十五章 实践 探究雷电的奥秘
问题缘起
雷电是自然界常见的静电现象，雷电是怎样产生的？雷电对生产生活会产生什么影响？下面，我们通过实践活动进行探究.
活动方案
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.
1.关于雷电，我国古代的著作里面有关这方面的记载：
（1）《淮南子·坠形训》认为：“阴阳相搏为雷，激扬为电”.其中的“阴”指负电荷，“阳”指正电荷，云层带电是因为云层与空气摩擦使电荷发生 转移 ，这种现象叫 摩擦起电 .
（2）《南齐书》中有对雷击的记述：“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”.“电火烧塔下佛面”是因为佛面的金属膜属于 导体 ，强大的放电电流通过佛面的金属膜，金属被熔化.“而窗户不异也”是因为窗户为木制，木头属于 绝缘体 ，所以仍保持原样.
任务二：调查学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施.
2.我国古代建筑上的角形铁制装饰物（如图），除具有美观的作用外，在雷雨天也有预防 雷击 的作用.
第2题图
交流评价
3.观察如图所示的雷电发生时的情况可知，雷电极易发生在地面上的凸起物与低空云层之间.这对我们预防雷击有什么启示？
第3题图
答：由于雷电极易发生在地面上的凸起物与低空云层之间，要在高大建筑物上安装避雷针，不要在大树下避雨等.
4.2020年8月10日，上海出现一波强降雨加强雷电天气，东方明珠塔虽被闪电击中（如图），电子由大地通过避雷针不断向空气中释放而毫发无损.
（1）闪电是自然界发生的剧烈的 放电 现象.
（2）避雷针放电时，瞬时电流的方向是 从云端到大地 （选填“从大地到云端”或“从云端到大地”）.
拓展研究
5.若某次雷电释放了4.2×109 J的能量，若这些能量全部被水吸收，则可使质量为 2×104 kg的水从0 ℃升高到 50 ℃.[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
本章实验突破
实验1：探究串、并联电路中电流的特点
实验器材 电源、开关、导线、规格不同的灯泡、电流表
电路连接 注意事项 （1）在连接电路时，开关必须 断开 ；（2）电流表与被测电路 串联 ，电流正进负出；（3）连接电路前，需对电流表进行 调零 ；（4）电流表要选择合适的量程（试触）
实验数据 记录电路中不同位置的电流
实验分析 （1）电流表指针异常偏转的原因：①闭合开关前指针不指零，说明电流表需要 调零 ；②指针偏转幅度过小，说明量程选择 过大 ；③指针偏转过大或超出最大刻度，说明量程选择 过小 ；④指针反向偏转，说明 正负接线柱接反 . （2）换用不同规格的灯泡多次测量的目的： 寻找普遍规律，使结论具有普遍性
实验结论 串联电路中电流处处相等，并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和
【例1】某小组进行“探究串、并联电路的电流规律”实验.
（1）在连接电路时，开关应该处于 断开 状态，电流表应 串 联在被测电路中.
（2）做“探究串联电路中电流的规律”实验，图甲是他们设计的电路图，实验时闭合开关，发现两个小灯泡的亮度不稳定，电流表的指针也来回摆动.故障的原因可能是 B （选填字母代号）.
A.某段导线断开 B.某接线柱处接触不良
C.某个小灯泡被短路 D.电流表被烧坏
（3）排除故障后，实验小组继续完成实验，小红认为实验过程中需要多次拆、装电流表很不方便，请你提出一个改进措施： 在电路中多接入几个电流表，分别测量不同位置的电流 .
（4）做“探究并联电路中电流的规律”实验，图乙是他们设计的电路图，实验时需要测量A、B、C三处的电流.图丙是他们连接的实验电路，某次测量数据如表所示.小红认为从这组实验数据中就可以得出结论：①并联电路干路电流等于各支路电流之和；②各支路电流相等.小明则认为实验存在偶然性，下一步操作应该是
换用不同规格的灯泡进行多次实验 .
IA/A IB/A IC/A
0.12 0.12 0.24
（5）实验中小张同学发现图甲中灯泡L1比L2亮，于是小张认为“串联电路中电流每流经一个用电器，电流就会弱一些”.请你不添加任何器材，想办法证明小张同学的观点是错误的.操作方法：
将两只灯泡的位置交换，观察灯泡的亮度是否变化 .
（6）小海利用原有的实验器材，添加一个开关，又设计了一个电路.利用这个电路，不用更换电流表的位置，就可直接测出图乙中A、B、C三处的电流，同样可得出三处电流的关系.请在图丁中的虚线框中画出电路图.
实验2：探究串、并联电路中电压的特点
实验器材 电源、开关、导线、 规格不同 的灯泡、电压表
电路连接 注意事项 （1）在连接电路时，开关必须 断开 ；（2）电压表与被测电路 并联 ，电流“正进负出”； （3）连接电路前，需对电压表进行 调零 ；（4）电压表要选择合适的量程 试触
实验数据 记录电路中各灯泡及电源两端的电压
实验分析 （1）电压表指针异常偏转的原因：①闭合开关前指针不指零，说明电压表需要 调零 ；②指针偏转幅度过小，说明量程选择 过大 ；③指针偏转过大或超出最大刻度，说明量程选择 过小 ；④指针反向偏转，说明 正负接线柱接反 . （2）换用不同规格的灯泡多次测量的目的： 使实验结论具有普遍性
实验结论 串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，并联电路中各支路两端电压都相等
【例2】小敏和小东用小灯泡探究“串联电路和并联电路电压规律”.
（1）图甲中要测量L2两端电压，请用笔画线代替导线将实物图连接完整.
（2）闭合开关前电压表如图乙所示，其原因是电压表 没有调零 .处理好问题后，用电压表分别测ab、cd、ad间的电压，每次拆接电压表时，开关应处于 断开 状态.
（3）小东用电压表测出电路两端的电压和小灯泡L1、L2两端的电压记录在下表中，由表中数据可得：在串联电路中，电压的规律是 U＝U1＋U2 （用表中字母表示）.
实验次数 电路两端电压U/V L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V
1 2.8 1.4 1.4
2 2.8 1.1 1.7
3 2.9 2.1 0.8
（4）如图甲所示，小东测量灯泡L2两端的电压之后， 不能 （选填“能”或“不能”）只将电压表接d点的导线改接到a点测L1两端的电压，理由是 电压表的正负接线柱接反 .
（5）小东将电压表并接在如图丙所示电路中的ab、cd和ad两端，测出一组数据后得出并联电路电压规律，小敏说这样的结论不具有普遍性，接下来的操作是 换用不同规格的灯泡进行多次实验 .十五章 实践 探究雷电的奥秘
问题缘起
雷电是自然界常见的静电现象，雷电是怎样产生的？雷电对生产生活会产生什么影响？下面，我们通过实践活动进行探究.
活动方案
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.
1.关于雷电，我国古代的著作里面有关这方面的记载：
（1）《淮南子·坠形训》认为：“阴阳相搏为雷，激扬为电”.其中的“阴”指负电荷，“阳”指正电荷，云层带电是因为云层与空气摩擦使电荷发生 ，这种现象叫 .
（2）《南齐书》中有对雷击的记述：“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”.“电火烧塔下佛面”是因为佛面的金属膜属于 ，强大的放电电流通过佛面的金属膜，金属被熔化.“而窗户不异也”是因为窗户为木制，木头属于 ，所以仍保持原样.
任务二：调查学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施.
2.我国古代建筑上的角形铁制装饰物（如图），除具有美观的作用外，在雷雨天也有预防 的作用.
第2题图
交流评价
3.观察如图所示的雷电发生时的情况可知，雷电极易发生在地面上的凸起物与低空云层之间.这对我们预防雷击有什么启示？
第3题图
4.2020年8月10日，上海出现一波强降雨加强雷电天气，东方明珠塔虽被闪电击中（如图），电子由大地通过避雷针不断向空气中释放而毫发无损.
（1）闪电是自然界发生的剧烈的 现象.
（2）避雷针放电时，瞬时电流的方向是 （选填“从大地到云端”或“从云端到大地”）.
拓展研究
5.若某次雷电释放了4.2×109 J的能量，若这些能量全部被水吸收，则可使质量为 2×104 kg的水从0 ℃升高到 ℃.[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
本章实验突破
实验1：探究串、并联电路中电流的特点
实验器材 电源、开关、导线、规格不同的灯泡、电流表
电路连接 注意事项 （1）在连接电路时，开关必须 ；（2）电流表与被测电路 ，电流正进负出；（3）连接电路前，需对电流表进行 ；（4）电流表要选择合适的量程（试触）
实验数据 记录电路中不同位置的电流
实验分析 （1）电流表指针异常偏转的原因：①闭合开关前指针不指零，说明电流表需要 ；②指针偏转幅度过小，说明量程选择 ；③指针偏转过大或超出最大刻度，说明量程选择 ；④指针反向偏转，说明 . （2）换用不同规格的灯泡多次测量的目的：
实验结论 串联电路中电流处处相等，并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和
【例1】某小组进行“探究串、并联电路的电流规律”实验.
（1）在连接电路时，开关应该处于 状态，电流表应 联在被测电路中.
（2）做“探究串联电路中电流的规律”实验，图甲是他们设计的电路图，实验时闭合开关，发现两个小灯泡的亮度不稳定，电流表的指针也来回摆动.故障的原因可能是 （选填字母代号）.
A.某段导线断开 B.某接线柱处接触不良
C.某个小灯泡被短路 D.电流表被烧坏
（3）排除故障后，实验小组继续完成实验，小红认为实验过程中需要多次拆、装电流表很不方便，请你提出一个改进措施： .
（4）做“探究并联电路中电流的规律”实验，图乙是他们设计的电路图，实验时需要测量A、B、C三处的电流.图丙是他们连接的实验电路，某次测量数据如表所示.小红认为从这组实验数据中就可以得出结论：①并联电路干路电流等于各支路电流之和；②各支路电流相等.小明则认为实验存在偶然性，下一步操作应该是
.
IA/A IB/A IC/A
0.12 0.12 0.24
（5）实验中小张同学发现图甲中灯泡L1比L2亮，于是小张认为“串联电路中电流每流经一个用电器，电流就会弱一些”.请你不添加任何器材，想办法证明小张同学的观点是错误的.操作方法：
.
（6）小海利用原有的实验器材，添加一个开关，又设计了一个电路.利用这个电路，不用更换电流表的位置，就可直接测出图乙中A、B、C三处的电流，同样可得出三处电流的关系.请在图丁中的虚线框中画出电路图.
实验2：探究串、并联电路中电压的特点
实验器材 电源、开关、导线、 的灯泡、电压表
电路连接 注意事项 （1）在连接电路时，开关必须 ；（2）电压表与被测电路 ，电流“正进负出”； （3）连接电路前，需对电压表进行 ；（4）电压表要选择合适的量程
实验数据 记录电路中各灯泡及电源两端的电压
实验分析 （1）电压表指针异常偏转的原因：①闭合开关前指针不指零，说明电压表需要 ；②指针偏转幅度过小，说明量程选择 ；③指针偏转过大或超出最大刻度，说明量程选择 ；④指针反向偏转，说明 . （2）换用不同规格的灯泡多次测量的目的：
实验结论 串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，并联电路中各支路两端电压都相等
【例2】小敏和小东用小灯泡探究“串联电路和并联电路电压规律”.
（1）图甲中要测量L2两端电压，请用笔画线代替导线将实物图连接完整.
（2）闭合开关前电压表如图乙所示，其原因是电压表 .处理好问题后，用电压表分别测ab、cd、ad间的电压，每次拆接电压表时，开关应处于 状态.
（3）小东用电压表测出电路两端的电压和小灯泡L1、L2两端的电压记录在下表中，由表中数据可得：在串联电路中，电压的规律是 （用表中字母表示）.
实验次数 电路两端电压U/V L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V
1 2.8 1.4 1.4
2 2.8 1.1 1.7
3 2.9 2.1 0.8
（4）如图甲所示，小东测量灯泡L2两端的电压之后， （选填“能”或“不能”）只将电压表接d点的导线改接到a点测L1两端的电压，理由是 .
（5）小东将电压表并接在如图丙所示电路中的ab、cd和ad两端，测出一组数据后得出并联电路电压规律，小敏说这样的结论不具有普遍性，接下来的操作是 .
