取氫取氧合成水

 

壹、活動目標  Goal 

延長線幾乎是每個家庭必備的用品,但是你知道如何聰明又安全地使用延長線嗎?

有些舊式的延長線缺少強制切斷電源供應的機制,一旦過載,就會引發短路或走火,電視新聞也常報導延長線上不要插太多的電器,以免發生電線起火的危機。

首先,本活動要請學生收集並記錄家中常用電器用品的電源標示表,理解標示表中所傳達的「消耗功率」、「額定電壓」的意義,最後,在教師指導下計算出各電器的電流量,加總後檢核延長線是否能負擔預備要使用的電器用品。本活動的主要目標是培養學生利用數學及基本電學概念,養成災害風險管理與防救能力。 

大概念 Big Idea 

※為什麼延長線的可通過電流需小於設計電流? 

核心問題(探究問題) Essential Question 

※如何運用數學計算來檢核延長線使用是否過載? 

教學對象

教學時間

作者(服務單位) 

通訊作者e-mail 

chchch68@gmail.com 

貳、課程綱要對照 Course Outline 

※十二年國教素養導向綱要

【數學-第四學習階段-學習表現】

a-IV-2理解一元一次方程式及其解的意義,能以等量公理與移項法則求解和驗算,並能運用到日常生活的情境解決問題。

【自然科學-第四學習階段-學習表現】

po-Ⅳ-2 能辨別適合科學探究或適合以科學方式尋求解決的問題(或假說),並能依據觀察、蒐集 資料、閱讀、思考、討論等,提出適宜探究之問題。

pa-Ⅳ-2 能運用科學原理、思考智能、數學等方法,從(所得的)資訊或數據,形成解釋、發現新知、獲知因果關係、解決問題或是發現新的問題。

ah-Ⅳ-2 應用所學到的科學知識與科學探究方法,幫助自己做出最佳的決定。 

參、活動原理 Theory 

日常生活中時常會使用延長線,它的便利性幫我們解決了插座不足或插座位置不佳的問題,但是我們也常看到一條延長線上插滿了各式各樣的電器插頭,令人擔心是否會有電線過熱引發走火的危機,所以如何預防這類居家火災的能力已是現代人應具備的基本能力。因此本活動收集多種常見電器用品的電源標示表為資料內容,結合國中階段所教導的基本電力概念,去計算延長線上所負載的電器用品,其電流量是否過載,設計可以進行小組闖關的學習活動,更鼓勵學生以此檢驗家中延長線目前的設置是否安全。

【原理】

一、延長線本身的可通過電流需小於設計電流,而舊式的延長線缺少強制切斷電源供應的機制,需要以電流計算輔助檢核安全性。

二、依據右方公式,可計算出電流:

【圖一】

※假設家中的延長線預備要使用以下三種電器,分別算出電流如下所示: 

【圖二】吹風機

I=P/V

1200W/110V≒10.9A 

【圖微波爐

I=P/V

700W/110V≒6.36A 

【圖】吸塵器

I=P/V

750W/110V≒6.82A


家中使用的延長線如下圖(15A):

【圖五】三者相加:

10.9A+6.36A+6.82A=24.08A

24.08A>15A

(會造成過載) 


【圖一】

【圖二】

【圖三】

【圖四】

【圖五】

肆、活動材料 Material 

器材

延長線、延長線規格表、電器標示表多張(以拍照方式呈現或製成表格)、護貝膠膜、圖畫紙、簽字筆。

藥品

 


伍、活動步驟 Step 

第一部分

1.  播放電線走火的影片,引發學生對此議題的好奇心並請學生收集資料:哪些情形易引起電線走火。

2.  課前指導學生收集資料:各組學生收集家中電器用品的電源標示表(可用拍照的方式呈現)。組長彙集組員收集到的標示表,剔除重複的,並將標示表檔案交至教師。

3.教師事先準備2-3種延長線(需含獨立式開關類型的延長線),並將盒子背面說明進行拍照 

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第二部分

一、延長線小常識:

1.利用電腦投影延長線的說明圖檔,帶領學生觀察關鍵字並討論其涵義,例如:

1650W|15A125VAC4.5m

2.教師展示2-3種延長線,說明以下重點裝置的用途:

●獨立式開關   ●通電指示燈   ●扁式插頭   ●過載自動斷電裝置

二、電源標示表:教師將學生收集的標示表列出,共同討論並記錄各電器的消耗電功率(P)與電壓。

【圖六至圖十一】

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第三部分

一、教師指導學生運用電學公式P=VI算出電流,並挑1種延長線及3種電器用品來計算,檢核此延

長線是否過載。

二、教師提出問題進行歸納與討論:

(問題1)如何聰明挑選安全的延長線(或如何防止電線走火)?

(問題2)為什麼延長線的可通過電流需小於設計電流?

三、請各組同學回答問題並將討論結果記錄在筆記本上。 

【圖六】

【圖七】

【圖八】

【圖九】

【圖十】

【圖十一】

教案學習單

(待調整)

1.電流的單位是(   ),電壓的單位是(   ),電功率的單位是(   )。

2.延長線的「獨立式開關」用途為何?

 

【解答】1.安培A,伏特V,瓦特W。2.可在各電器用品的電流過載時,自動關閉開關(自動強制切斷電源供應),降低電線起火的風險。 

實作注意事項 

實驗安全事項

實驗廢棄物處理

教學心得

學生在國小六年級階段都上過電磁鐵,知道電線發熱發燙的感覺,國中階段理化也學過「每單位時間對物體所做的功稱為功率」(Ba-Ⅳ-6)的概念,因此以應用科學的角度來切入防災科學活動。

此活動收集的標示表可直接請學生在家用手機拍照,傳給教師或組長彙整,比較節省課前準備的時間,此外老師在教學的過程中需一步一步指導學生如何解讀標示表,由於標式表的格式並不統一,因此可能會出現學生找不到老師正在講解的地方,且標示表為本活動的關鍵資料,所以此步驟需多花時間進行講解討論。

過程中可以請學生指出哪些電器所消耗的電功率較小,例如電動牙刷(2W),哪些電器所消耗的電功率較大,例如電暖爐(1500W),使學生對家中常使用的電器更加有概念。最後,學生在計算時應注意單位,組員們同心協力完成任務。 

參考資料 

高士峰、沈哲平(2016)。防災救命-地震、火災、颱風都不怕。新北市:光現出版社。 

闖關活動(分鐘) 

壹、準備活動

教師準備

1.闖關地點預先放置長桌子。

2.準備材料:

(1)資料圖片:至少A4大小,分為延長線規格(3張)及電源標示表(10

  張),圖片內容需由各校收集,列印放大,護貝後方便闖關學生讀題。

(2)四開圖畫紙、電子計算機(副關主使用)。

(3)簽字筆。

3.張貼操作說明海報(海報上可寫上公式)。

4.印製闖關卡:闖關卡為雙面,正面是闖關順序蓋章處,背面則是學習單。

  闖關卡請用較厚的紙張印製。

5.準備過關印章。

學生準備

1.每組學生準備鉛筆與計算紙。

2.異質分組,每一組約3-4人。教師在闖關前先發下闖關卡交由組長保管。

 

貳、闖關之前

1.關主(約3人)及學生就位,關主負責解說闖關步驟、抽取兩份資料圖

  片,副關主則指導學生計算與判斷是否過關。

2.宣導學生不要在場內奔跑,闖關時需站立於長桌外側面向關主。

3.關主先在桌面中間放置好圖畫紙、簽字筆及資料圖片。

 

参、進入關卡

(1分鐘)1.關主請小組列隊,小組向關主問好。

(2分鐘)2.關主介紹關名「延長線的危機」,利用海報說明各組分別派人抽取延長線

  圖片及標示表圖片。

(7分鐘)3.各組派組員抽取1張「延長線規格圖片」3張「電源標示表圖片」,請

  闖關學生開始計算此延長線能否承載這3種電器,學生必須把計算過程

  寫在圖畫紙上,算出結果之後,回答關主「過載」或「沒有過載」。計算

  過程如下圖:

【圖十二】


4.關主掌握時間及隨時給予指導,計算完成後,闖關結束,小組離開前往

  下一關。

 

伍、闖關結束

1.書寫2題學習單問題。

2.收回闖關卡。 


【圖十二】

預算表

每人次每組的材料及預算(*以一組為單位)

項目.材料 / 數量/金額 (元)

1.4開圖畫紙/100張/150

2.A4護貝膜/1盒/199


3.簽字筆/1盒/120

4.防過載延長線/1組/499

總計 / 每人次(或每組)/共968元/每組約48.4元