实践 探究雷电的奥秘 课件-2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

为了免遭雷电袭击，反而要主动的吸引雷电，这是为什么呢？现代建筑物一般都会采取哪些防雷避雷的措施呢？我们再一起了解一下。现在的这种建筑物，它的防雷是一个系统工程，包括了接闪器，我们也通常称之为叫避雷针。实际上避雷针它起的作用是一个引雷的一个作用，就是把雷电的这种雷击的位置吸引到避雷针本身上面。然后这个避雷针，它会通过引下线在和接地装置人连在一块，然后把电流切换到地下，这样来确保建筑物以及建筑物里面的一些设施的一个安全。当然了，就是在建筑物里面也会有一些安装一些，滥用保护器，以及采取一些电磁屏蔽的一些措施。然后来实现对建筑物内部的一些设施以及人员的这种保护。 雷电是伴有电闪雷鸣的放电现象，虽然我们常说雷击事故，但其实给我们制造麻烦的是闪电。咱们平时看到的大多数闪电都是云中闪，一般不会造成什么危害。如果一不小心，闪电从云中劈到地面上，就是云地上了，它是雷击事故的元凶，防雷防的主要就是它。那么雷电是主要有三种形式，直击雷击、感应雷击和雷电波侵入。而二百多年前富兰克林发明的避雷针只能防避直接雷击，而对于感应雷击雷电波侵入却无能为力。所以在雷电来临时，即使在安装了避雷针的室内，也应该关闭好门窗并远离，不要使用家用电器固定电话，不要使用太阳能热水器洗澡，最好拔掉所有电器电源插头。雷雨天气如果在户外，将迅速躲进有防雷装置保护的建筑物内，不要进入无防雷装置的棚屋、岗亭等低矮建筑，更不要站在大树、广告牌下躲雨。汽车内是躲避雷击的理想地方。若在空旷地带，应找一块地势低的地方，双脚并拢蹲下，尽量降低身体突出地面的高度。如果在开阔水域游泳、钓鱼、划船，要马上离开，更不能因为赶路在雷雨天气骑摩托车、自行车奔跑。 null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。 $$雷电是由于云层内部的水蒸气在上升的过程中被冷却凝结，形成云滴。这些云滴在云层内上下运动碰撞，产生静电荷，形成电场。当云层内的电场强度达到一定值时，就会出现放电现象，即云间放电或云的放电，从而形成了雷电。具体来说，当云层内的电场强度达到了局部空气的击穿电压时，空气会被电离形成一个离子通道，电子和离子在这个通道中快速移动，形成了电流，极为闪电。闪电会在云层内不断的反复放电，形成了雷声。