(共15张PPT)
实践 探究雷电的奥秘
第十五章 电与电路
项目分析
项目提出
项目实施
交流评估
知道雷电是静电现象，知道摩擦起电实质；了解尖端放电及其危害；能用相关知识解释生产、生活中的有关现象。
01
通多分析现象和进行人造雷电活动，体验雷电及感悟雷电产生条件，并有针对性的提出防范雷电的措施。
02
素养目标
项目提出
观看一段电闪雷鸣的视频：
电闪雷鸣是自然界的一个现象，该过程伴随着巨大的能量释放。在过去人们不能解释是什么原因，只好认为是神的力量，在我国有雷公电母，在西方也有专门掌管雷电的神。那雷电到底是什么现象？有哪些危害？如何防止呢？
今天就让我们走进实践：探究雷电的奥秘。
项目分析与活动安排
1. 知识储备：
（1）我们知道，构成原子的原子核带 电荷，周围高速运转的电子带 电荷。在通常情况下，原子荷内的正电荷儿跟核外电子所在负电荷的总量 ，整个原子呈中性，即不显电性。
（2）物体在摩擦或碰撞过程中吸引电子本领强的原子会 电子而显示带 电，吸引电子本领弱的原子会 电子而带 电。所以摩擦起电实际上是 在物体之间的转移
（3）自然界存在着 电荷，正电荷和负电荷。电荷间相互作用的规律是：同种电荷相互 ，异种电荷相互 。
（4）电荷的多少叫电荷量，用符号 表示。在国际单位之中，电荷量的单位是 ，简称库，符号是 。
（5）安全防雷电常识。
正
负
相等
得到
负
失去
正
电子
两种
排斥
吸引
Q
库仑
C
项目分析与活动安排
2.活动任务安排：
（1）任务一：查阅并整理资料。了解雷电产生的原因，调查我国历史上关于雷电的记载和预防雷击的措施。
（2）任务二：调查学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施，对人和建筑物等避免雷击，采取必要的防范措施提出建议。
到图书室或上网查阅资料，了解任务中的问题。让学生汇报。可以以演讲的空头形式，也可以以书面材料方式，或视频剪辑编排。
1. 雷电产生的原因：
任务一 ：
项目实施
活动推进
查阅并整理资料。了解雷电产生的原因，调查我国历史上关于雷电的记载和预防雷击的措施
（1）文字材料：雷电产生主要是因为云层内部各种粒子相互摩擦。
在对流旺盛的积雨云中有大量的水汽、冰晶、水滴等物质，这些粒子在云层剧烈的对流过程中相互碰撞、摩擦，电荷发生了转移和分离，使得云层的不同部位积累了不同性质的电荷，一般是云层上部积累正电荷，下部积累负电荷。 随着电荷的不断积累，云层和云层间、云层与地面间的电场强度不断增强。当电场强度达到一定程度，空气就不再是绝缘体。空气分子被电离，形成等离子体通道，形成强大的电流，这就是闪电。闪电瞬间释放的巨大能量会使通道内的空气温度急剧升高，空气迅速膨胀，产生强烈的冲击波，向外传播形成雷声。
活动推进
（2）视频材料：
项目实施
2.学生活动：感受人造闪电
自然界中一定条件下可以产生闪电，那我们能不能人为的创造条件也能人造闪电呢？实际上，人造闪电就在我们身边。
（1）拿起自动打火机。仔细观察产生电火花点燃燃气过程。这个小火花就是一个小闪电。
学生恍然大悟。
（2）观察老师拿出燃气灶头，放到合适高度，连续扭动开关，观看产生的电火花。
（3）老师拿出事先准备的特斯拉线圈音乐盒。
①让学生观察闪电的产生。如下图：
②学生上台近距离观察并尝试用手接触闪电。
③学生依次上台，手拿节能灯泡靠近特斯拉线圈装置，灯泡竟然亮了！
项目实施
活动推进
3. 我国历史上关于闪电的记载
（1）关于雷电形成的记载
①殷商时期：甲骨文中就有了“雷”字，稍晚的西周青铜器上有“电”字，这是关于雷电最早的文字记载。
②《淮南子·坠形训》：认为“阴阳相薄为雷，激扬为电”，即雷电是阴阳两气对立的产物。
③《论衡·雷虚篇》：王充在其中写道“云雨至则雷电击”，明确地提出云与雷电之间的关系。还提到“雷者火也。以人中雷而死，即询其身，中火则须发烧焦
项目实施
活动推进
④南齐书》：记载“雷震会稽山阴恒山保林寺，刹上四破，电火烧塔下佛面，而窗户不异也”，说明当时人们已经注意到雷电对不同物质的作用不同，金属容易被雷电熔化，而木头等绝缘材料受影响较小。
⑤《梦溪笔谈》：沈括记载“内侍李舜举家，曾为暴雷所震。其堂之西室，雷火自窗间出，赫然出檐。人以为堂屋已焚，皆出避之。及雷止，其舍宛然。墙壁窗纸皆黔。有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然”。
⑥刘基《刘文正公》：“雷者，天气之郁而激而发也。阳气困于阴，必迫，迫极而迸，迸而声为雷，光为电”，对雷电的形成进行了更明确的解释。
⑦张居正：他在细致入微的观察的基础上，详细地记述了闪电火球大小、形状、颜色、出现的时间等，驳斥了雷击是上天惩罚之说，指出是主观推测。
（2）我国历史上关于雷电事件的部分记载：
①金代：据《金史·五行志》记载，公元1232年10月9日，“天兴无年九月辛丑，大雷，工部尚书蒲乃速震死”，金朝的工部尚书蒲乃速遭雷击身亡。
②明朝弘治癸丑年：蓟州官员上报，闰五月十六日辰巳之间，蓟州上空惊雷滚滚，地面房屋震动，空中狂风劲吹，街巷瓦石乱飞，一时电光交织，红色紫色的雷电交映夺目。此次雷电致使多人死伤，还电死了牛等牲畜。
③乾隆五十六年八月初一日：皖城（今安徽潜山）上空突然乌云密布，雷声震天裂地，闪电好似万条银龙从天而降，继而狂风骤雨。城中大树被劈为两截，房屋被击毁，抚军官署中的旗杆被削去半截，两头石狮子的头颅全被击碎，火药局所储火药因雷电而爆，还有人声称在火药局前的水池中有一条巨蛇被雷电劈死。
③1889年：北京天坛因雷击祈年殿引起大火导致焚毁，直到1896年才修复完工。
项目实施
活动推进
4.我国历史上有不少预防雷击的措施，以下是一些主要的方法：
（1）建筑避雷
①蚩尾引雷法：从汉代开始，人们在建筑物上安装由铜铁所制、状如牛角一样的金属尖端；到了明代，人们使用“蚩尾”装置，把雷电流引到地下。
②避雷室：据《荆州记》记载，西汉时期樊重为母亲建造避雷室，使用的全部材料都是大理石，大理石具有绝缘作用，可避雷。
③四柱不顶天或四柱不落地：广西真武阁四柱不落地，德庆县文庙四柱不顶天，这是古代建筑师为了使厅堂有人的地方避开雷击，消除“跨步电压”的危险而设计的。
（2）自然避雷
①选择合适的建筑位置：古人在建造房屋时，会尽量避免将房屋建在山顶或高地等易于遭受雷击的地方，倾向于选择低洼地带或山脚下等相对安全的位置。
②利用树木避雷：在房屋的四周种植高大的树木，这些树木可以作为天然的避雷针，将雷电引入地下，从而保护房屋免受雷击。
③雷鼓扰动法：在雷电即将来临时，敲响用蛋壳、木头等制成的雷鼓，把用于形成雷电的大气电荷扰动，使其失去平衡，导致电荷重新分布，从而使雷电消失或者减弱。
项目实施
活动推进
1. 调查学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施：
（1）实地调查学校和家庭住宅采取的预防雷击的装置、位置、作用效果等。
（2）采访咨询建筑工程师、建筑设计者、建筑工人等，了解现代建筑预防雷击的措施。
（3）上网搜寻现代建筑预防雷击措施。
（4）观看相关视频：
任务二 ：
调查学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施，对人和建筑物等避免雷击，采取必要的防范措施提出建议
项目实施
活动推进
2.对人和建筑物避免雷击，采取必要的防范措施提出建议
（1）观看雷击造成的伤害及防范视频
（2）对建筑物避免雷击的防范措施提出的建议：
①安装避雷装置。如避雷针，且接闪器、引下线、接地装置等各部分完整且连接完好。
②进行等电位连接：建筑物内的各种金属管道（如水管、暖气管）、电气设备的金属外壳、金属构架等都应进行等电位连接。
③屏蔽措施：对于建筑物内的重要电气设备和弱电系统（如计算机房、通信机房），可采用金属屏蔽网进行屏蔽。
项目实施
活动推进
（ （3）对人的建议
①室内防雷
远离金属物体；避免使用电器等。
②室外防雷
寻找避雷场所：如果在室外遇到雷电天气，应尽快进入有防雷装置的建筑物内躲避。如果附近没有建筑物，可选择进入汽车内（前提是汽车是金属车身且关闭车门车窗）等。
避免危险行为：不要在大树下、电线杆旁、山顶、开阔水域等容易被雷击的地方停留；不要手持金属物品（如高尔夫球杆、雨伞等）在室外行走；如果在野外找不到合适的避雷场所，应尽量降低自己的身体高度，双脚并拢，双手抱膝蹲在地上，减少与地面的接触面积，以降低跨步电压带来的危险。
项目实施
活动推进
交流评估
1.完成《雷电的产生及防护措施》调查报告，与同学交流研究成果。
2.进行社区防雷电科普宣传活动，利用实践活动获得的知识对身边的人进行防雷电安全教育。
