跨学科实践
答案 P30
项目主题 探究雷电的奥秘
项目情境 人类从未停止过对自然现象的探索和思考。《淮南子》中写道“阴阳相薄，感而为雷，激而为霆”，认为雷电是一种中和现象。雷电是怎样产生的？雷电对生产生活会产生什么影响？我们通过实践活动进行探究
活动任务一 雷电产生的原因
驱动性问题1 雷电是云层与大地之间或云层与云层之间的放电现象，云层之间、云层和大地之间的电压可达几百万伏至几亿伏，放电时的电流可达几万安至十几万安，产生很强的光和声。如图所示，两片带有异种电荷的云层A、B相接触时，雷电电流的方向为（填“从A到B”或“从B到A”）
活动任务二 我国历史关于雷电的记录和预防雷击的措施
驱动性问题2
1. 我国古代对电的认识是从雷电及摩擦起电现象开始的。早在3 000多年以前的殷商时期，甲骨文中就有了“雷”“电”的形声字。在上面提过的“阴阳相薄，感而为雷，激而为霆”这句话中，“阴”指负电荷，“阳”指正电荷。云层带电是因为云层与空气摩擦使发生转移。
2. 西晋张华记录了摩擦起电引起的放电发声现象：“今人梳头、脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声”。“随梳”是因为梳子与头发摩擦，两者带上电荷而相互。
3. 在我国古代建筑中，有一种叫雷公柱的结构，是一种防雷措施，它与现代的避雷针原理相同，发生雷雨天气时，避雷针的尖端就能不断地向空中释放电子，则电流方向是（填“从空中到地面”或“从地面到空中”）
拓展问题 富兰克林收集雷电
1746年，英国伦敦一名叫柯林森的物理学家，通过邮寄的方式向美国费城的本杰明·富兰克林赠送了一只莱顿瓶，并在信中向他介绍了使用方法，这直接导致了1752年富兰克林著名的费城实验。实验过程中，本杰明·富兰克林用风筝将“天电”引了下来，把天电收集到莱顿瓶中，从而弄明白了“天电”和“地电”原来是一回事。莱顿瓶是一种储存的装置，在使用时释放出来；但是却无法做到源源不断地提供电流。因此，它（填“是”或“不是”）电源

【驱动性问题1】从A到B
【驱动性问题2】1.电子
2.异种 吸引
3.从空中到地面
【拓展问题】电荷 不是

【分析】
本题围绕雷电的奥秘设置多个问题，需结合电学基础概念逐一分析：
1. 驱动性问题1：电流方向的规定是正电荷定向移动的方向，异种电荷接触时，电流从带正电的物体流向带负电的物体，题目中A、B为异种电荷，据此判断电流方向。
2. 驱动性问题2-1：摩擦起电的本质是电子的转移，并非创造电荷，云层与空气摩擦带电是电子转移的结果。
3. 驱动性问题2-2：摩擦起电后，不同物体带异种电荷，异种电荷相互吸引，因此梳子与头发摩擦后会相互吸引，出现“随梳”现象。
4. 驱动性问题2-3：电流方向与负电荷（电子）定向移动的方向相反，避雷针尖端向空中释放电子，电子从地面流向空中，据此判断电流方向。
5. 拓展问题：莱顿瓶的功能是储存电荷，而电源的定义是能持续提供电能的装置，莱顿瓶无法持续供电，据此判断是否为电源。
【解析】
1. 驱动性问题1：根据电流方向的规定，正电荷定向移动的方向为电流方向，异种电荷接触时，电流从带正电的云层流向带负电的云层，故电流方向为从A到B。
2. 驱动性问题2-1：摩擦起电的实质是电子的转移，云层与空气摩擦使电子发生转移，从而带电，故填电子。
3. 驱动性问题2-2：梳子与头发摩擦后，两者带上异种电荷，异种电荷相互吸引，因此出现“随梳”现象，故依次填异种、吸引。
4. 驱动性问题2-3：电流方向与负电荷（电子）定向移动方向相反，避雷针释放电子时，电子从地面流向空中，因此电流方向为从空中到地面。
5. 拓展问题：莱顿瓶是储存电荷的装置，电源是能持续提供电能的装置，莱顿瓶无法持续供电，因此不是电源。
【答案】
驱动性问题1：从A到B；驱动性问题2：1.电子；2.异种、吸引；3.从空中到地面；拓展问题：电荷、不是
【知识点】
摩擦起电、电流方向、电源
【点评】
本题为跨学科实践题，结合古代对雷电的认知与电学基础概念，考查学生对摩擦起电、电流方向、电源等知识点的理解，联系实际生活与历史文化，引导学生用物理知识解释自然现象，难度适中。
【难度系数】
0.5