中職物理教學中有關接地問題的思考

張清平

【摘 要】在日常生活中，接地問題較為重要，它可以防止由于高壓靜電而造成的觸電危險，能夠保護人們安全地操作電器，并且其原理還被成功運用于避雷針中。受傳統教育導向的影響，接地問題在中職物理教學中是一個被忽視的知識點。因此，對其進行探索與思考，在強調素質教育的今天更具現實意義。

【關鍵詞】中職物理；接地問題；高壓靜電；避雷針

在高等教育出版社出版的中職《物理》教材中涉及到了避雷針，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？除塵器的金屬外殼以及平行板電容器的一個極板都接了地，為什么呢？本人認為：對學生講講有關接地的知識，既可拓寬學生的知識面，又可對學生起到安全教育的作用。

一、被接地物體與地球具有相等電勢的作用

（一）防止由于高壓靜電而造成觸電危險

靜電除塵器的除塵原理是利用高電壓產生的強電場使氣體電離，產生電暈放電，進而使粉塵帶電，并在電場力的作用下，使氣體中的懸浮粒子分離。可想而知，靜電除塵器是在高電壓下工作的，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。金屬管外殼接地說明了其與地球具有相同的電勢，當人不小心摸到金屬管外殼時也不會觸電，因為這時的金屬管、人和地球的電勢為零，不會有電流流過人體。

（二）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，還要穿上防靜電鞋并使用防靜電地面，這樣就會使靜電從人體導向大地，從而消除人體靜電。

（三）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。

用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），通常情況下用電器外殼是不帶電的，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，那么就會通過人體形成通路，產生危險。因此，必須將金屬外殼和地之間連接，使機殼和大地的電位相等。另外，用電器外殼接地還可以防止靜電的積聚。

此外還可以引導學生列舉一些日常生活中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。

二、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。教師也可以適當提問，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。

受傳統教育的導向，接地問題在中職物理教學中是一個被忽視的知識點，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，以便更好地防范危害。