第十五章 实践探究雷电的奥秘 教案（表格式） 2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

实　践　探究雷电的奥秘
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
教学目标
物理观念: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。
科学思维:能通过概括归纳搜集资料和分析众多现象,了解雷电现象本质;能对人和建筑物避免雷击提出自己的观点,并对具体防范措施提出建议。
科学探究:通过感受人造雷电等探究活动,体验雷电及感悟雷电产生条件,并有针对性地提出防范雷电的措施。
科学态度与责任:具有探索自然的好奇心和求知欲,有把科学知识应用到生产和生活实际的习惯;有安全防范意识,有进行科学普及的主动性和责任感。
教学重难点
教学重点:了解雷电危害及防护措施。
教学难点:对预防雷电提出建议并进行科普推介活动。
教学准备
教师准备:课件、燃气灶炉头、特斯拉线圈音乐盒 等。
学生准备:自动打火机 (老师现场提供,用完收回)、节能灯泡等。
教学过程
教学环节 设计意图
一、项目提出 老师播放“电闪雷鸣”的短视频。 老师: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。 通过播放视频,激发学生实践活动兴趣,创设实践氛围
二、知识储备 (1)我们知道,构成原子的原子核带　正　电荷,周围高速运转的电子带　负　电荷。在通常情况下,原子核内的正电荷跟核外电子所带负电荷的总量　相等　,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　得到　电子而显示带　负　电,吸引电子本领弱的原子会　失去　电子而带　正　电。所以摩擦起电实际上是　电子　在物体之间的转移。 (3)自然界存在着　两种　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　排斥　,异种电荷相互　吸引　。 (4)电荷的多少叫电荷量,用符号　Q　表示。在国际单位制中,电荷量的单位是　库仑　,简称库,符号是　C　。 (5)安全防雷电常识。 明确本实践活动的所需知识储备,为活动顺利开展做好准备
三、项目实施 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。 给学生一定时间,到图书室或上网查阅资料,了解任务中的问题。让学生汇报,可以以演讲的口头形式,也可以以书面材料方式,或视频剪辑。 1.雷电产生的原因 (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。 (2)视频材料:雷电的产生。 2.学生活动:感受人造闪电 老师引导:自然界中一定条件下可以产生闪电,那我们能不能人为地创造条件制造人造闪电呢 实际上,人造闪电就在我们身边。 (1)让学生拿起自动打火机。仔细观察产生电火花点燃燃气的过程。这个小火花就是一个小闪电。 学生恍然大悟。 (2)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,如图所示。 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! 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。 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》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》中“雷者,天气之郁而激而发也。阳气困于阴,必迫,迫极而迸,进而声为雷,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。 展示学生搜集信息和表述材料能力。老师对学生的汇报要有一定的评价,以鼓励为主 视频和活动配合,使学生认识到雷电产生条件及雷电现象,加深对雷电的了解。活动中对学生进行一定的安全常识科普,对学生的操作进行安全指导 内容仅供参考,应以学生探究结果为主 跨学科内容,结合对古文的介绍和理解,感受物理科技魅力的同时,领略语文之美和历史之美
(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。 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刺向天空的装置,里面有一根金属条和地下相通。到了明代,人们使用“蚩尾”装置,安装在屋脊的主脊和垂脊的衔接处或正脊的两侧,表面有金属涂层,里面埋上铁丝或铜制品与地面连接,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。 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。 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:建筑物防雷。 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“雷击的危害及防范”的短视频。 (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。 内容理论性强,通过视频播放的形式让学生接触专业的讲解,拓展学习面,接触新东西
(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。
四、交流评估 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。
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
板书设计
实　践　探究雷电的奥秘
一、项目提出
二、知识储备
三、项目实施
四、交流评估
作业设计
1.查阅资料,调研历史上关于富兰克林通过放风筝的方法收集雷电的记载,梳理相关信息,得出自己的结论。
2.在家长陪同下,课外探究自动打火机、燃气灶、特斯拉线圈产生闪电或火花的原因,有条件的自制一个特斯拉线圈。
3.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。
教学反思
　　本实践活动内容具有很强的现实意义。我们知道雷电就在我们身边,它的危害随时有可能发生,所以说对居民、对学生来说都要了解一下防范雷电的措施。但是雷电比较危险,所以在教学中我采用了大量的视频材料,这些材料既使学生感受到了雷电巨大的力量和危害,同时又了解了一些防范雷电的具体做法,获得了一些安全教育的知识。
探究身边的雷电活动我觉得非常有意义,虽然是一个小小的火花,但是它的形成原因跟雷电却是相通的,所以对雷电的产生及危害的防范就有了理论基础。
　　再一个给教学设计充分体现该活动的实践教育意义,一是让学生全方位感知雷电带来的危害,以及古代人、我们身边的建筑以及我们在日常生活中如何去防范雷电带来的危害,同时也要有对身边的人进行防雷电安全防护的科普意识,让更多的人了解了防范雷电的知识。