磁场对电流的作用•教案
一、教学目标
1.掌握磁场对电流作用的计算方法。
2.掌握左手定则。
二、重点、难点分析
1.重点是在掌握磁感应强度定义的基础上，掌握磁场对电流作用的计算方法，并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向。
2.计算磁场力时，对通电导线在磁场中的不同空间位置，正确地运用不同的三角函数和题目提供的方位角来计算是难点。
三、主要教学过程
(一)引入新课
复习提问：
1.磁感应强度是由什么决定的？
答：磁感应强度是由产生磁场的场电流的大小、分布和空间位置确定的。
2.磁感应强度的定义式是什么？
3.磁感应强度的定义式在什么条件下才成立？
成立。
4.垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长l=1cm，通电电流强度i=10a，若它所受的磁场力f=5n，求(1)该磁场的磁感应强度b是多少？(2)若导线平行磁场方向。
答：因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场，所以根据磁感应强度的定义式
5.若上题中通电导线平行磁场方向放入该磁场中，那么磁场的磁感应强度是多大？通电导线受到的磁场力是多少？
答：当电流仍为i=10a，l‖b时，该处磁感应强度不变，仍为b=0.5t，而通电导线所受磁场力f为零。
(二)教学过程设计
1.磁场对电流的作用(板书)
我们已经了解到通电直导线垂直磁场方向放入磁场，它将受到磁场力的作用，根据磁感应强度的定义式可以得出：
f=bil
当通电导线平行磁场方向放入磁场中，它所受的磁场力为零。看来运用f=bil来计算磁场对电流的作用力的大小是有条件的，必须满足l⊥b。
磁场力方向的确定，由左手定则来判断。
提问：如果通电导线与磁感应强度的夹角为θ时，如图1所示磁场力的大小是多少？怎样计算？
让学生讨论得出正确的结果。
我们已知，当l⊥b时，通电导线受磁场力，f=bil，而当l∥b时f=0，启发学生将b分解成垂直l的b⊥和平行l的b∥，因平行l的b∥对导线作用力为零，所以实际上磁场b对导线l的作用力就是它的垂直分量b⊥对导线的作用力，如图2所示。即
f=ilb⊥=ilbsinθ
磁场对电流的作用力——安培力(板书)
大小：f=ilbsinθ(θ是l、b间夹角)
方向：由左手定则确定。
黑板上演算题：下列图3中的通电导线长均为l=20cm，通电电流强度均为i=5a，它们放入磁感应强度均为b=0.8t的匀强磁场中，求它们所受磁场力(安培力)。
让五个同学上黑板上做，其他同学在课堂练习本上做，若有做错的，讲明错在哪儿，正确解应是多少，并把判断和描述磁场力方向的方法再给学生讲解一下(如图4示)。
例1.两根平行输电线，其上的电流反向，试画出它们之间的相互作用力。
分析：如图5所示，a、b两根输电线，电流方向相反。通电导线b处在通电导线a产生的磁场中，受到a产生的磁场的磁场力作用；通电导线a处在通电导线b产生的磁场中，受到b产生的磁场的磁场力作用。我们可以先用安培定则确定通电导线b在导线a处的磁场方向bb，再用左手定则确定通电导线a受到的磁场力fa的方向；同理，再用安培定则先确定通电导线a在导线b处的磁场方向ba，再用左手定则确定通电导线b受到的磁场力fb的方向。经分析得出反向电流的两根平行导线间存在的相互作用力是斥力。
完成上述分析，可以让同学在课堂作业本上画出电流方向相同的平行导线间的相互作用力，自己得出同向电流的两根平行导线间存在的相互作用是引力。
例2.斜角为θ=30°的光滑导体滑轨a和b，上端接入一电动势e=3v、内阻不计的电源，滑轨间距为l=10厘米，将一个质量为m=30g，电阻r=0.5ω的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关s后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图6，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少？
解：合上开关s后金属棒上有电流流过，且金属棒保持静止，由闭合电路欧姆定律
金属棒静止在滑轨上，它受到重力mg1和滑轮支持力n的作用，因轨道光滑，二力金属棒不可能平衡，它必然还受到垂直于滑轨平面的磁场的安培力作用才能平衡，根据题意和左手定则判断出，磁场方向垂直滑轨面斜向下，金属棒受到磁场的安培力沿斜面向上，如图7所示，由进一步受力分析得出，若金属棒平衡，则它受到的安培力f应与重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等，方向相反：
f-mgsinθ=0……①
又 f=bil代入①得bil=mgsinθ
(三)课堂小结
1.当通电直导线垂直磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力，f=bil;当通电直导线平行磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力为零。
2.当通电直导线在磁场中，导线与磁场方向间的夹角为θ时，通电导线受到磁场的安培力f=ilbsinθ。
3.磁场对通电直导线的安培力的方向，用左手定则来判断。(其内容在书中p.226)
课外作业：物理第三册(选修)p.227练习二。
教学目标
知识目标
通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)分别以不同的参照物观察天体运动的观点；通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律。
能力目标
通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述；
情感目标
使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也是要通过斗争，甚至会付出生命的代价；
说明：
1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容。教学中可根据学生的实际情况加以补充。
2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同。
3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有安排练习。希望老师能合理地安排这一节的教学。
教学建议
教材分析
本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星(后称第谷星，是银河系一颗超新星)，打破了历来“恒星不变”的学说。伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学。为-以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生，因此被誉为“近代科学之父”。开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作。这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神。
教法建议
具体授课中教师可以用故事的形式讲述。也可通过放资料片和图片的形式讲述。也可大胆的让学生进行发言。
在讲授“日心说”和“地心说”时，先不要否定“地心说”，让学生了解托勒密巧妙的解释，同时让学生明白哥白尼的理论-了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论，为宣传和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害。不必给结论，让学生自行得出结论。
典型例题
关于开普勒的三大定律
例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样。
分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的。
解：设人造地球卫星运行半径为r，周期为t，根据开普勒第三定律有：
同理设月球轨道半径为，周期为，也有：
由以上两式可得：
在赤道平面内离地面高度：
km
点评：随地球一起转动，就好像停留在天空中的卫星，通常称之为定点卫星。它们离地面的高度是一个确定的值，不能随意变动。
利用月相求解月球公转周期
例2若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内，且都为正圆。又知这两种转动同向，如图所示，月相变化的周期为29.5天(图是相继两次满月，月、地、日相对位置示意图).
解：月球公转(2π+)用了29.5天。故转过2π只用天。
由地球公转知。
所以=27.3天。
例3如图所示，a、b、c是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个？()
a.b、c的线速度相等，且大于a的线速度
b.b、c的周期相等，且大于a的周期
c.b、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度
d.若c的速率增大可追上同一轨道上的b
分析：由卫星线速度公式可以判断出，因而选项a是错误的。
由卫星运行周期公式，可以判断出，故选项b是正确的。
卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的，由，可知，因而选项c是错误的。
若使卫星c速率增大，则必然会导致卫星c偏离原轨道，它不可能追上卫星b，故d也是错误的。
解：本题正确选项为b。
点评：由于人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力是由万有引力提供的，若由于某种原因，使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不可能增加的，这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。
探究活动
1、观察月亮的运动现象。
2、观察日出现象。
教师活动 | 教学内容 | 学生活动 |
引入新课 展示新闻和图片 | 1957 年 10 月 4 日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，从而开创了人类航天的新纪元． 1961 年 4 月 12 日，前苏联成功地发射了第一艘“东方号”载人飞船，尤里 · 加加林成为第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕． 人类进入了航天时代．这节课我们就来学习人造地球卫星方面的基本知识． | 看屏幕 听讲解 |
§ 6.5 宇宙航行 | ||
进行新课 | 问：离地面一定高度的物体以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物体将做平抛运动，即最终要落回地面．但如果射出的速度增大，会发生什么情况呢？ | 思考 |
演示牛顿设想原理图 | 一、人造地球卫星 由于抛出速度不同，物体的落点也不同．当抛出速度达到一定大小，物体就不会落回地面，而是在引力作用下绕地球旋转，成为绕地球运动的人造卫星． 那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢？ | 观察、分析 |
引导学生讨论 展示课件并讲解 | 二、宇宙速度 【板书】 1. 第一宇宙速度 ( 环绕速度 ) v1＝ 7.9km/s 请学生根据所学知识，推导第一宇宙速度的另一种表达式： 推导：地面附近重力提供向心力， 所以 将 r＝6.37×106m , g＝9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍为 7.9km /s． 如果人造地球卫星进入轨道的水平速度大于 7.9km /s，而小于 11.2km /s，它绕地球运动的轨道就不是圆，而是椭圆．当物体的速度等于或大于 11.2km /s时，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星．所以， 11.2km /s 是卫星脱离地球的速度，这个速度叫作第二宇宙速度，也称脱离速度速． 【板书】 2. 第二宇宙速度（脱离速度） v2＝ 11.2km /s 达到第二宇宙速度的物体要受太阳引力的束缚，要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的速度等于或大于 16.7km /s，这个速度叫作第三宇宙速度，也称逃逸速度．【板书】 3. 第三宇宙速度（逃逸速度） v3＝ 16.7km/s 【板书】4地球同步卫星． 人造地球卫星的种类很多，有一种特别的卫星叫地球同步卫星 （ 1 ）同步卫星的高度是确定的： h＝ 36000 km． （ 2 ）理解同步卫星“同步”的意义． （ 3 ）探究同步卫星的位置． 2．观看视频：同步卫星的轨道以及同步卫星的发射 ． | 讨论并推导 观察、思考 |
说明特点 | 了解卫星的发射和回收 | 视频和图片 |
教学设计思路：
本节课要求学生会计算人造卫星的环绕速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。本节是第五节，万有引力定律、圆周运动、天体运动都已经讲过，从知识上讲学生运用牛顿第二定律直接推导出卫星的速度并不是一件困难的事情。实际上学生遇到卫星问题时总是感到困难和无从下手。究其根源是因为学生对地球、卫星的空间关系不清楚，学生无法从自己站立的一个小小的角落体会巨大空间中发生的事情。因此，用各种视频、课件和图片帮助学生建立空间的概念是十分必要的，有了空间的图景，对问题的认识和思考就有了依托。所以，本节课我使用了大量的图片和视频来模拟、展示，让学生有比较深刻的感性认识。
设计理念
通过对前几节知识的学习，学生对曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解。在此基础上，教师通过设计问题情境，引导学生探究，获得新知识。重视科学跟生活、跟社会的联系，让学生体会物理学就在身边。体会生活质量与物理学的依存关系，体会科学是迷人的、是改变世界的神奇之手。
学情分析：
尽管学生对天体运动的知识储备不足，猜想可能缺乏科学性，语言表达也许欠妥，但只要学习始终参与到学习情境中，激活思维，大胆猜想，敢于表达，学生就能得到发展和提高。
教学目标 ：
一、知识与能力
了解人造卫星的发射与运行原理，知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
了解人造卫星的运行原理，认识万有引力定律对科学发展所起的作用，培养学生科学服务于人类的意识。
二、途径与方法
学习科学的思维方法，发展思维的独立性，提高发散思维能力、分析推理能力和语言表达能力。
三、情感态度与价值观
在主动学习、合作探究的过程中，体验愉悦的学习氛围，在探究中不断获得美的感受不断进步。
学习科学，热爱科学，增强民族自信心和自豪感。
教学准备：
多媒体电脑及图片。
教学重点难点：
重点：
1.第一宇宙速度的推导。
2.运行速率与轨道半径之间的关系
难点：
沿椭圆轨道运行的卫星按照圆周运动处理，卫星的环绕速度是最小发射速度。
教学过程：
1.库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是学习电场强度的基础，不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。
2.本节摩擦起电、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触，已经有了一定的基础，在复习初中知识的基础上，应着重从原子结构的角度讲解物体带电的本质。
3.通过对使物体带电的方法接触起电、摩擦起电和感应起电的分析，让学生体会到使物体带电的实质是电子发生转移，从而打破了物体的电中性，失去电子的物体带上了正电荷，得到电子的物体带上了负电荷。过渡到电荷守恒定律，水到渠成，对高中学生而言很容易接受，进一步巩固守恒思想。
4.在分析思考的过程中学生体会到电荷守恒定律以及元电荷的概念。同时教学中渗透“透过现象看本质”的思想。
5.展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和远大意义。
二、学情分析
学生在初中已经学习了电学的基本知识，为过渡到本节的学习起着铺垫作用，学生已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推理演算能力。能在老师指导下通过观察、思考，发现一些问题和解决问题。因此有必要把初中学过的两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识复习一下。
三、教学方法分析及建议
1.在学生初中学习的基础上，可以通过演示实验或者媒体播放复习并巩固电荷的有关知识；先运用教材上给出的简单易行的实验，让学生观察摩擦后的塑料片之间的相互作用力，猜想作用力的大小跟哪些因素有关；然后通过实验定性验证猜想是否正确，并在这个基础上介绍库仑定律的发现过程。
2.讲解点电荷时，可以对照质点的概念进行讲解，要讲清点电荷是一种理想化的物理模型。
3.物理发展的重要概念及重大规律的建立都是经科学家艰辛的探索而完成的，都是对原有思维方式突破的结果，体现出了科学家的创造性。如何充分利用这宝贵的素材，需要教师创设问题情景对学生“诱思”、“导思”，在本节课中，对库仑定律得出过程进行了尝试。
4.利用“思考与讨论”的问题，比较库仑定律与万有引力定律的异同。
5.要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象。在此基础上，使学生知道，感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分，进一步说明电荷守恒定律。
四、教学目标
(一)知识与技能
1.了解人类对电现象的认识过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。
2.了解元电荷的大小，了解电荷守恒定律，知道摩擦起电和感应起电的实质不是创造电荷，而是电荷的转移。
3.理解库仑定律的含义和表达式，知道静电常量。了解库仑定律的适用条件，学习用库仑定律解决简单的问题。
4.渗透理想化思想，培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的能力。
(二)过程与方法
1.教师通过实验法、问题教学法启发学生理解抽象的电荷知识。
2.通过认识科学家在了解自然的过程中常用的科学方法，培养学生善用类比方法、理想化方法、实验方法等物理学习方法。
(三)情感态度与价值观
1.通过阅读材料，展示物理学发展中充满睿智和灵气的科学思维，弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神。
2.通过对比天电和地电、以及定性和定量、神学和科学对电现象的认识，使学生了解人类对电荷的认识过程，培养学生探索大自然的兴趣。
3.通过对库仑定律探究过程的讨论，使学生掌握科学的探究方法，激发学生对科学的热情。
五、本节要点
1.什么是静电现象？电荷间的相互作用是什么？什么叫电荷量？
2.什么是感应起电现象？什么叫中和现象？
3.电荷守恒定律的内容是什么？什么叫元电荷？
4.库仑定律的内容是什么？适用条件是什么？
六、教学重难点分析
(一)重点
1.对库仑定律的理解。
(二)难点
1.对电荷这一抽象概念的理解；
2.对库仑定律发现过程的探讨。
(三)突破重、难点的方法
1.讲清库仑定律及适用条件，说明库仑力符合力的特征，遵守牛顿第三定律。
2.为定性演示库仑定律，应使带电小球表面光滑，防止尖端放电，支架应选绝缘性能好的，空气要干燥。
3.说清k的单位由公式中各量单位确定，其数值则由实验确定。
七、教学流程设计
(一)新课引入
(多媒体展示电磁学的发展史)
古代人已经发现了有关静电现象，主要是梳头或者是羊毛、丝、棉类的衣物摩擦有闪光及声音；古希腊人发现琥珀可以吸引轻小物体。
英国的吉尔伯特(1544—1603)是最早系统地研究电磁现象的科学家。他发现琥珀和磁铁都能够吸引物体，不过性质不同，经过研究，他发现许多其他物体经过摩擦后也都能够吸引其他小物体。引入(electric)(琥珀体)还发明了可供实验用的验电器。
德国的奥托·格里克(1602—1686)，马德堡市市长，1654年曾用自己发明的抽气机做了马德堡半球实验；1660年发明了第一台可产生大量电荷的摩擦起电机。有了这样的机器，因而做成了各种各样的电火花实验；还有让人身体带电的实验；这使得18世纪40年代的德国整个社会都对电现象感兴趣，许多人购买了摩擦起电机做实验作为娱乐，同时也大大普及了电学知识。电学知识在整个欧洲各国都普及起来。
法国电学家诺莱特在巴黎圣母院前进行，他请700个修道士手拉手地排起来，让排头的手拿莱顿瓶放电时，发现700个修道士同时跳了起来，显示了电的强大威力。
富兰克林的风筝实验，证明了雷电是一种放电现象，在此基础上，发明了避雷针。
(二)进行新课
1.接引雷电下九天──富兰克林发明避雷针的故事
1752年7月的一天，在北美洲的费城，一位名叫富兰克林的科学家，做了一个轰动世界的实验：这天下午，天色阴暗，乌云滚滚。天空中不时闪烁着青白色的电光，传来一阵阵沉闷的雷声，眼看一场可怕的大雷雨就要来临了。
“这是最合适的天气！”富兰克林和他的儿子威廉带着风筝和莱顿瓶(一种可充放电的容器)，奔向郊外田野里的一间草棚。
这可不是一只普通的风筝：它是用丝绸做成的，在它的顶端绑了一根尖细的金属丝，作为吸引闪电的“接收器”;金属丝连着放风筝用的细绳，这样细绳被雨水打湿后，也就成了导线；细绳的另一端系上绸带，作为绝缘体(要干燥)，避免实验者触电；在绸带和绳子之间，挂有一把钥匙，作为电极。
富兰克林和他的儿子连忙乘着风势，将风筝放上了天。风筝，像一只矫健的鸟儿，渐渐地飞到云海中。
父子俩躲在草棚的屋檐下，手中紧握着没有被雨水淋湿的绸带，目不转睛地观察着风筝的动静。
突然，天空中掠过一道耀眼的闪电。富兰克林发现，风筝引绳上的纤维丝一下子竖立起来。这说明，雷电已经通过风筝和引绳传导下来了。富兰克林高兴极了，他禁不住伸出左手，触碰一下引绳上的钥匙。“哧”的一声，一个小小的蓝火花跳了出来。
“这果然是电！”富兰克林兴奋地叫了起来。
“把莱顿瓶拿过来。”富兰克林对威廉喊道。他连忙把引绳上的钥匙和莱顿瓶连接起来。莱顿瓶上电火花闪烁。这说明莱顿瓶充了。
事后，富兰克林用莱顿瓶收集的雷电，做了一系列的实验，进一步证实了雷电与普通电完全相同。
富兰克林的这一风筝实验，彻底地击碎了闪电是“上帝之火”、“煤气爆炸”等流行的说法，使人们真正认识到雷电的本质。因此，人们说：“富兰克林把上帝与闪电分了家。”
富兰克林的风筝实验绝不是一时冲动所做的。早在数年前，他就致力于电的研究，并在当时人们不知“电为何物”的时代，指出了电的性质。
在一次研究的意外事件中，他得到启迪。有一次，他把几只莱顿瓶连在一起，以加大电容量。不料，实验的时候，守在一旁的妻子丽德不小心碰了一下莱顿瓶，只听得“轰”的一声，一团电火花闪过，丽德被击中倒地，面色惨白。她因此休息了一个星期身体才得到康复。
“莱顿瓶发出的轰鸣声，放出的电火花，不是和雷电一样吗？”富兰克林大胆地提出这个设想。经过反复思考，他推测雷电就是普通的电，并找出它们两者间的12条相同之处：都发亮光；光的颜色相同；闪电和电火花的路线都是曲折的；运动都极其迅速；都能被金属传导；都能发出爆炸声或噪声；都能在水或冰块中存在；通过物体时都能使之破裂；都能杀死动物；都能熔化金属；都能使易燃物燃烧；都放出硫磺气味。
1747年，富兰克林把他的这些想法，写成论文《论雷电与电气的一致性》。他将论文寄给他的朋友、英国皇家学会会员科林逊。可当科林逊将论文送交皇家学会讨论时，得到的是一阵嘲笑。许多科学家认为富兰克林的观点荒唐无比，“把科学当作儿童的幻想”。
对于人士的嘲笑、奚落，富兰克林不予理睬，终于在做好各种准备的情况下，冒着生命危险，做了风筝实验。
富兰克林从风筝实验中，不但了解了雷电的性质，而且证实：雷电是可以从天空“走”下来的。“高大建筑物常常遭到雷击，能不能给雷电搭一个梯子，让它乖乖地‘走’下来呢？”富兰克林想。
正当富兰克林思考这一问题的时候，不幸从俄国彼得堡传来消息：1753年7月26日，科学家利赫曼为了验证富兰克林的实验，在操作时，不幸被一道电火花击中身亡。这更坚定了富兰克林研制避免雷击装置的决心。
他先在自己家做实验：在屋顶高耸的烟囱上，安装一根3米长的尖顶细铁棒；在细铁棒的下端绑上金属线；沿着楼梯，把金属线引到底楼的一个水泵上(水泵与大地有接触);将经过房间的那段金属线分成两段，且将两股线相隔一段距离，各挂一个小铃。这样，如果雷电从细铁棒进入，经过金属线进入大地，那么，两股线受力，小铃就会晃荡，发出响声。
一天，电闪雷鸣，暴风雨就要来了。在雷声、雨声的“伴奏”下，守候在房间小铃旁的富兰克林，听到了小铃发出的清脆、悦耳的声音。他高兴地笑了。
富兰克林把那根细铁棒称为“避雷针”。
避雷针的问世，引起了教会的反对。他们认为：“装在屋顶的尖杆指向天空是对上帝的不敬。”“干涉上帝的事，对上帝指手划脚，是要受上帝惩罚的。”
然而，有一次在一场雷雨之后，神圣的教堂着火了，而装有避雷针的房屋却平安无事。于是，避雷针的作用被人们认识，避雷针也很快地传开了。至1784年，全欧洲的高楼顶上都用上了避雷针。