中學物理中問題的探究以及思考
時間:2022-12-07 05:27:00
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在教學過程中,作為起主導作用的教師,首先必須認真閱讀教材,挖掘教材中蘊涵的各個知識點(隱含的文字、數據、圖表等),然后通過課堂教學這種形式,去組織、誘導學生進行一定的思考,培養學生觀察問題,發現問題的能力。在人民教育出版社出版的高中《物理》教材中牽及到了避雷針,它是一個金屬的尖端導體,安在建筑物的頂端,用粗導線與埋在地下的金屬板連接,保持與大地有良好的接觸,那么這種接觸有什么作用呢?除塵器的金屬A以及平行板電容器的一個極板和靜電都接了地,為什么呢?筆者認為:對學生講講有關接地的知識,既可拓寬學生知識面,又可對學生起到安全教育的作用。
1被接地物體與地球具有相等電勢的作用
1.1防止由于高壓靜電而造成觸電危險
對于《物理》教材中圖13-56,靜電除塵器的除塵機理是利用高電壓產生的強電場強度使氣體電離,產生電暈放電,進而使粉塵荷電,并在電場力的作用下,使氣體中的懸浮粒子分離。可想而知,靜電除塵器在高電壓下工作的,其外殼產生很高的靜電電壓,如果人一不小心碰到外面的金屬管,就會有電流流過人體引起觸電。金屬管A接地說明了其與地球具有相同的電勢,當人不小心摸A管時不會觸電,因為這時的金屬管、人和地球均為同一等勢體,不會有電流流過人體。
《物理》教材中研究平行板電容器的電容跟哪些因素有關。電容器左極板接地,靜電計外殼接地,則兩者電勢便都與地球電勢相等,靜電計所測電壓便是電容器的電壓了。其次接地也有防止觸電作用,因為在這一實驗中,起電機的電壓很高;靜電計、電容極板接地,消除了人體對電容器極板的電容作用。
人體是最普遍存在的靜電危害源,要讓學生充分認識到:
在做靜電實驗時,要做到充分的防護措施,除小心操作外,
建議穿防靜電鞋并使用防靜電地面(防靜電地墊、地毯等)和防靜電襪、防靜電鞋墊等,這樣就會使靜電從人體導向大地,從而消除人體靜電。
1.2保護工作者能安全地操作電器
電壓互感器的原理是用來把高電壓變成低電壓,并且測量高電壓;電流互感器的原理是把大電流變成小電流,并且測量大電流。但為了工作安全,它們的鐵殼和副線圈都應該接地。
電器外殼接地是將系統中平時不帶電的金屬部分(機柜外殼,操作臺外殼等)與地之間形成良好的導電連接,以保護設備和人身安全。因為工作系統的供電是強電供電(380、220或11OV),通常情況下機殼等是不帶電的,當故障發生(如主機電源故障或其它故障)造成電源的供電火線與外殼等導電金屬部件短路時,這些金屬部件或外殼就形成了帶電體,如果沒有很好的接地,那么這帶電體和地之間就有很高的電位差,如果人不小心觸到這些帶電體,那么就會通過人身形成通路,產生危險。因此,必須將金屬外殼和地之間加以很好地連接,使機殼和地等電位。另外,電器外殼接地還可以防止靜電的積聚。
此外還可以誘導學生列舉一些日常生活中的類似這種作用的實例,學生一定會聯想到洗衣機、電冰箱等家用電器的機殼后面有一根接地線,也是為了使其與地球等勢,防止觸電。
2避雷針的原理與作用
有關雷電產生的原因眾說紛紜。最常見的一種說法是:地面濕氣受熱上升,或者空氣中不同冷、熱氣團相遇,凝成水滴或冰晶,形成積云,在運動中使電荷發生分離。當電荷積聚到足夠數量時,就會產生不同電荷的云層。由于靜電感應而產生不同電荷的云層接近地面時,或由于靜電感應,地面上的物體會出現不同的電荷,并且密集在突出的物體上,如大樹、煙囪、鐵搭、高層建筑物等。當電荷積累到一定程度時,帶電云層和這些突出的物體之間會發生強烈的放電,這就是雷電現象。雷電流過地面的物體時,其具有極大的破壞性,電壓可達數百萬至千萬伏,電流達幾十萬安,可以造成人畜傷亡,建筑物炸毀或燃燒、線路停電及電氣設備損壞等嚴重事故。
避雷針是利用尖端放電的原理制成的。避雷針是一個金屬的尖端導體,安在建筑物的頂端,用粗導線與埋在地下的金屬板連接,保持與大地有良好的接觸。通過避雷針可以不斷放電,向大地不斷傳遞電荷的作用,避免電荷的大量積累,從而達到避雷的目的。所以,打雷時,千萬不要在大樹及高層建筑物下避雨。通過講述,學生對這個自然常識能更加了解。
在課堂教學中,教師可以適當補充延伸,引導學生聯系生活實際,列舉有關“接地”的電器。教師也可以適當設疑,以引起學生興趣,如油罐車后面用一條拖在地上的鐵鏈,起到什么作用呢?通過圖片展示,飛機的機輪上為什么要安裝搭地線?通過學生熱烈討論,綜合分析,最后得出這樣的結論:原來這種接地使將摩擦產生的靜電導向大地,以免靜電積累到一定程度,產生電火花引起油罐車、飛機爆炸。
受應試教育的導向,接地問題在中學物理教學中是一個忽視的知識點,在強調素質教育的今天,我們認為有必要向學生傳授這方面的知識,使他們學以致用,更好地防范危害。
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