学 科
| 初中
科学
| 年 级
| 八年级
| 教学
形式
| 讲授法
讨论法
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课题
名称
| 1.6家庭用电
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学情分析
本节课教学对象是八年级学生。八年级学生的思维正处于具体形象思维到抽象逻辑思维的过渡阶段,但是以具体形象思维为主。因家庭电路电压超过人体的安全电压,对于初学者而言并不适合直接进行实践操作。生活中我们往往“谈电色变”,学生对这方面的知识了解甚少。学生缺乏有效的方式将家庭电路和已学习的简单电路进行衔接。教师利用PPT出示家庭电路简化图,指导学生利用电脑鼠标绘图功能描绘电流路径并进行全班展示,形象生动地呈现家庭电路连接中的各种问题。
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教材分析
本课程内容选自浙教版初中科学八年级下册第一章第6节家庭电路。教材中对家庭电路元件的连接问题更多的是文字表述。对于“开关为什么要接在火线和用电器之间?”,“有金属外壳的用电器为什么要接地?”等问题,学生往往知其然而不知其所以然。
对于断路器的功能,教材主要介绍了短路保护和过载保护。结合生活实际,现在家庭电路中所使用的断路器还具有漏电保护功能。因此在教材内容的基础上,拓展了漏电保护器,延伸了相关知识,让学生体会到科学与生活的紧密联系。
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教学目标
知识目标、能力目标、情感态度与价值观目标。
1.利用家庭电路简化图,理解开关需接在火线上的原因;
2.认识家用电器金属外壳接地的重要性;
3.通过走电流方式和人体电阻,估算通过人体的电流;
4.了解家庭电路中断路器的功能。
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教学重难点
重点:开关连接方式。
难点:理解接地线的作用。
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教学策略:
教师利用PPT出示家庭电路简化图,指导学生利用电脑鼠标绘图功能描绘电流路径并进行全班展示,形象生动地呈现家庭电路连接中的各种问题。
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教学过程与方法
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教学
环节
| 教师
活动
| 学生活动
| 设计意图
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新课
导入
提出
问题
交流、反馈
画图
导学
提出
问题
画图
导学
交流
讨论
画图
导学
提出
问题
| 提问
引导
提问
指导
画图
提问
指导
画图
估算
引导
引导
画图
提问
总结
| 思考:各家用电器之间是并联的:学生说说其中的原因?
(每一个用电器的工作与否都不能影响其他用电器,所以各家用电器之间必须是并联的。)
思考:插座和用电器之间是并联的:学生讨论后说出其中的原因?
(插座是用来接用电器的,各用电器之间是并联的,所以插座和其他用电器也是并联的。)
主题1:开关如何连接才安全?
PPT出示家庭电路,思考家庭电路中如何连接开关?
生:开关和电灯串联(因为开关需控制电灯通断)。
进一步引导:开关接在火线和电灯之间。
思考:开关为什么要接在火线和电灯之间呢?如果开关接在零线和电灯之间会怎样?
生1:灯就不能亮了。
(1)PPT出示简化图:开关接在零线和电灯之间
开关接在零线和用电器之间,闭合开关后,指导学生利用电脑鼠标画图模式描绘电流路径(全班展示)。学生发现此时电灯还是能正常工作。
教师:如果开关接在零线和灯泡之间,其实并不会影响电灯的正常使用。当闭合开关时,电灯就能正常发光。但是生活中,当电灯坏了或因使用时间较长而亮度不够时,我们就需要更换灯泡,这时我们可能会碰到电灯那里裸露的电线,比如说图中的a点。
思考:这时人有没有危险?
学生利用电脑鼠标描绘电流路径,发现这时a点与火线是连通的。而大地和火线之间有220伏的电压,所以当我们碰到a点时,电路就导通了,就会有电流通过人体。根据人的电阻(大约2000欧)估算,此时通过人体的电流超过了人体的安全电流(10mA),从而引发触电事故。所以这是非常危险的一种情况。
(2)PPT出示简化图:开关接在火线和电灯之间
学生利用电脑鼠标描绘电流路径发现,当开关接在火线和电灯之间时,将断开开关,就相当于断开了火线。因为零线和大地之间是没有电压的。这时人即使碰到了电灯那里裸露的电线,人也是安全的。
主题2:为什么有金属外壳的用电器(如洗衣机、电冰箱、电饭煲等),都要用三脚插头呢?
PPT出示图片,认识插座、插头
插座分为三孔插座和两孔插座,相对应的有三脚插头和两脚插头。
三孔插座结构:左零右火上地,即三孔插座上面的插孔连接地线,左边的插孔连接零线,右边插孔连接火线。三脚插头上面的插脚连接了用电器的金属外壳,当我们将插头插入插座时,连接金属外壳的插脚就接触了接地线。这个时候用电器的金属外壳就接地了。可见金属外壳的用电器使用三脚插头的目的是为了让金属外壳接地。
思考:家用电器的金属外壳为什么要接地呢?
(1)PPT出示简化图:金属外壳未接地,且金属外壳漏电
金属外壳漏电是指当用电器火线的绝缘层老化或破损时,火线与用电器的金属外壳接触。这个时候金属外壳就带有220伏的电压。
思考:当金属外壳漏电且未接地时,会怎么样呢?
电脑鼠标画图:结合简化图,走电流路径
生:当金属外壳带电后,如果人接触了金属外壳,火线与大地之间有220伏的电压,所以会有电流通过人体,这个电流超过人的安全电流,从而发生触电事故。
讨论:若此时火线上装有过载保护和短路保护的断路器,会不会自动切断电路?
估算通过人体的电流:人的电阻约为2000欧,根据欧姆定律计算,通过人体的电流大约为100多毫安,也就是说此时火线上增加的电流约为100多毫安。相比于用电器正常工作时的电流,火线上增加的电流其实非常小(如说1000瓦的电饭煲正常工作时的电流约为4.5安)。火线上增加的电流不足以使断路器因电流过大而自动切断电路,因此,此时断路器起不到保护作用。
(2)PPT出示简化图:金属外壳接地
电脑鼠标画图:结合简化图,走电流路径。
学生利用简化图认识金属外壳接地时的情况:接地线的电阻比较小,可以看成一根导线。这时可看成接地线把人短路了,几乎没有电流通过人体,电流会经接地线进入大地,这时即使人触摸金属壳也是不要紧的。这就是接地的重要性。这时断路器会因火线上电流过大而自动断开。
讨论:家用电器金属外壳未接地时如何防漏电?
可增加安装具有漏电保护功能的断路器。
漏电保护:当检测到火线与零线上的电流不等时,漏电保护装置就能自动切断电路。漏电保护非常灵敏,0.015A的漏电电流就足以触发跳闸(断开电路)。触电保护的动作时间一般情况下不大于0.1秒。这么短的时间不会对人体产生伤害。
主题3:家用电器的金属外壳有接地线与没有接地线的区别?
(1)有接地线
发生漏电(金属外壳带电)瞬间,断路器就会因电流过大而自动断开。因此,当发生金属外壳漏电时,断路器已经帮我们检测出电路故障,且故障排除前,断路器无法手动复位。
(2)没有接地线(有漏电保护)
当发生漏电时,人没有接触金属外壳时,漏电保护器(有漏电保护功能的断路器)不会自动断开。因为此时火线和零线上的电流还是相等的。
当手接触金属外壳时,在接触的瞬间,漏电保护器会自动切断。可见,这种情况下人被电了一下后电路才会断开。
小结:在条件允许的情况下,我们还是要把接地线接好。同时安装有过载保护、短路保护和漏电保护的断路器,从而确保用电安全。
| 课堂导 入
暴露学生的问题
深入问 题
深入问 题
深入问 题
分析探 讨
分析探 讨
课堂延 伸
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板书设计
家庭用电
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分层作业设计
1.关于家庭电路和安全用电,下列说法错误的是( C )
A.家庭电路的电压是220V B.家庭电路中的用电器都是并联的
C.只有36V的电压对人体才是安全的 D.测电笔是用来辨别火线和零线的
2.将如图所示完好的接线板连入家庭电路中,闭合开关S,指示灯发光。再将台灯插入接线板上的插座,台灯与指示灯都能发光。则( C )
A.该接线板的连接线内只有火线和零线两根导线
B.台灯与指示灯串联,并受开关S控制
C.台灯与指示灯并联,开关S在干路上
D.该接线板上有5个插孔会使检测的测电笔氖管发光
3.家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备,家庭电路漏电时,通过火线与零线的电流不相等,漏电保护器中有一特殊装置(在图中虚线框内,未画出)检测到这一差异后,便切断电源,起到保护作用.漏电保护器中还有实验电路,由一只开关S与电阻R组成,闭合开关S就能模拟漏电情形,试验电路的连接符合要求的是( C )
A B C D
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