实践 探究雷电的奥秘 学案

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科 【学习目标】 1.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.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。 3.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。 重点：了解雷电的产生、危害及防护措施。 难点：实地调研的安全性与有效性：确保学生实地观察时的安全（如不触碰避雷设施），同时获取有效信息。 【自主学习】 了解雷电产生的原因是：在对流旺盛的积雨云中，云内的水滴、冰晶和大气中的尘埃颗粒在上升、下沉和碰撞过程中发生电荷_____，导致云中电荷分布不均。一般而言，云的上部以_____电荷为主，下部以_____电荷为主。当云内不同部位或云与地面之间的电势差达到一定程度，超过空气的绝缘强度时，就会引发强烈的_____现象，即闪电。这种放电过程中，电流通过空气产生高温和高压，使周围空气迅速膨胀，形成冲击波，从而产生雷声。 【合作探究】 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；我国古代预防雷击的措施； 1.雷电产生的原因 雷电产生的原因主要与积雨云中的电荷分离和放电过程有关。具体来说，包括以下步骤： （1）积雨云形成：积雨云是由空气中的水蒸气在_____过程中遇冷凝结形成的。当空气中含有足够的水蒸气并受到上升气流的推动时，会形成浓厚的积雨云。 （2）电荷分离：在积雨云内部，冰晶、霰粒和水滴等微粒在碰撞、摩擦过程中会发生电荷分离。通常，云的上部积累_____，而中下部积累_____。 （3）电场增强：随着电荷的不断积累，云内和云与地面之间的电场强度逐渐增强。当电场强度超过空气的击穿阈值时，空气被_____，形成导电通道。 （4）放电过程：电荷通过导电通道迅速释放，形成闪电。放电过程中，空气温度急剧升高，导致空气迅速膨胀，产生冲击波，进而形成雷鸣声。 此外，雷电活动还受到地形、气象条件等因素的影响，例如热雷电、锋雷电和地形雷电等不同类型的雷电，其形成条件和特点也有所不同。 2.我国历史上关于雷电的记载，我国历史上对雷电的记载丰富而深刻。 （1）殷商时期 甲骨文记载：3000多年前的殷商时期，甲骨文中已有“雷”、“电”的形声字，表明当时人们已开始关注雷电现象。 （2）西周时期 青铜器铭文：西周初期，青铜器上出现加雨字偏旁的“电”字，反映了对雷电与天气关联的认识。 （3）西汉时期 《淮南子》记载：刘安等著的《淮南子》提出“阴阳相薄为雷，激扬为电”，认为雷电是阴阳二气相互作用的结果。 （4）东汉时期。《论衡》记载：王充在《论衡》中指出“雷者，太阳之激气也”，并总结了雷电活动的季节性，同时认同阴阳相互作用产生闪电的看法。 （5）三国两晋时期：保圣寺塔避雷：三国孙吴时期建造的保圣寺塔，塔顶有铁制古刹，具有避雷效果，虽多次受损却从未遭雷击。 （6）唐宋时期 ： 《梦溪笔谈》记载：沈括详细描述了雷电通过金属导体时造成的现象，如金属熔化而周围物体未受损，体现了对导体和绝缘体的初步认识。 柳宗元在《柳州山水近治可游者记》中描述了“地形雷”的成因，与近代科学解释基本一致。 （7）明清时期 雷电现象解释：明代刘基进一步阐释了雷电的形成过程，认为天气郁激而发的阳气团与阴气相撞产生雷电。 3.我国古代预防雷击的措施；我国古代预防雷击的措施主要包括以下几种： （1）建筑设计与材料选择 ①木结构建筑：古代建筑多采用木结构，木材电导率低，不易形成强电场，且具有一定的绝缘性，能减少雷电引发的火灾风险。 ②特殊材料：在建筑中加入草绳、稻草垛等，这些材料能吸收电荷，增强建筑的绝缘性。 ③避雷 ... ...