开篇语,知道我们已经进入了电器时代。 2.学生通过讨论得出结论:要保证灯泡亮,需要电源、用电器在(灯泡)、导线、开关。 听清教师强调之后,分组领取元件进行实验。在征得教师同意之后,闭合开关,观察灯泡的发光情况。 实验 小结: 1.连接导线时须注意的问题。 2.电路的基本组成及通路、断路和短路。 1.学生根据实物体会为什么导线应顺时针方向缠绕。 2.学生理解通路和断路的含义,并体会断路不光是开关断开、导线断开,接头处接触不好也是断路。 短路 学生理解:电路中即使有用电器,且连成通路,如果有导线直接连到电源的正负极,也属于短路,并且连通的灯会熄灭。 认识元件 将常见的电源、开关、导线样品及小电器给学生看,初步认识各种不同的元器件。 并作介绍。 介绍:1.生活中的元器件各种各样,画起来不仅复杂,而且很难画好,能否用符号来表示呢?接着让学生学习教材P88表4.1,让学生演板,练习画各种元件的符号。 2.教师讲解根据实物图画电路图的方法,强调导线的画法、电源等元件要用的符号,并请另一个同学演板,作教材P87图4.2的电路图,其他的同学在草稿上作图,教师巡视。 演示根据电路图连接实物图的方法,并强调注意事项。 小结本节课主要的内容: 1.电路的组成。 2.根据实物图画电路图。 3.根据电路图连实物图。 1.课外活动:判断导线的首尾。 2.教材P88练习中第1、2题。 1.自学表4.1中常见的电路元件符号。 2.和演板的学生一起,在草稿本上画常见的电路元件符号。 3.画教材P87页图4.2中所示的简单电路的电路图。 电路图 根据电路图连接实物图 练习根据电路图连接实物图。 小结 作业 4.2 电流
[课标解读]
1.会连接串联电路的并联电路。 2.会使用电流表、电压表。
3.探究使两个小灯泡同时亮的连接方式,探究串、并联电路中的电流的电压。
[教学目标]
1.知道电路中的用电器能够工作,是因为有电流通过。
2.知道电流是电荷在电路中定向移动形成的。形成电流的原因是因为电路中有电压。电流的方向规定为正电荷定向移动的方向。电流的方向是从电源的正极流出,经用电器流向电源的负极,它与电子定向移动的方向相反。
3.了解自然界中的电现象,知道摩擦可以起电,带电体能够吸引轻小的物体。
4.了解并联电路和串联电路,知道电路中的电流和电压的规律,知道常见的电压值。
5.会使用电流表测电路中的电流,会使用电压表测量电路中的电压,知道一些用电器或电路工作时的电流值。
6.了解生物电和人体中的电流。
[教材分析]
本节教材中涉及的内容比较简单,但是课程标准上明确要求会连接串联电路和并联电路,还要求探究串、并联电路中的电流和电压,所以本节教学在培养学生的实验操作技能的同时,要利用学生的兴趣和爱好连接简单的串联电路和并联电路,会用实验的方法探究串、并联电路的区别,能说明生活、生产中采用简单串联或并联电路的实例,发展学生的观察能力,明白复杂事物由简单事物构成,
培养学生合作的精神,激发学生对科学知识的求知欲,认识科学技术对社会发展和人类生活的影响。在具体教学的实施过程中,应在注重电流、电压教学的同时,将串、并联电路的知识分散到不同的课时里完成,以降低学生学习的坡度。
教学重点:电流、电压的概念,电压表、电流表的使用。
教学难点:串、并联电路特点和电路中电流及电压的关系要让学生在几个课时中慢慢地理解并掌握。
[教学资源开发]
中学物理实验网 http://wlsy.qdyz.net
[课时计划]
3课时。
[教学过程]
第1课时 电流的形成及电压 学习内容 新课导入 教师活动 1.灯泡能持续发光是因为有持续的电流流过灯泡,灯泡的明暗程度不同是因为流过灯泡的电流强弱不同,并说明了解电路中电流的强弱对我们设计和使用用电器都有非常重要的意义。 2.教师复习,提问: 一个完整的电路,是由哪些部分构成的?用电器是靠什么来工作的? 教师以水流作类比,逐步引导学生正确认识电压。 1.用电器工作的电流与水流有很多相似之处,水流有哪些特点? 2.电路中有许多电荷,猜想电流是怎样形成的? 3.水流由高处流向低处,是因为高处水的水压比低处水的水压大。电流的形成是否像水流形成一样,那么是什么因素推动电荷定向移动呢? 1.电压使电路中电荷定向移动的原因是电路中有电压。电压是形成电流的原因。提供电压的装置是电源,电源有正极和负极,用“+”、“-”表示,正极的作用是聚集正电荷,负极的作用是聚集负电荷。 2.电流方向的规定:正电荷定向移动的方向为电流方向。在金属内部,电流的方向与电子定向移动的方向相反。在酸、碱、盐的水溶液中,存在着大量能够移动的离子。 教师:1.给学生提供电源、开关、导线及灯泡,让学生试着用不同的连接方式连接电路,使两小灯泡都发光,并画出电路图。 2.巡视学生实验的情况,注意指导和收集学生的学生活动 积极配合教师的讲解并回答教师提出的问题。 一个完整的电路由电源、开关、用电器和导线组成。 电流及电压 积极思考并根据自己已有的生活经验及思维加工,回答教师提出的问题: 水流是因大量水分子定向移动形成的。水总是由高处向低处流。 小结 电路的连接 1.分组按照教师布置的任务实验,并画出电路图。 2.交流连接电路图的体会。 信息。提醒不要短路。 3.比较学生连接电路的情况。 小结 电路的连接方法有两种:串联电路,把元件逐个顺次连接起来组成;并联电路,把元件并列地连接起来组成。
第2课时 电压表和电流表的使用 学习内容 新课导入 教师活动 提问:1.用电器依靠什么来工作? 2.要使电路中产生持续电流,需要什么? 3.电源的作用是什么? 1.通过电池电压的标定说明电压有高低(大小),电压的单位是伏特“V”,要测量电压的大小需要用到电压表。 2.展示电压表,说明学校实验室常用的电压表有0V~3V和0V~15V两个量程。 3.使用电压表,首先要根据测量电压的大小选择合适的量程。 4.使用电压表时应注意的事项: (1)接入电路前,对民压表进行机械调零。 (2)使用电压表时,必须把电压表并联在用电器的两端,并确保电流“+”接线柱(红色)流入,从“-”接线柱(黑色)流出。 (3)在不知所测电压大小的情况下,应先尝试用较大量程进行测量,再根据摆情况来选择量程。 (4)读数时,弄清表盘上的最小刻度值,并使选定的量程与表盘上的刻度对应。 1.教师小结电压表的使用方法。 2.组织学生演板,根据电路图连接实物图。 1.教师介绍一些用电器或电路工作时的电流值。 2.引导学生自学电流表的使用方法。 3.小结电流表的使用方法,并将电流表、电压表使用的异同进行比较。 电流表的使用 量程 选表 接入电路前 接入 方法 电压表 0V~3V 0V~15V 电流表 0A~0.6A 0A~3A 选择合适量程 机械调零 电流从“+”流入,从“-”流出,并联 电流从“+”流入,从“-”流出,串联 1.了解一些常见用电器或电器工作时的电流值。 2.自学电流表的使用方法。 3.区分电流表、电压表使用的异同。 学生活动 回忆并回答教师提出的问题。 电压表的使用 1.了解常见电压值的大小。 2.初步认识电压表,知道不同的量程所用的接线柱。 3.知道电压表的符号压表进行机械调零。 4.弄清表盘和意义。 ,会对电小结训练 1.学生设计用电压表测量电路电压的电路图。 2.进一步练习,根据电路连接实物图。 无法估计被测电流或电压大小读数时 作业 先尝试使用较大量程进行试测量,再根据示数大小来选择量程,将选定的量程与表盘上的刻度对应起来,弄清表盘上的最小刻度值。 《学生评价指南》和《新课堂》上相应的作业。 第3课时 测量电压 量度电流 学习内容 新课导入 教师活动 电池在生活中随处可见,不同电池的电压一般不同,不同的用电器正常工作所需的电压也不同,那么如何测量电路中的电压呢?由此引入新课。 我们可以用电压表测量电路中的电压。 1.让学生设计用电压表测量小灯泡两端电压的电路,并将电压表、小灯泡、开关、导线分发给各小组。 2.让学生设计两灯泡并联和串联的电路。 3.每组补发一个灯泡及若干导线,让学生实验。 4.学生实验时,教师巡视辅导。 学生活动 根据教师的提示回答已知的电压值。 1.回忆电流表、电压表的使用方法。 2.绘制设计用电压表测灯泡两端电压的电路。 3。连接实验器材,测量小灯泡两端的电压。 4.将灯泡组成串联电路,并测每个小灯泡两端的电压及电源的电压,总结规律。 5。将灯泡连成并联电路,测出每个小灯泡两端的电压及电源的电压,总结规律。 测量小灯泡两端的电压 `小结 1.串联电路中,电源的电压等于各用电器两端的电压之和,即U1+U2=U。 2.并联电路中,各用电器两端的电压都相等,且等于电源的电压,即U1=U2=U。 1.引导学生了解常见的电压值,并导出电路中的电流大小如何知道。 2.让学生根据上节课学习电流表的使用方法,连接电路,测量并联电路中通过各小灯泡的电流和电路中的总电流。 3.让学生猜测串联电路中通过各用电器的电流及总电流有何关系,并验证。 测量串、并联电路中的电流 1.连接并测量并联电路中通过各灯泡的电流和电路中的总电流。 2.总结并联电路中的电流规律。 3.猜测串联电路中各用电器中电流和总电流的关系,并验证。 小结 1.在并联电路中,干路的电流等于各支路的电流之和, 即I1+I2=I。 2.在串联电路中,各处的电流强度相等,即I1=I2=I。 《学生评价指南》及《新课堂》上相关的作业。 作业 4.3 电阻
[课标解读]
1.了解决定导体电阻大小的因素。 2.会用滑动变阻器改变电流大小。
[教学目标]
1.采用实验、观察、对比分析、设计创新等多种方法探究电阻及滑动变阻器,知道电阻及其单位,知道滑动变阻器的构造并会利用滑动变阻器改变电流、电压。
2.通过了解半导体和超导体以及它们在现代科学技术中的应用来开阔视野。 3.领悟探究的意义。
[教材分析]
本节主体内容由“导体与绝缘体”、“电阻”、“变阻器”组成。目的是使学生通过探究“导体对电流的阻碍作用”,认识导体本身固有的一种属性——电阻,通过实验学会使用滑动变阻器改变电流、电压。
为尽可能体现“探究的意义在于发现与创新”,并尊重教材和学生的实际,教学中要注意以下四点: (1)打开探究之门。
教师组织学生搜集、观察家用电线并提出思考:普通导线为什么多用铜、铝制成? (2)探究与发现
通过探究发现导体对电流的阻碍作用与导体材料、长度的关系,在完成“电阻”的知识建构过程中打开创新之门,如何制作可变电阻器?(温度因素对电阻的影响,让学生在课外实践活动中了解) (3)创新与实践。
重组教材内容,通过设计变阻器和操作实践,变单一的技能培养为创新意识的建立与实践能力的培养。
(4)拓展与延伸。
引导学生学习“超导材料”与“半导体”,以开阔学生视野,多维设计,并对下一步探究方向作出设想,提高学生的学习兴趣,使课堂得以延伸。 教学重点:对电阻的探究。
教学难点:滑动变阻器在实验中的使用。
[课时计划]
2课时。
第1课时 导体 绝缘体 电阻
学习内容 教师活动 1.提问:高压输电线路中,哪些物体是导体?哪些物体是绝缘体? 2.根据学生回答问题的情况引出不同物质的导电性能不同。 分组实验或教师做演示实验。提供器材:电流表,小灯泡,开关,电池,铜丝,铁丝,硬币,塑料尺,橡胶棒,导线若干。 步骤:按图4-1连接电路。 学生活动 根据日常生活中的经验回答教师提出的问题。 1.做实验,观察接入不同材料时灯泡的发光情况以及电流表的示数。 2.根据实验情况回答教师提出新课导入 探究不同物质的导电性能 的问题。 提问: 1.容易让电流通过的物质有哪些? 2.不容易让电流通过的物质有哪些? 不同的物质对电流的阻碍作用不同,容易导电的物质称为导体。 不容易导电的物质称为绝缘体。 1.提问: 生活中常见的导线多是铜芯和铝芯,为什么很少用铁芯呢? 2.提供较长但长度与粗细相同的铜丝和铁丝,分别让学生接入上面的实验电路中。 导体虽然容易导电,但它对电流仍然存在着阻碍作用,而且不同的导体对电流的阻碍是不同的。导体对电流阻碍作用的大小用电阻表示。 电阻的单位:欧姆(Ω),千欧(kΩ),兆欧(MΩ)。1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω。 说明:实验室经常使用的铜芯导线的电阻很小,可以忽略不计。 1.教师引导学生看教材P98图4.14,猜想导体的电阻可能与哪些因素有关。 2.利用上面的实验器材和新的实验器材——不同规格的铅笔芯指导学生按教材P99做实验。 3.问题: (1)在上述实验中,接入电路中铅笔芯的长度越长,电流数的示数 ,这表明接入电路中的铅笔芯的电阻 。 (2)在上述实验中,在长度一定的前提下,铅笔芯越粗,其电阻 。 (3)在研究电路时,我们并没有考虑导线的电阻,是因为 。 1.导体电阻的大小与导体的长度、横截面积以及导体的材料有关,导体的长度越长,横截面积越小,材料的导电性能越差,导体的电阻就越大。导体的电阻还与导体的温度有关。 2.指导学生学习小资料和阅读材料。 根据实验及教师的小结回答:铜、铁、铝等物质称为导体,塑料、橡胶、玻璃、木材等物质称为绝缘体。 1.思考教师提出的问题。 2.做实验,观察实验现象,并思考:为什么在电压相同的情况下,流经不同导体的电流会不同。 小结 电阻 小结 探究影响电阻大小的因素 1.猜想可能影响导体电阻大小的因素。 2.按教师的指导做实验,观察实验现象,并回答问题。 小结 1.在教师小结后学习教材P100小资料,找出导电能力最强的三种物质。 2.了解超导现象与超导体及半导体。 作业 1.课外活动:蒸馏水及其他溶液的导电能力。 2.《新课堂》上相关的作业和教材P104练习1、2 第2课时 变阻器
学习内容 新课导入 教师活动 1.复习提问: 导体电阻的大小与导体的哪些因素有关? 2.引导提问: 在实际电路中,我们常常需要改变电阻的大小来调节电路中的电流,从而达到诸如改变电灯的亮度、调节收音机声音的大小等目的。你能想哪些改变电阻大小的办法?哪种办法最简单可行呢? 1.展示滑动变阻器。 2.讨论滑动变阻器的结构原理及符号。 见教材P102,演示移动金属杆上的滑动头,可改变接入电路中电阻丝的长度,引导学生说出滑动变阻器改变电阻值的原理。 1.基本使用方法。 (1)调节电路中的电流。如图4-2所示,把电阻丝的一端和滑杆的一端串接在电路中,通过改变电路的电阻值,达到调节电流的目的。使用时,应先把变阻器调到最大值,再逐渐调小,以保护电路中的用电器。 学生活动 1.回忆并回答与导体电阻大小有关的因素。 2.思考能够改变电阻大小的方法,及哪种方法最简单可行? 滑动变阻器 了解滑动变阻器的构造,知道其原理。 滑动变阻器的使用 1.学会变阻器的使用方法。 2.在教师的引导下学会连接滑动变阻器。 (1)接线如图4-4所示。 (2)调节电流接接线柱“一下一上”,如图4-5所示。 (2)调节电路任意两点间的电压。如图4-3所示,把电阻丝两端并入电源,把用电器的两端分别和电阻丝一端及滑杆接线柱并联,再并接上电压表,把 变阻器与用电器并联部分的阻值调到最小,再逐渐(3)调节电路任意两点间的电增大,直到电压表指针偏转到所需的电压值。 压,接接线柱“两下一上”,如图4-6所示。 2.当只接变阻器下面两接线柱时,变阻器相当于定值电阻,当只接上边两接线柱时,变阻器相当于导线。 (4)作定值电阻时,接接线柱“两下”。 使用变阻器的注意事项 1.无论使用变阻器的全部还是部分,电流强度均不得超过额定值。 1.弄清每步注意事项的原因。 2.不要损伤电阻丝的绝缘层,以免造成匝间短路。 2.学会电阻丝断头的处理方法。 3.接线时,在上边两接线柱和下边接线柱各选一个连入电路(简称“一上一下”)。 准备电池组、导线、滑动变阻器、电流表、电压表、实际操作用相关的元器件连接用电器(灯泡)开关,将学生分组,让学生实际操成调节电路中电流及任意两点实验演练 作用滑动变阻器连接成调节电路电流和调节电路任意一两点间电压的电路。教师巡视,注意学生不规范的操作。 小结 1.滑动变阻器的原理。 2.滑动变阻器的构造。 3.使用滑动变阻器的注意事项。 4.滑动变阻器的连接方法。 (1)调节电流。 (2)调节电压。 (3)作定值电阻。 《评价指南》和《新课堂》相关练习。 间电压的电路。 作业 [教学参考材料]
一、小资料
燃料电池和生物电 1.什么是燃料电池?
(1)基本原理:燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。。燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作。燃料电池与常规电池的不同在于,它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂。只要保持燃料供应,电池就会不断工作,提供电能。 (2)产品特点:
高效——它不通过热机过程,不受卡诺循环的限制,其能量转化效率在40%~60%;如果实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。
环境友好——以纯氢为燃料时,燃料电池的化学反应物仅为水;以富氢气体为燃料时,其二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。 安静——燃料电池运动部件很少,工作时安静,噪声很低。
可靠性高——碱性燃料电池和磷酸燃料电池的运行均证明燃料电池的运行高度可靠,可作为各种应急电源和不间断电源作用。 (3)产品应用:
燃料电池既适宜用于集中发电,建造大中型电站和区域性分散电站,也可用作各种规格的分散电源、电动车、不依赖空气推进的潜艇动力源和各种可移动电源,同时也可作为手机、笔记本电脑等供电的优选小型便携式电源。燃料电池产业的技术发展趋势,主要是在三个级别上针对不同的市场需求而齐头发展:100W~10kW电池面向民用,是移动基站、分立电源、潜艇、电动自行车、摩托车、游艇及场地车等的较佳动力源;10kW~100kW电池是电动汽车的首选动力源,是整个燃料电池产业发展的方向;100kW以上电池是特殊条件下电站动力源,如军用、边远地区等用电。 (4)主要类型(依据电解质不同而分类): 电池类型 碱性燃料电池(AFC) 质子交换膜燃料电池工作温度 /℃ 室温~200 燃料 氧化剂 特点 技术状态及应用 纯氢 纯氢、净化重纯氧 氧气 空气 能量转化效率高;高度发展,20世纪60年代已高比功率;但不适在航天中成功应用,可作为合在地面上应用 特殊地面应用。 可室温快速启动;高度发展,适用于分散电站、无电解液流失;水电动车、潜艇推动、各种可室温~100 (PEMFC) 整气 易排出;寿命长;移动电源、家庭动力源。已比功率与比能量有电动车样车,需降低成本,高 尽早实现产业化。 空气 正在开发。适宜为手机、笔记本电脑等供电。 直接甲醇燃料室温~200 电池(DMFC) 磷酸燃料电池(PAFC) CH3OH 100~200 重整气 空气 建分散电站,运行可靠度高,但启动高度发展,适用于特殊需求、时间长,成本高,区域性分散电站。 余热利用价值低。 具有建立分散电站的优势,余热利用价值高。 全固体结构,无使用液体电解质带来的腐蚀和电解液流失问题。 适宜建区域性分散电站,正在进行现场实验,需延长寿命,才能有竞争力,实现商业化。 适宜建造大中型电站、分散电站,电池结构选择开发廉价制备技术。 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 固体氧化物燃料电池(SOFC) 600~700 净化煤气重整气天然气 净化煤气天然气 空气 800~1000 空气 2.生物电。 (1)自然界中的生物电。
恩格斯在一百多年前总结自然科学成就时就指出:“地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的现象。”生物电就是生物体所呈现的电现象。电现象在生物体内普遍存在,不仅动物体内有,植物体内也同样有。但是,生物电的电压很低,电流很弱,要用精密仪器才能测量到,因此生物电直到1786年才由意大利生物学家伽伐尼首先发现。人体的肌肉、神经、器官、组织的细胞活动,都会产生微弱的电活动。现代医学已经证明,生物电现象是生命活动的基本属性,人体的任何一个细微活动,如外界的刺激、心脏的跳动、肌肉收缩、眼睛开闭、大脑思维等,都伴随着生物电的产生和变化。心脏跳动时会产生1mV~2mV的电压,眼睛开闭时,会产生5mV~6mV的电压,读书或思考问题时,大脑会产生0.2mV~1mV的电压。
动物中,有不少生物的电流、电压相当大。在世界一些大洋的沿岸,有一种体形较大的海鸟——军舰鸟,它有着高超的飞行技术,能在飞鱼落水前的一刹那叼住它,从不失手。美国科学家经过10多年研究发现,军舰鸟的“电细胞”非常发达,其视网膜与脑细胞组织构成了一套功能齐全的“生物电路”,它的视网膜是一种比人类现有的任何雷达都要先进百倍的“生物雷达”,脑细胞组织则是一部无与伦比的“生物电脑”,因此它们才有上述绝技。
还有一些鱼类有专门的发电器官。如广布于热带和亚热带近海的电鳃,能产生100V电压,足可以把一些小鱼电死。非洲尼罗河中的电蛤,电压有400V~500V。南美洲亚马逊河及奥里诺科河中的电鳗,形似泥鳅、黄鳝,身长2m,可以产生瞬间电流2A,电压800V,足可以把牛马甚至人击毙在水中。难怪人们说它是江河里的“魔王”。
植物体内同样也有电。为什么人的手指触及含羞草时它便“弯腰低头”害羞起来?为什么向日葵黄色的脸庞总是朝着太阳微笑?为什么捕蝇草会像机灵的青蛙一样捕捉叶子上的昆虫?这些都是生物电的功劳。如含羞草的叶片受到刺激后,立即产生电流。电流沿着叶柄以14mm/s的速度传到叶片底座上的小球状器官,引起球状器官的活动。而球状器官的活动又带动叶片活动,使得叶片闭合。不久,电流消失,叶片就恢复原状。在北美洲,有一种电竹,人畜都不敢靠近,一旦不小心碰到它,就会全身麻木,甚至被击倒。
此外,还有一些生物包括细菌、植物、动物都能把化学能转化为电能,发光而不发热。特别是海洋生物,据统计,生活在海洋中等深度的虾类中有70%的品种和个体、鱼类中70%的品种和95%的个
体,都能发光。一到夜晚,在海洋的一些区域,一盏盏生物灯大放光彩,汇合起来形成极为壮观的海洋奇景。
(2)生物电的产生。
生物电现象,是以细胞为单位产生的。生物学家指出,组成生物体的每个细胞,都是一台微型发电机。细胞膜内外带有相反的电荷。绝大多数动植物细胞中(少数植物细胞除外),膜外带正电荷,膜内带负电荷,存在电位差,称为“静息电位”。膜内外的钾、钠离子的不均匀分布是产生细胞生物电的基础。人体要不断地在细胞膜间输入或输出钾、钠离子,以维持细胞膜内外的离子浓度的平衡状态,生物电现象也由此产生。德国贝尔教授曾指出:“生命的基本活动实质是电子传递,只有当电子传递停止了,人的生命也就终结了。”瑞典卡诺林斯研究院的诺登斯强姆教授经过20多年的潜心研究,于1983年发表了《生物闭合电路》专著。他创立的生物闭合电路理论认为:人体除血液循环及淋巴循环外存在第三个循环系统,它是在体内形成的复杂电网。根据被激活的的电路活动状态,产生不同的生物效应。人体存在血管间质闭合电路,它是生物闭合电路的重要组成部分,在微循环的物质与能量运转中发挥着重要的作用。 二、相关网址
人民教育出版社,初中物理网 http://www.pep.com.cn/czw/index.htm 初中物理实验网 http://wlsy.qdyz.net 三、问题解答 P86“想一想”
需要电源、导线、灯泡连成通路。 P87“分析与思考”
闭合开关后看见灯泡发光。其中电源为用电器提供能源;导线让电流通过,开关控制电路的断通,灯泡将电能转化为光能和内能;如果缺少开关,实验仍能成功,但不能控制电路的断通,缺少其他的器材,则实验不能成功。 P88“课外活动”
将电源、导线、灯泡、开关连成一个电路。在其中某处断开,在导线的两个接头上接上鳄鱼夹。闭合电路,将鳄角夹分别夹在软管套两端导线的线头上,并闭合开关。将一端的鳄鱼夹在三根导线端分别试夹,如灯泡发光,说明两鳄鱼夹夹住的导线属于同一根导线。用这样的方法,将同一根的导线两端做好记号,可将三根导线区分开来。 P88“练习” 1.
电路图比实物图更简洁。
2.电源、导线、开关、灯泡。 电路图:
P89“讨论”:
要使电荷在电路中持续做定向运动,需要提供电能的电源、连接电路的导线、用电器,并构成通路。 P91“想一想”
常见的电池有各种不同型号的干电池、铅蓄电池、手机电池、千层电池、纽扣电池、燃料电池等;电池上标出的“3.6V”和“1.5V”等表示电源提供的电压。 P92“想一想”: 一般不一样。(当用电器的额定功率相等、额定电压相同、实际工作电压相同时,流过它们的电流的大小是一样的) P93“分析与思考”:
1.是相同的(串联电池)。 P96“想一想”:
钢架、电线是导体;绝缘木是绝缘体。 P97“分析与思考”:
容易让电流通过的物质有铜丝、铁丝、硬币。 不容易让电流通过的物质有塑料尺、橡胶棒。 P97“想一想”:
因为相同条件下,铜导线和铝导线比铁芯导线的导电能力强得多。 P97“讨论”:
小灯泡的亮度不同;电流表示数不同;因为不同物质的导电能力不同;不同的物质对电流的阻碍作用不同。
P98“想一想”
有关。同种导线,越细、越长,对电流的阻碍作用越大,越粗、越短,对电流的阻碍作用越小。 P99“分析与思考”
1.铅笔芯的长度越长,电流表的示数越小。接入电路中铅笔芯的长度越大,电阻越大。 2.铅笔芯长度一定时,其芯越粗电阻越小。 3.实验用的铜导线的电阻很小,可忽略不计。 P101“想一想”:
改变导线的截面积和改变导线接入电路中的长短;第二种方法最简单可行。 P104“练习”
导体有:碳棒、食盐水。
绝缘体有:橡皮、棉花、纯净水 P104“课外活动”
蒸馏水是绝缘体,加了食盐的水是导体。
4.4 电流与电压、电阻的关系
[课标解读]
1.理解欧姆定律。
2.能应用欧姆定律解决简单的电学问题。
[教学目标]
1.使学生初步熟悉如何控制变量法研究物理规律的思路 。 2.理解欧姆定律,能运用欧姆定律分析解决简单的问题。 3.会用伏安法测导体的电阻。
4.理解串、并联电路的等效电阻,会运用串、并联电路知道分析、解决简单问题。
[教材分析]
1.教学重点:理解欧姆定律。
2.教学难点:应用欧姆定律解决简单的电学问题。
[教学资源开发]
电路演示板,投影片。
[课时计划]
3课时。
[教学过程]
一、新课导入
提问:大家还记得产生电流的原因吗?(电压是产生电流的原因) 由此可以想到,电压越高,电流可能越大。
提问:前面学过的电阻表示什么?(导体对电流阻碍作用的大小) 猜想:电阻越大,电流将越小。
讲述:知道电流跟电压和电阻的关系,是研究和分析各种电路的关键,是电学中的一个十分重要的问题。下面我们将用实验来探究这个关系。 二、新课教学。
1.讲解控制变量法。
探究和解决物理问题的方法多种多样,控制变量法是重要的方法之一。所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件不变,每次让一个量发生变化,以利于在研究过程中,迅速找到事物变化发展的规律,最终解决研究的问题。
提出:我们探究电流与电压、电阻之间的关系,就要运用到控制变量法。 2.探究电流与电压的关系。
提问:怎样运用控制变量法探究电流与电压的关系呢?
点拨:保持导体的电阻不变,改变导体两端的电压,观察电流的变化情况,就可判断电流与电压的关系。
提问:此实验需要哪些实验器材?又该连成怎样的实验电路图呢? (1)学生自己画出实验电路图。(如图4-7所示)
(2)学生动手实验前由教师示范,边演示边讲解注意事项。 ①按电路图连接电路;
②电路连接时,开关应断开;
③滑动变阻器的电阻应调到最大位置; 图4-7 ④电路连接检查无误后,闭合开关。
(3)教师示范后,学生实验前,对学生提出具体要求。 ①使用10Ω的定值电阻,认清元件;
②调节滑动变阻器,使定值电阻R两端的电压成整数倍(如1V、2V、3V);
③出示记录表格,明确实验后找学生填表。
(4)学生开始进行实验,教师巡回指导,帮助学生纠正错误,排除故障。 (5)实验完毕后,找两组学生代表汇报实验数据,填入下表。
U/V R=10Ω I/A 第一组 第二组 1 2 3 引导学生观察表中数据,找出数据变化规律,让学生总结电流与电压的关系及其成立条件,最后找学生口头表述。
结论:在电阻一定时,导体的电流跟电压成正比。 3.探究电流与电阻的关系。 研究方法和电路图同上。
换用不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器,使电压表读数保持不变,将电阻值和对应的电流值填入下表。(找两组学生代表上黑板填实验数据)
R/Ω U=3V I/A 第一组 第二组 5 10 15 引导学生观察表中数据,找出数据变化规律,让学生总结电流与电阻的关系。 结论:电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比。 4.欧姆定律。
提问:上面探究了电流与电压的关系及电流与电阻的关系。这两个关系能否用一句话来概括呢? 启发学生讨论回答。(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)
电流、电压、电阻的这种关系首先由德国物理学家欧姆提出,所以叫欧姆定律。它是电学中的一个基本定律。
提问:如果用字母U表示导体两端的电压,R表示导体的电阻,I表示导体中的电流,那么欧姆定律能否用一个式子表示呢? 学生讨论总结答出: 欧姆定律的公式:
教师强调:
(1)公式中的I、U、R必须针对同一段电路。 (2)单位要统一,I的单位是(A),U的单位是(V),R的单位是欧(Ω)。 5.运用欧姆定律计算有关问题。
例 一盏白炽灯的电阻为807Ω,接在220V的电源上,求通过这盏电灯的电流强度。 教师启发指导:
(1)要求学生读题。
(2)让学生根据题意画出简明电路图,并在图上标明已知量的符号及数值和未知量的符号。 (3)找学生在黑板上板书电路图。
(4)大家讨论补充,最后的简明电路图如图4-8所示。 (5)找学生回答根据的公式。
已知:R=807Ω,U=220V,求:I。
图4-8 解:根据I=U/R得:
I=220V/807Ω=0.27A。 巩固练习:
练习1 有一种指示灯的电阻为6.3Ω,通过的电流为0.45A时才能正常发光,要使这种指示灯正常
发光,应加多大的电压?
练习2 用电压表测导体两端的电压是2.7V,用电流表测通过导体的电流为0.4A,求这段导体的电阻。
通过练习2引导学生总结出测电阻的方法。由于用电流表测电流,用电压表测电压,利用欧姆定律就可以求出电阻大小。所以欧姆定律为我们提供了一种测定电阻的方法,这种方法叫伏安法。 小结:本节课主要学习了:
(1)电流与电压、电阻的关系; (2)欧姆定律。
(3)欧姆定律的运用。
[教学参考资料]
一、小资料
欧姆和欧姆定律
欧姆(Georg simon Ohm 1787-1845)1787年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识,并教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学。由于经济困难,他中途辍学,到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天才和科学抱负的人。他长期担任中学教师,由于缺少资料和仪器,给他的研究工作带来不少困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器。 欧姆对导线中的电流进行了研究。他从博立叶发现的热传导规律中受到启发,导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差,因而欧姆认为,电流现象与此相似。他猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力,即现在所称的电动势。欧姆花了很大的精力在这方面进行研究。开始他用伏打电堆作电源,但是因为电流不稳定,效果不好。后来他接受别人的建议改用温差电池作电源,从而保证了电流的稳定性。但是如何测量电流的大小,这在当时还是一个没有解决的难题。开始欧姆利用电流的热效应,用热胀冷缩的方法来测量电流,但这种方法难以得到精确的结果。后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来,巧妙地设计了一个电流扭秤。用一根扭丝悬挂一磁针,让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置;再用铋和铜温差电池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中,并用两个水银槽作电极,与铜线相连。当导线中通过电流时,磁针的偏转角与导线中的电流成正比。
欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正确理解和评价这一发现。欧姆遭到怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视,经济极其困难,使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌,才引起德国科学界的重视。
欧姆在自己的许多著作里还证明了:电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积和传导性成反比;在稳定电流的情况下,电荷不仅在导体的表面上,而且在导体的整个截面上运动。 二、问题解答
P106“分析与思考”:
1.在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。 2.在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
第2课时 实验:用电压表和电流表测电阻
[教学过程]
一、新课导入
学生练习:用电压表测出一段导体两端的电压为2.6V,用电流表测出通过这段导体的电流为0.3A,求这段导体的电阻。
教师启发:从例题可以看出,如果分别用电压表和电流表测出电路中某一导体两端的电压和通过它的电流,就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻。这种用电压表和电流表测定电阻的方法叫做伏安法。
二、新课教学 1.提问:(1)怎样用电压表、电流表测电阻的值? (2)需要测量哪些物理量?
(3)怎样算出电阻?这个算出的值有误差吗? (4)怎样减小误差?怎样才会取得多组数据? (5)实验的电路图是怎样的?
小结:按以上思想,学生很容易想到用滑动变阻器去改变待测电阻中通过的电流和待测电阻两端的电压,突出了变阻器在此实验中的中心作用。 2.讲解实验过程。
实验目的:用电压表、电流表测电阻。 实验原理:
图4-9
实验器材:学生电源,电压表,电流表,滑动变阻器,待测电阻,单刀开关各一个,导线若干。 实验电路图:如图4-9所示。 实验步骤:
(1)按电路图连接电路。
(2)检查无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的读数,填入下面的表格中。
(3)算出三次R的值,求出R的平均值。 实验记录表格
次数 1 2 3 电压U/V 电流强度I/A 电阻R/Ω 待测电阻R的平均值:R=(R1+R2+R3)/3。 3.教师强调实验注意事项: (1)连接电路时提示学生; ①开关要处于断开位置;
②滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值的位置。 ③电源电压选用4V。
④电压表选用3V量程,电流表选用0.6A。 ⑤注意认清电压表、电流表的“+”、“-”接线柱。 (2)指导学生连接电路时强调: 先连“主电路”,即自电阻R、电流表、滑动变阻器、单刀开关、电源组成的串联电路,检查无误后再接电压表。
4.进行分组实验。
(1)教师巡回指导,检查学生分组实验的情况,及时解决实验中发生的问题。 (2)指导学生正确读出电流表、电压表上的数值。 (3)注意观察,尽可能要求每个学生都参加操作。
(4)掌握实验进展,记录下实验做得好的小组。 5.实验总结。
(1)选几组汇报实验结果。
(2)指出实验中的优点、缺点,特别是实验中普遍存在的问题,作为今后的教训。 6.实验注意。
在物理实验中选择实验器材,不但要考虑需要哪些器材,还要考虑器材的规格和性能,如电源的电压、仪表的量程等。在这个实验中,如果被测电阻的阻值大约80Ω,选用的电源电压为1.5V,选用的电流表量程是0A~0.6A,那么,电源电压和电流表里程的选择是否得当?为什么? 7.课堂巩固练习:
(1)某同学对两只电阻R1、R2进行测量后,根据所测的两组数据得到图4-10中的两条直线,由图像可知,R1、R2的大小关系是( )。 A. R1>R2 B. R1=R2 C. R1<R2 D. 无法判断
(2)给你一只电流表、一个已知阻值的电阻R0、电源、开关、若干导线和一个待测电阻Rx,请你设计一个电路,能粗略地测出待测电阻Rx的阻值。 图4-10 要求:
①画出实验电路图。 ②说明需测量的物理量。
③写出计算Rx的大小的数学表达式。
8.小结:本节课主要学习了用伏安法测导体的电阻值。
[教学参考资料]
小资料
关于伏安法测电阻的内接法与外接法
利用电压表和电流表测电阻R的电路有两种接法。 (1)电流表内接法。 电路:如图4-11所示。
结果:测量值偏大,即R涮>R。
定性解释:电流表内接时,电流表的读数与R中的电流相等。但由于电流表的内阻RA≠0,,而具有分压作用,使电压表读数大于R两端电压,因此,由
算得的电阻值偏大。
图4-11
定量分析:因为电压表所量得的是R和RA的串联电压,所以测得值是R和RA的串联等效电阻, (2)电流表外接法。 电路:如图4-12所示。
结果:测量值偏小,即R涮<R。 定性解释:电压表的读数与R两端电压相等。但由于电压表内阻RV≠∞,而具有分流作用,使得电流表的读数大于流过R的电流,因此由
。
图4-12
算得的电阻值偏小。
定量分析:因为电流表量得的是通过R和RV的总电流,所以测得值是R和RV的并联等效电阻。
。
第3课时 串联电路和并联电路
[教学过程]
一、新课导入
在实际电路中通常有几个或多个导体组成的电路。几个导体串联(或并联)以后总电阻是多少?与分电阻有什么关系?例如:在修理某电子仪器时,需要一个10Ω的电阻,但不巧手边没有这种规格的电阻,而只有一些5Ω或20Ω的电阻,那么,可不可以把几个5Ω或20Ω的电阻合起来代替10Ω的电阻呢?
电阻的串联和并联的知识可以帮助我们解决这个问题。 二、新课教学 1.串联电阻实验
教师出示三个定值电阻:R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。 再出示如图4-13所示的电路图。
将R1和R2串联起来接在电路的a、b两点之间,提示学生,把已串联的电阻R1和R2当做一个整体(一个电阻),闭合开关,调节滑动变阻器使电压示数为一整数(如3V),电流表此时读数为0.2A,根据伏安法测出总电阻
图4-13 R=U/I=3V/0.2A=15Ω。
引导学生比较测量结果,得出总电阻与R1、R2的关系:R=R1+R2=15Ω。
再串入电阻R3,把已串联的电阻R1、R2 、R3当做一个整体,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为一整数(如3V),电流表此时示数为0.1A,根据伏安法测出总电阻R=U/I=3V/0.1A=30Ω。
引导学生比较测量结果,得出总电阻与R1、R2 、R3的关系:R=R1+R2 +R3=5Ω+10Ω+15Ω=30Ω。 让学生分析实验结果,初步推出结论。
2.应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分发电阻的关系。 作图4-14,并从欧姆定律分别求得:R1=IR1,U2=IR2,U=IR。 在串联电路中:U=U1+U2。 所以:IR=IR1+IR2,R=R1+R2。
图4-14 这表明:串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。
提出:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个导体的电阻都大。 3.运用公式进行简单计算。 师生小结:
(1)串联电路中的电流关系:I总=I1=I2。 (2)串联电路中的电压关系:U总=U1+U2。 (3)串联电路中的电阻关系:R总=R1+R2。
例1 把R1=5Ω的电阻与R2=10Ω的电阻串联起来接在6V的电源上,求这个串联电路中的电流。 让学生仔细读题,根据题意画出电路图(如图4-15所示),并标出已知量的符号及数值和未知量的符号。
引导学生找出求电路中电流的三种方法。 (1)I=U1/R1; (2)I=U2/R2; 图4-15 (3)I=U/R。
经比较得出:第(3)种方法简便,找学生回答出串联电路的电阻计算。 R=R1+R2=5Ω+15Ω=20Ω。
解题过程:
已知:R1=5Ω,R2=15Ω,U=6V,求:I。 解:R=R 1+R2=5Ω+15Ω=20Ω 根据I=U/R得 I=6V/20Ω=0.3A
答:这个串联电路中的电流为0.3A。
强调欧姆定律I=U/R中的I、U、R必须对应同一段电路。
例2 有一个小灯泡,它正常发光时灯丝电阻为8.3Ω,两端电压为2.5V。如果我们只有电压为6V的电源,要灯泡正常工作,需要串联一个多大的电联?
让学生根据题意画出电路图,并标明已知量的符号及数值和未知量的符号。 引导学生分析得出:
(1)这盏灯正常工作时两端电压只许2.5V,而电源电压是6V,那么串联的电阻要分担的电压为:U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V。
(2)R2的大小根据欧姆定律求出。R2=U2/I。
(3)因为R2与R1串联,通过R2的电流与通过R1的电流相等。 (4)通过R1的电流根据I=U1/R1,求出。 解题过程:
已知:R1=8.3Ω,U1=2.5V,U=6V,求:R2。 解:电阻R2两端电压为:U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V 电路中的电流为:I=U1/R1=2.5V/8.3Ω=0.3A 需串联的电阻为:R2=U2/I=3.5V/0.3A=11.7Ω 答:需串联一个11.7Ω的电阻。 4.并联电阻的实验。
将R1、R2并联接在a、b两点间,如图4-16所示。闭合开关前,用一纸片画上一个电阻符号盖住R1和R2,提示学生,把已并联的电阻R1和R2当做一个整体(一个电阻)。
闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表的读数为一便于计算的数(如0.2A),
图4-16 电压表的读数为0.66V,根据伏安法测出总电阻R。
R=U/I=0.66V/0.2A=3.3Ω
它小于10Ω,也小于5Ω,与我们事先的推测相符,可见R1、R2并联后的总电阻比R1、R2的任意一个电阻都要小。
5.应用欧姆定律推导并联电路的总电阻与分电阻的关系。
分别以R1、R2支路和总电路为研究对象,利用欧姆定律得出电流强度与电压、电阻之间的关系: I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R。 在并联电路中: I=11+I2,U=U1+U2。
从而得出:U/R=U1/R1+U2/R2。 所以1/R=1/R1+1/R2。
图4-17
表明并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和。
并联导体的电阻相当于增大了导体的的横截面积,总比其中任一导体横截面积要大,所以总电阻比任何一个导体的电阻都小。 6.运用公式进行简单计算。 师生小结:
(1)并联电路中电流的关系:I总=I1+I2;
(2)并联电路中电压的关系:U总=U1+U2; (3)并联电路中电阻的关系:
例1 将R1=6Ω和R2=10Ω的电阻并联起来,求并联后的总电阻。
要求学生根题意画出电路图,并在图上标出已知量的符号及数值和未知量的符号,答出根据的计算公式。 解题过程:
已知:R1=6Ω,R2=10Ω,求:R。 解:根据1/R=1/R1+1/R2得: 1/R=1/6Ω+1/10Ω+8/30Ω R=30Ω/8=3.75Ω。
例2 灯L1与灯L2并联接在30V的电源上,已知L1的电阻R1=20Ω,灯L2的电阻R2=60Ω。求两灯的总电阻和干路中的电流。
让学生根据题意画出电路图并标出已知量的符号及未知量的符号,答出根据的计算公式。 学生答,教师板书解题过程。
已知:R1=20Ω,R2=60Ω,U=30V, 求:R、I。
解:根据1/R=1/R1+1/R2得: 1/R=1/20Ω+1/60Ω=4/60Ω R=15Ω
根据欧姆定律I=U/R得: I=30V/15Ω=2A。
小结:本节课主要学习了电阻串联和电阻并联的特点。 教学反馈:略。
。
[教学参考资料]
问题解答 P111“练习” 1.0.45A
2.0.4A 2..5V 6.25Ω 3.1A
4.电阻是导体本身的属性,它的大小与加在导体两端的电压无关,故并不是加在导体两端的电压越大,导体的电阻就越大。
4.5 电能和电功率
[课标解读]
1.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度,会计算用电器消耗的电能。 2.知道电功率的含义,能从说明书或铭牌上了解家用电器的额定功率。
[教学目标]
1.从能量转化的角度认识电能和用电器的作用。
2.理解电功率和电流、电压之间的关系,并能进行简单的计算。
3.能区分用电器的额定功率和实际功率。 4.会测小灯泡的电功率。
[教材分析]
1.教学重点:理解电功率的含义,会计算用电器消耗的电能。 2.教学难点:用电器消耗的电能与额定功率。
[教学资源开发]
电路演示板,投影片。
[课时计划]
3课时。
第1课时 电能和电功
[教学过程]
一、新课导入
学生讨论:当今世界是一个电的世界。假如没有了电,我们的生活和世界将会是什么样子的呢? 再问:水流可以做功,例如水流可以推动水轮机做功。那么,电流也可以做功吗?电流做功的实质又是什么呢?
今天,我们就来探究这个问题。 二、新课教学。 1.电流做功。
实验:如图4-18所示,给小电机通电,电动机转动,可以把砝码提起来。
学生由实验小结:电流是可以做功的。
教师分析:电动机转动,消耗了电能;同时,砝码被提起来,增大了砝码的机械能。所以在电流通过电动机做功的过程中,电能转化为机械能。
图4-18 电流做功把砝码提起让学生列举生活中见到的电流做功的实例。
讨论教材P112图4.35~4.38。 2.电流做功的实质。
提问:电流只通过电动机时才做功吗?电流通过电灯、电炉等用电器时也做功吗? 分析:
(1)电流通过电炉时,电炉发热,电能转化为内能;
(2)电流通过电灯时 ,灯丝灼热发光,电能转化为内能和光能; (3)电流通过电扇时,电扇转动,电能转化为机械能; (4)电流通过收音机时,收音机发声,电能转化为声能。
小结:电流可以做功,电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式能量的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。 3.电功的计算。
提问:消耗电能的多少可以用电流做功的多少来度量。那么怎样计算电流做功的多少呢? (1)介绍:研究表明,电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。 电流所做的功叫做电功。
(2)电功的计算公式:W=Uit。
(3)意义:电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
(4)单位:焦耳(J)。
对1J的认识:通过手电筒灯泡的电流,每秒钟做的功大约是1J,通过普通灯泡的电流,每秒钟做的功一般是几十焦。通过洗衣机中的电动机的电流,每秒钟做的功是200J左右。 显然,焦耳这个单位很小,使用起来不方便,生活中常用“度”作电功的单位。 4.运用公式进行简单的计算。
强调“某段”和“这段”表示对应关系。
例 我们教室里的灯两端的电压是220V,通过的电流是0.18A,那么通电10分钟,电流做了多少功?消耗了多少电能?
练习:如图4-19所示,计算电流I通过R1和R2在ts内做的功分别是多少? 5.电能表。
提问:家庭消耗的电能,我们一般是用什么测量的呢? 介绍: 图4-19 (1)电能表的作用:测量用电器消耗多少电能的仪表。
(2)读数方法:某段时间内线路上消耗的电能,就是电能表上在这一时段的起止时刻的两次示数之数之差。
(3)读数注意:最右边的一位一般是小数点后的数字。 (4)计量单位:千瓦时(kW·h)日常生活中叫“度”。1度=1kW·h=3.6×106J。 (5)电能表的种类:电子式和机械式电能表。 (6)电能表上有几个重要的参数:“220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用;“10(20)A”是指这个电能表的额定电流为10A,在短时间内允许通过的最大电流不能超过20A;“50Hz”是指这个电能在50Hz的交流电路中使用; 机械式电能表上的“600r/kW·h”,是指每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转过600转。 练习:小明家里上月底电能表的读数是61205,本月底电能表的读数是61249。问在1个月内小明家用了 度电,消耗了 J的电能。 6.1度电的作用。
电炉炼钢 生产化肥 采掘原煤 灌溉麦田 电车行驶 机织棉布 1.6kg 0.7kg 105kg 50m2 0.85km 11m
图4-20
提问:看了“1度电的作用”,你受到了什么启示?
小结:本节课主要学习了电能和电功的知识,介绍了电能表的使用。 教学反馈:略。
[教学参考资料]
小资料
电能表
电能表的型号虽然有不同,但结构、原理是一样的,一般都采用电磁感应
图4-21
原理制成。电能表的内部结构如图4-21所示,由五个基本部件组成:电流线圈(图中1,跟负载串联着)、电压线圈(图中2,跟负载并联着)、铝盘(图中3)、永久磁铁(图中4)和计数机构(图中5,图中只画出了传动齿轮)。把电能表接入交流电路后,电流线圈和电压线圈中的交流电分别在它们的铁心中产生交变的磁场。交变磁场穿过铝盘,在铝盘上感应出涡流,涡流又受到磁场力的作用,使铝盘得到转动力矩而转动。铝盘的转速跟电流和电压的乘积成正比,即跟电功率成正比。铝盘转动时带动计数机械,永久磁铁是用来阻止铝盘转动的。
使用电能表时要注意,负载的用电量要在电能表额定数值的10%以上,否则计量不准,甚至有时根本带不动铝盘。
第2课时 电功率及其计算
[教学过程]
一、新课导入
我们写字有快慢,物体的运动也有快慢,电流做功也有快慢吗?
思考讨论:电流通过电扇电动机,通电半小时,电流做功72000J;电流通过起重机电动机,通电2秒钟做功40000J。问:①电流通过哪个电动机做功多?②电流通过哪一个电动机做功快? 今天,我们就来探究这个问题。 二、新课教学 1.电功率。
查看微波炉和电冰箱的铭牌。(见教材P113图4.41~图4.42)
问:在相同时间内,电流通过哪个用电器做功快?我们怎样表示电流做功快慢呢? 师生共议下列内容:
(1)电功率的意义:表示电流做功的快慢。
(2)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用P来表示; (3)公式:
。
提问:一件用电器的使用功率大小取决于什么因素?
用电器两端的电压和通过用电器的电流。研究表明:功率=电压×电流, 即:P=UI
(4)单位:瓦特(W),千瓦(kW),1瓦=1焦/秒=1伏安。 换算1kW=1000W。 2.度(千瓦·时)。 提问:电功率的公式
可以变形成怎样的公式?(W=Pt)
介绍:计算电功的公式:W=Pt和电功的单位千瓦时。 W=Pt=1kW×1h=1kWh=1000W×1600s=3.6×106J。
意义:1kW·h是指功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。 让学生做一些有关电功率和电功的口头计算练习:
(1)一灯两端电压为220V,通过灯的电流为0.2A,求灯的电功率? (2)40W的电灯工作10h消耗多少电能?
(3)30kW的电动机工作1h,做多少电功?通过该例题的讲述,向学生强调要正确使用W=Pt这个公式,注意公式中各量的单位。 W(焦)=P(瓦)t(秒)
W(千瓦时)=P(千瓦)t(时)。 3.额定功率。
手拿一个“220V40W”的灯泡问:通常我们说这是一只40W的灯泡,那是一把60W的电烙铁,并没有明确地指明电压,在不同的电压下,同一个用电器的功率总是一样大吗? 演示实验:介绍实验装置,组成如图4-22所示的电路。
告诉学生实验目的:研究灯泡的亮度跟电压的关系,让学生观察电压表和电流表两表的示数和灯泡的亮度。 实验步骤及要求如下: (1)闭合开关后,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压分别为2.5V、2V、2.8V
图4-22
时,读出电流I的值并填入表格中。
(2)将三种电压下的功率值算出填入表格中。 次数 电压/V 电流/A 电功率/W 亮度 1 2 3 介绍:
用电器正常工作时的电压叫作额定电压。 用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。 4.实际功率与额定功率的关系:
当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作。U实<U额,P实<P额,用电器能正常工作。当U实>U额时,P实>P额,用电器容易被烧坏。
指出,每个用电器的额定功率只有一个,而实际功率有许多个,我们平常说这是一只40W的灯泡。指的是这只灯泡的额定功率是40W。 分别讨论:
(1)灯泡的亮度由什么决定?(灯的实际功率)
(2)不同的电压下,同一个用电器消耗的功率是否一样大? (3)用电器工作时的功率和电压有什么关系?
观察一只“220V40W”的灯泡的铭牌并说明其含义。
点拨:表示这只灯泡的额定电压为220V,额定电功率为40W。 5.电功率的计算。 例1 “PZ220-25”的灯泡,接在220V的电路中,通过灯光的电流有多大?这时灯泡的电阻有多大?“PZ220-60”的灯光呢? 解:对“PZ220-25”的灯泡:
对“PZ220-60”的灯泡:
我们看到,额定电压相同的灯泡,额定功率大的,电阻小。这是因为,在相同的额电压下,电阻小
的灯泡通过的电流大(根据欧姆定律),因此它的额定功率大(根据电功率的公式)。
例2 “PZ220-25”的灯泡,接在210V的电路中,实际发出的功率是多大?接在230V的电路中,实际发出的功率又是多大?
灯泡接在210V、220V、230V的电路中,可以认为灯丝的电阻R没有改变。根据欧姆定律知道,加在灯泡上的电压增高(降低)时,通过灯泡的电流增大(减小);根据电功率的公式知道,灯泡实际发出的功率将增大(减小)。下面我们根据这个思路做定量计算。 解:“PZ220-25”的灯泡接在210V的电路中; 功率:P1=U1I1=210V×0.105A=22.1W。 “PZ220-25”的灯泡接在230V的电路中;
功率:P1=U1I1=210V×0.115A=26.5W。
例3 标有“8V2W”的灯泡能不能直接接到12V的电源上?若要使小灯泡接上后正常发光,应该怎样办?
分析:若要将小灯泡直接接到电源上,灯泡会烧坏,所以不能直接接入。若要接入,应让灯泡串联一个电阻后再接人,让电阻R分担3V的电压。 解:应和一阻值为R的电阻串联后再接入 I=I额=P额/U额=2W/8V=0.25A,
R=(U-U额)/I=(12V-8V)/0.25A=16Ω
小结:当加在用电器两端的实际电压比额定电压大时,用电器可能会烧坏,应将
图4-23
它串联一个电阻后再接入。
例4 将灯L1“220 25”和灯L2“220 60”两灯泡并联接在220V的电源上,哪盏灯泡亮?为什么?若将它们串联后接在220V的电源上,哪盏灯泡亮?为什么? 分析:要判断两灯的亮与暗,需要比较两灯实际功率的大小。 解:并联时,灯泡两端的电压相等,R1>R2, 由P=U2/R得P1<P2;
串联时,通过灯泡的电流相等,R1>R2, 得P1>P2。
小结:并联电路中,电阻大的用电器消耗的电功率小。 串联电路中,电阻大的用电器消耗的电功率大。
小结:本节课主要学习了电功率的知识及运用电功率的公式进行计算。
[课后反思]
[教学参考资料]
问题解答
P114“分析与思考”: 1.PZ220-100灯较亮。 2.PZ220-40灯较亮。
P116“练习”: 1.1.5W。 2.5.45A。
3.0.33度;0.18元。 4.(1)能 (2)9kW·h
第3课时 测定小灯泡的功率
[教学过程]
一、新课导入
常用的小灯泡标有额定电压(如1.5V、2.5V、3.8V),而未标明额定功率,那么它的额定功率如何知道呢?
今天,我们就用实验来测定小灯泡的功率。 二、新课教学 1.实验前准备。
实验目的:测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的实际功率。 实际原理:P=UI。
方法:伏安法(适当解释)。
让同学们观察自己实验桌上的器材,再回答下列回答: (1)小灯泡额定电压是 V。
(2)滑动变阻器最大的电阻值是 Ω,允许通过的最大电流是 A。 (3)电压表量程选取 V。 (4)电流表量程选取 A。 (5)电源用 。 (6)开关一个,导线若干。
连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片应置于 位置。
使U=1.2V时,要小心移动滑动变阻器的滑片,以免因实际电压超过额定电压过大而烧坏灯泡。 思考,回答问题。
(1)实际的目的是什么?
(2)必须测出哪些物理量?实验的原理是什么? (3)需要哪些实验器材?
(4)实验中为什么要用滑动变阻器?它和灯泡应如何连接? (5)怎样组成电路?(如图4-24所示) 2.学生实验,教师巡回指导。
(1)解决同学们在实验中遇到的疑难问题。 (2)指导学生掌握正确的操作方法和实验技能。 (3)掌握实验的进展,记录下实验做得好的小组。 图4-24 按照电路图连接实物,并认真检查各部分接线是否正确。
实验分3次进行。调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压等①等于额定电压、②约为额定电压的1.2倍、③低于额定电压,分别观察灯泡的发光情况,记录U、I的值,并计算P。 实验表格:
次数 电压/V 电流/A 电功率/W 亮度 1 2 3 3.整理器材:将所有器材摆放有序。 4.完成实验报告。
请几位学生汇报实验数据(包括不同的数据),教师将数据填入表中。
对实验数据分析,小结P实与P额的三种关系和用电器只有额定电压下使用才能正常工作。 5.小结:
当U实=U额,P实=P额,灯正常发光; 当U实<U额,P实<P额,灯发光较暗;
当U实>U额,P实>P额,灯发光较亮,容易被烧坏; 6.学生讨论思考:
(1)从实验看出,小灯泡在什么条件下正常发光?
(2)使用用电器时,为什么应该让它在额定电压下工作?实际电压过高或过低为什么不好? 7.课堂巩固练习:
(1)给你电源、变阻器、开关、电流表、一只定值电阻及导线若干,如何粗略测出一小灯泡上额定功率?如电流表换成电压表呢?注:额定电压已知。 (2)一辆汽车上用的灯泡上标有“12V××W”(××看不清),为了确定该灯泡的额定功率,下列方法中最佳的方案是( )。
A.接入12V电源,使之正常发光,再与有标记的灯泡比亮度来判断 B.在实验室中用干电池、电流表和电压表等测出灯泡的电阻值,再用C.接入12V的电源上,用电流表测出灯泡中的电流,再用P=UI计算 D.直接与标有“12V”的灯泡从外观上比较确定 三、课堂小结
本节课主要用实验来测定了小灯泡的功率。 教学反馈:略。
计算
[板书设计]
测定小灯泡的功率
1.实验目的:测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的实际功率。 2.实验原理:P=UI。 3.方法:伏安法。 4.实验器材。
5.实验步骤:见投影。 6.实验结果及讨论。
[教学参考资料]
小资料
利用电能表测电功率
一般家用电能表的盘面上,标有每千瓦时的转数。例如:一只电能表示着3000r/kW·h,这表示每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘(盘的边缘上有个红色标记)转3000转。利用盘面上的这个数值可以测定用电器的电功率。
现在只让待测功率的用电器工作。记下电能表转盘转过一定转数(比如15转)所用的时间,时间可用停表或手表的秒针来测。利用这些数据怎样算出这个用电器的功率?
实际测一下灯泡的功率,看看测出的功率跟灯泡上标明的额定功率是否相符。
4.6 家庭用电
[课标解读]
1,了解常用电器、家庭电路以及安全用电的常识。 2.树立安全用电的意识。
[教学目标]
1.理解家庭电路的组成,懂得火线和零线的概念。了解测电笔的构造及使用方法。 2.理解保险丝的作用。了解插座及家用电器接地的作用。 3.知道安全电压。知道安全用电常识。 4.了解触电原因和触电形式。
[教材分析]
1.教学重点:理解家庭电路的组成及保险丝的作用;知道安全用电常识。 2.教学难点:了解插座接地的作用;了解触电原因及触电形式。 [教学资源开发]
“家庭电路”演示板;常用灯泡、插座的结构实物投影; “触电”的录像;触电急求的影碟。
[课时计划]
2课时。
第1课时 家庭电路
[教学过程]
一、新课导入
教师:你在家里,打开开关,灯就亮了;按下电视机开关,电视机就显示出图像;插上插座,电饭煲就可以煮饭„„这些家用电器是怎样连在电路中的呢?外面的供电电路又是如何供电给它们的呢?
今天,我们就来学习这个问题——家庭电路。 二、新课教学
1.介绍家庭电路的组成。 出示“家庭电路”演示板。(如图4-25所示)对照演示板,介绍家庭电路的各组成部分:
低压供电电路——电能表——总开关——保险盒——用电器、开关插座——接地。
图4-25 家庭电路的组成
小结:
(1)家庭电路就是用来给各种家用电器供电的电路。
(2)家庭电路中各用电器都是并联的;开关与被控制的用电器串联。 2.家庭电路各元件的作用。 火线和零线:
(1)出示“家庭电路的供电线路”示意图,如图4-26所示。 提问:家庭电路中的两条线的名称叫什么?它们之间的电压值又为多少?
教师:供电的两根线,一根叫零线,一根叫火线。火线和零线之间有220V的电压。
提问:低压电源处接地,又称地线。火线、零线和大地之间有没有
图4-26 家庭电路的供电线路示意图
电压呢?
教师:零线和大地之间是没有电压的;火线和大地之间有220V的电压。
小结:家用电器并联在火线和零线之间,可以保证每个家用电器两端的电压都是220V。 提问:我们怎样来判别哪根是火线,哪根是零线呢? (2)测电笔
提问:测电笔是干什么用的?(辨别零线与火线的工具) 介绍测电笔的结构。(如图4-27所示) 提问:怎样正确使用测电笔呢?
教师:用手接触笔尾的金属体,笔尖接触电路(或与电线接通的导体),如果氖管发光,表示接触的是火线;如果氖管不发光,表示接触的是零线。
提问:使用测电笔要注意什么问题?(使用测电笔时,手一定要接触测电笔尾部的金属导体)
图4-27 测电笔的构造和使用方法
(3)电能表。
提问:你们家一个月消耗的电能是用什么来测量的呢?(电能表)
教师:电能表用来测量用户在一定时间内消耗多少千瓦时的电能。它要安装在家庭电路的干路上,用来测用户全部家用电器消耗的电能。 提问:电能表的规格有大小吗?
点拨:电能表上标着一个电压值和一个电流值,所标的电压是额定电压,所标的电流是允许通过的最大电流。一只标着“220V5A的电能表,可以用在最大功率是220伏×5安=1100瓦的家庭电路上 ,如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值,电能表的计数会不准确甚至会烧坏。” (4)保险丝。
提问:在家庭电路中,用什么来保护电路的安全呢?
点拨:为了保护电路的安全,电路里必须安装保险装置——保险盒,里面有保险丝。 提问:保险丝是用什么材料制成的?它为什么能保护电路的安全呢?
分析:家用保险丝是由电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成的。有过大电流通过时,保险丝产生较多的热量,使它的温度达到熔点,于是保险丝熔断,自动切断电路,起到保险作用。 让学生观察保险丝。
提问:为什么有的保险丝粗,有的保险丝细呢?
讲解:保险丝有不同的规格,保险丝越粗,使它熔断的电流越大。家庭电路要选用规格合适的保险丝,这样,电线中的电流一旦超过规定值,保险丝就熔断。 提问:更换保险丝时,能否用铁丝、铜丝代替保险丝?为什么?
分析:不能。因为铁丝和铜丝在电流过大时不熔断,起不到保护电路的作用。
又提问:你们家的电路中有保险丝吗?
有的保险盒是用空气开关代替的。介绍空气开关。 (5)插座、接地。
出示实物两孔插座、三孔插座各一套。对照图4-28讲解三孔插座的接线方法。
提问:为什么要使用三孔插头和插座呢?
在三孔插座中,除了两个孔分别接火线和零线外,另一个孔是跟大地图4-28 三孔插座和三脚插头 连接的,也就是接地的。家用电器上的三脚插头。两个脚接用电部分(如电冰箱、洗衣机中的电动机),另外那个与接地插孔相应的脚 ,是跟家用电器的外壳接通的。这样,把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把外壳与大地连接起来。为什么要这样做呢?家用电器的金属外壳本来是跟火线绝缘的。是不带电的,人体接触外壳并没有危险。但如果内部火线绝缘皮破损或失去绝缘性能,致使火线与外壳接通,外壳带了电,人体接触外壳等于接触火线,就会发生触电事故(图4-30中甲)。如果把外壳用导线接地,即使外壳带了电,也会从接地导线流走,人体接触外壳就没有危险了。
图4-29 电冰箱的三根电线 图4-20 金属外壳一定要接地
小结:本节课主要学习了家庭电路的组成及各部分的作用。 教学反馈:略。
[教学参考资料]
小资料
自动空气开关
自动空气开关又称自动空气断路器,是低压配电网络中重要的开关和保护电器之一,当电路中发生短路、严重过载以及电压过低等故障时能自动切断电路。其特点是:动作后不需要更换元件,工作可靠,运用安全,断流能力大,安装使用方便。
自动空气开关一般有装置式和开启式两种。装置式自动空气开关是把全部构件和导电部分装在一个胶木盒子里,盒盖上只露出操作按钮,供手动操作用。开启式自动空气开关是把整个机构和电磁部分装在框架上,其操作方式可以是直接手动、杠杆联动,也可用磁铁或电动机
图4-31
作远距离控制。
下面介绍一下自动空气开关的工作原理。
为了便于说明自动空气开关的工作原理以及各部件的结构,如图4-31所示,图中1为过电流电磁脱扣器在正常情况下,衔铁释放,脱扣器的弹簧拉动顶杆向下,因而锁钩3扣住主触头4的触头杆,使主触头保持闭合位置。当电流过大时,衔铁吸动使顶杆向上,顶开锁钩3,主触头4依靠弹簧5的作用拉动触头杆使触头4迅速地断开,将电路切断。2为失压电磁脱扣器,在正常电压下,衔铁吸下,锁钩3不脱扣,在失压情况下,衔铁没有吸力,脱扣器的弹簧迫使它的顶杆顶开锁钩3,主触头4在弹簧5的作用下切断电路。上述脱扣方法属电磁脱扣(作短路、过流和失压保护)。过载热脱扣器,为一双金属片热继电器,发热元件串联于主电路中,当电路过载时,双金属片受热弯曲,
使操作机构动作,断开主触头,作过载保护。
第2课时 安全用电
[教学过程]
一、新课导入
随着家电的普及,现代生活已离不开电。(学生举例)
电可以为我们服务,如不注意安全,它可以造成危害,使人触电身亡。合理而安全地使用电能是非常重要的。
看录像,体会电能的广泛应用,了解由于使用不当而发生的各种事故,如触电、引起火灾等。今天,我们就来学习安全用电的知识。 二、新课教学 1.触电原因
提问:触电是怎么回事?
教师:人体是导体,人体触及带电体时,有电流通过人体。
看录像了解:通过人体的电流大小决定于外加电压和人体的电阻。通电电流对人体的危害与电流的大小和通电时间的长短有关。
提问:是不是任何大小的电压加在人体上,都会造成触成事故? (让学生用手触摸一节干电池的正负极)
教师:经验证明,只有不高于36V的电压才是安全的。
家庭电路的电压是220V,动力电路的电压是380V,都超出了安全电压,一旦发生触电,就有生命危险。
2.家庭电路触电的形式。
提问:家庭电路中的触电事故是怎样发生的呢? 点拨:家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接跟火线连通并与地或零线构成通路而造成的。 提问:家庭电路中触电有哪些形式呢? 投影图(如图4-32所示)
(1)图4-32中甲是单线触电。
图4-32
(2)图4-32中乙是双线触电。
总结:人站在干燥的木凳上,一只手单接触火线,是不会触电的。原因是干燥的木凳是绝缘体,电流没有形成回路。 3.安全用电常识。 利用录像、挂图。(如图4-33所示)
提问:在安全用电方面具体应注意什么问题呢?
甲:绝缘部分易破损,导电部 乙:不要在电线上搭晾衣物, 丙:架设电视天线时,注意 分易外露,要注意检查更换 不要用湿手扳开关 不要触及电线。
图4-33
点拨:
(1)有金属外壳的家电必须将外壳接地; (2)室外天线必须安装避雷装置; (3)为了安全不接触低压带电体。 学生讨论、归纳安全用电常识:
(1)绝缘部分易破坏,导电部分易外露,要注意检查更换; (2)不要在电线上搭晾衣物,不要用湿手扳开关; (3)有金属外壳的家电外壳一定要接地;
(4)架设室外天线时,注意不要触及电线,并且要安装避雷装置。
图4-34 4.高压触电形式。
提问:你见过图4-34所示的标志牌吗?它表示什么意思?
举例:高压线塔、变电箱等,它们具有特殊的危险性,不接触高压带电体也会触电。 看录像或挂图。
了解高压触电的两种形式——高压电弧触电、跨步电压触电。
教师:高压触电有两类,一类是高压电弧触电。当人体离高压带电体一定距离时,高压带电体和人体之间会发生放电现象,这时有电流通过人体,造成高压电弧触电。另一类是跨步电压触电。高压输电线落在地面上,地面上与电线断头距离不同的各点间存在着电压,当人走近断头时,两脚位于断头远近不同的位置上,因而两脚之间有了电压(跨步电压)。这时电流通过人体,造成跨步电压触电(如图4-35所示)。因此,为了安全,不
图4-35
要靠近高压带电体。 5.触电急救方法。
提问:我们学了电学知识,懂得了安全用电的道理,不但自己要注意安全用电,还要向周围的人宣传安全用电知识,以避免发生触电事故。可是万一有人触电,应该怎么办? 讲解:发现有人触电,绝不能直接去拉触电人,这样,救人的人也会触电。(为什么?)在家庭电路中发生触电时,应当赶快切断电源,或者用干燥的木棍、竹竿将电线挑开,(为什么要用干燥的?)迅速使触电人脱离电源。发生火灾时,要首先切断电源,绝对不要带电泼水灭火。(为什么?)
小结:电虽然有危险,但并不可怕。我们学习了物理知识懂得了科学
道理,只要严格按照安全用电的要求去做,就可以让电驯服地为我们有人触电时,要先切断电源,或服务。 者用干棍等绝缘体拨开电线。 三、课堂小结 图4-36 本节课主要学习了安全用电的常识。 教学反馈:略。 [板书设计] 安全用电
1.触电原因:人是导体,触及带电体时,有电流通过人体。 2.触电形式: (1)单线触电; (2)双线触电; (3)高压电弧触电; (4)高压跨步电压触电。
3.安全用电:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
4.触电急救:首先切断电源,然后再进行抢救或灭火。
[课后反思]
[教学参考资料]
一、小资料
电流对人体的作用特征 电流/mA 0.6~1.5 2~3 5~7 8~10 20~25 50~80 90~100 300以上 作用特征 50Hz~60Hz交流 开始有感觉——手轻微擅抖。 手指强烈擅抖。 手部痉挛。 手已难于摆脱电极,但还能摆脱。 手指尖到手腕剧痛 手迅速麻痹,不能摆脱电极,剧痛,呼吸困难。 呼吸麻痹,心房开始震颤。 无感觉 无感觉。 感觉痒和热。 热感觉增强。 热感觉大大增强,手部肌肉不强烈收缩。 强烈的热感觉,手部肌肉收缩、痉挛、呼吸困难。 直流 呼吸麻痹,延续3s就会造成心脏麻痹 呼吸麻痹。 作为0.1s以上时,呼吸和心脏麻痹,机体组织遭到电流的热破坏。 上表不是直接从实验得来的,而是从触电事故的统计资料中分析得来的。 二、问题解答 P121“练习”: C
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