第十五章 电与电路 实践:探究雷电的奥秘-2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

第十五章　电与电路 实践：探究雷电的奥秘 沪科版 九年级 物理（全一册） 1 情景导入 “雷车驾雨龙尽起，电行半空如狂矢。”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？ 问题缘起 活动方案 本活动涉及静电、臭氧、雷电及生活生产安全等相关内容。 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。 任务二 雷电产生的原因是什么？ (1)积雨云的形成 雷电常发生在对流发展旺盛的积雨云中。这种云层富含水蒸气，并且在强烈的对流运动下，水汽在云中上下运动，导致静电的积累。 雷电是一种自然现象，其产生主要与积雨云中的电荷分离和放电过程有关。 (2)电荷的分离与积累 在积雨云内部，水滴、冰晶和过冷水滴在上升和下降气流的带动下频繁碰撞，导致电荷转移。通常，云的上部积累正电荷，下部积累负电荷。 (3)放电过程 随着云层中电荷的不断积累，云与地面之间的电场强度逐渐增强。当电场强度足够大时，空气被击穿，形成放电通道。云中的负电荷沿着通道迅速流向地面，产生巨大的电流，这就是闪电。 我国历史上关于雷电的记载。 我国古代最早的雷电记录见于《周易》，记述了公元前1068年的一次球型雷袭，这是世界上文献资料中发现最早的雷击记录。 在《淮南子·坠形训》中，有“阴阳相搏为雷，激扬为 电”的记载，表示阴阳两气彼此相碰产生雷，相互急剧作用产生电。 东汉王充在《论衡》中解释雷电为夏天阳气占支配地位，阴气与它相争，发生碰撞、摩擦、爆炸和激射，从而形成电。 我国历史上关于预防雷击的一些措施。 古代防雷措施主要包括以下几种方法： (1)鸱吻防雷：鸱吻是古代宫殿建筑屋脊上的装饰物，通常覆盖一层金属涂层，内部埋有铁丝或铜制品，并与地面相连。当雷电击中鸱吻时，电流会通过金属导线导入地下，从而保护建筑免受雷击。 (2)尖顶防雷：一些古建筑的尖顶设计有助于电流的扩散，虽然这种设计能否真正防雷尚未得到科学证实，但它在一定程度上减少了雷击的风险。 点击画面播放视频 (3)石屋避雷法：在南北朝时期，古人发现石头可以避雷，因此建造了石 屋。石头的绝缘性能和隔绝土壤水分的能力使其成为有效的防雷材料。 (4)避雷针的应用：虽然古代没有现代意义上的避雷针，但古人通过在建筑顶端安装金属尖端装置来引导雷电，这种做法与现代避雷针的原理相似。 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。 任务二 建筑和家庭住宅采取的预防雷击的措施有哪些？ (1)安装避雷针和避雷带：避雷针和避雷带是主要的防雷装 置，能够引导雷电击中避雷装置，并将其引入地下，从而保护建筑物和设备不受雷击损害。 (2)接地系统设计：接地系统设计需要采用低阻抗的接地体和导体，确保雷电流能够迅速、安全地分散到大地。 (3)防雷引下线、防雷网和均压装置：这些部分协同工作，确保整个防雷系统在实际雷击时能形成一条完整、有效的放电路径。 (4)使用浪涌保护器：在电气设备入口处安装浪涌保护器，抑制电网中的过电压，保护电气设备不受雷电过电压的损害。 (5)家庭防雷措施：在雷雨天气时，应拔掉所有电器插座，避免使用电话和手机。 对人和建筑物等避免雷击所采取的必要防范措施提出建议。 1．室内预防雷击措施 关好门窗：雷雨天气时，应关好门窗，并远离阳台和外墙壁等，以防雷电直接侵入室内。 拔掉电源插头：关闭所有电器设备并拔掉电源插头，避免使用家用电器，特别是固定电话、电热水器等，以防雷电通过电线、电话线等引入。 避免触摸金属物品：不要靠近和触摸任何金属管线，包括自来水管、燃气管及卫生间的各种管道，因为金属是良好的导体，会加速雷电的传输。 勿使用电子设备：尽量不要接听和拨打手机，因为手机电磁波有可能引入雷电伤人。 2．户外预防雷击措施： 寻找避雷场所：若身处户外，应立即寻找装有避雷针的建筑物或钢筋混凝土建筑物躲避，避免站在空旷的高地上、大树下、电线杆附近等容易遭受雷击的地方。 远离高耸物体：远离树木、电线杆、烟囱等高耸物体，以及有金属物的地方，以防雷电直接击中。 降低身体高度：若无处可躲，应寻找避雷安全区，在安全区内地势较低的地方抱紧身体蹲下，双脚并拢，尽量降低身体凸出地面的高度，防止因跨步电压造成伤害。 避免使用金属物品：在户外时，避免使用有金属立柱的雨伞、金属工具等，以防金属物品导电而被雷电击中。 建筑物预防雷击措施： (1)高层建筑在其大厦的四周设置避雷带，避雷带与引下线相连接，对于大厦的一些突出部位做特别的保护。 (2)防雷电波的干扰：所有进入高层建筑的管道和线路，不管是上下水管、采暖管还是强弱电线管，全部都要埋入地底下，而且在入户处，将相关的电缆与大厦总接地端相连接。 (3)防雷接地措施：一般高层建筑的接地方式，主要是利用大厦的桩基、结构钢筋和地梁主筋焊接在一起，形成一个接地网格状的接地装置，还预留下了多个辅助的接地，这些能够满足防雷击的设计要求。 交流评价 完成任务一和任务二后，完成《雷电的产生及防护措施》调查报告，与同学交流，分享一些防雷击的措施，增长一些安全知识与意识。 拓展研究 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。 17 课堂小结 1．摩擦起电现象；电荷间的作用。 2．静电现象。 3．我国历史上关于预防雷击措施的记载。 4．雷电的产生。 5．对人与建筑物等预防雷击的措施建议。 6．小组交流与讨论。 Lavf61.9.100 $$