借助物理實(shí)驗(yàn)巧解電路故障

詹玲艷

(江蘇省揚(yáng)州市開發(fā)區(qū)樸席中心學(xué)校，江蘇 揚(yáng)州 211404)

借助物理實(shí)驗(yàn)巧解電路故障

詹玲艷

(江蘇省揚(yáng)州市開發(fā)區(qū)樸席中心學(xué)校，江蘇 揚(yáng)州 211404)

初中電路故障分析一直是困擾學(xué)生的難題，也是各地中考的考點(diǎn)知識(shí).結(jié)合平時(shí)我們初中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，筆者提出通過(guò)初中物理實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)巧解電路故障，在實(shí)驗(yàn)中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中能夠舉一反三.學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究去解決問(wèn)題，既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，又激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣.

電路故障;歐姆定律;物理實(shí)驗(yàn);能力

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)是物理知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)，也是課堂教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育的一個(gè)主要渠道.電路故障分析是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，是中考經(jīng)常考到的知識(shí)點(diǎn).在日常教學(xué)中，電路故障分析使學(xué)生認(rèn)為的難題，教師想盡辦法去講解，但效果較低.如何有效的解決這一難題，筆者運(yùn)用實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)故障，通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生去認(rèn)識(shí)問(wèn)題，去解決問(wèn)題，在實(shí)際教學(xué)中起到事半功倍的效果.

一、在串聯(lián)電路中，短路和斷路故障分析

兩個(gè)燈泡和電流表組成的一個(gè)串聯(lián)電路(圖1)，為了讓學(xué)生能夠理解電路故障及電表示數(shù)的變化，我們初中物理老師可以進(jìn)行三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)：第一，演示斷路，電路中任何一處斷路，觀察燈泡是否發(fā)光，電流表是否有示數(shù)；第二，演示短路，注意不允許學(xué)生將電源短路，用導(dǎo)線將其中一個(gè)燈泡短路，觀察另一個(gè)燈泡是否發(fā)光，亮度怎樣，電流表示數(shù)如何變化；還可以將開關(guān)短路，將電流表短路，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象；第三，演示電路燈泡斷路，看到什么現(xiàn)象，電流表有沒(méi)有示數(shù)，再用電壓表分別測(cè)量ab，bc，ac兩端電壓(圖2)，進(jìn)行比較得出：哪個(gè)用電器斷路，電壓表和它并聯(lián)，電壓表的示數(shù)就是電源電壓，再與其他用電器并聯(lián)的時(shí)候，電壓表的示數(shù)就為零.這樣有助于學(xué)生理解串聯(lián)電路故障.這種方法也可探究在并聯(lián)電路中，短路和斷路故障分析.

當(dāng)然電源短路我們也可以實(shí)驗(yàn)的，為什么我們不能用錫箔紙包電池，是因?yàn)樵谟缅a箔紙將電池的正負(fù)極連接起來(lái)(圖3)，這個(gè)時(shí)候電流通過(guò)錫箔紙，錫箔紙?jiān)陔娏鞯臒嵝?yīng)的作用下明顯發(fā)熱，此時(shí)告訴學(xué)生電流通過(guò)導(dǎo)體是可以產(chǎn)生熱量的，也就是說(shuō)在家庭電路中如果火線和零線短路會(huì)引發(fā)火災(zāi)的.

二、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究的經(jīng)驗(yàn)，巧解答電學(xué)實(shí)驗(yàn)故障

1.某實(shí)驗(yàn)小組用兩個(gè)相同的小燈泡連接了如圖4所示的串聯(lián)電路,當(dāng)開關(guān)閉合后發(fā)現(xiàn),甲乙兩燈都不亮,為了找到故障原因,小張用一根導(dǎo)線來(lái)檢查,當(dāng)導(dǎo)線與AB兩點(diǎn)連接時(shí),甲燈不亮乙燈亮;當(dāng)導(dǎo)線與BC兩點(diǎn)連接時(shí),兩燈都不亮.由此推測(cè)故障是( ).

A.AB兩點(diǎn)間存在斷路 B.AB兩點(diǎn)間存在短路

C.BC兩點(diǎn)間存在短路 D.BC兩點(diǎn)間存在斷路

運(yùn)用平時(shí)實(shí)驗(yàn)故障探究的經(jīng)驗(yàn)，兩燈都不亮，說(shuō)明電路中斷路，當(dāng)導(dǎo)線與AB兩點(diǎn)連接時(shí),甲燈不亮乙燈亮,說(shuō)明電路除甲燈外其余的通路 ,乙燈是完好的(乙燈不可能斷路)；當(dāng)導(dǎo)線與BC兩點(diǎn)連接時(shí),兩燈都不亮,說(shuō)明甲燈發(fā)生了斷路(即AB兩點(diǎn)間存在斷路)，故選A.

通過(guò)電路故障的探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)是一個(gè)有效的嘗試，這是一個(gè)全新的教學(xué)模式，基于實(shí)驗(yàn)探究中的問(wèn)題和解決的方法，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中理解電路故障產(chǎn)生的原因，并應(yīng)用于實(shí)際.這樣的教學(xué)效果較好，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)探究既培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，又培養(yǎng)了學(xué)生歸納、總結(jié)的能力.

三、探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)中，用電器短路或斷路的故障

1．探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決

探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)學(xué)生會(huì)碰到許多問(wèn)題，我們初中物理教師要在學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：有的由于滑片和電阻絲接觸不良，看到什么現(xiàn)象？如何解決？有的由于電阻短路、斷路，看到的現(xiàn)象，如何解決？還有的電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，看到什么現(xiàn)象？如何解決？還有滑動(dòng)變阻器接兩個(gè)上接線柱，或接兩個(gè)下接線柱，現(xiàn)象如何？如何解決？

2.電阻斷路故障重現(xiàn)，進(jìn)一步理解斷路故障

實(shí)驗(yàn)中電阻斷路引起電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表的示數(shù)接近于電源電壓的問(wèn)題.為了有效的解決這個(gè)問(wèn)題，起到一個(gè)較好的教學(xué)效果，我們可以讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)制造出一個(gè)電阻斷路故障，正確連接好電路后，觀察電路中出現(xiàn)的現(xiàn)象？電表示數(shù)如何？在沒(méi)有學(xué)習(xí)歐姆定律時(shí)無(wú)法理解電流幾乎為0，在學(xué)生學(xué)過(guò)歐姆定律的應(yīng)用后，我們可以引導(dǎo)學(xué)生分析：實(shí)驗(yàn)用電源電壓為3V，查閱資料得出電壓表選用0-3V量程的時(shí)候電阻約為3000Ω，小燈泡電阻約為1.8Ω，根據(jù)歐姆定律可以算出此時(shí)電流約為0.001A，小于0.02A，故電流表的示數(shù)幾乎為零，利用U=IR可以算出小燈泡兩端的電壓為0.002V左右，而電壓表兩端的電壓為2.998伏特，幾乎等于電源電壓.這樣的分析更有說(shuō)服力，學(xué)生更好理解.

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)，2011.

[2]劉炳昇，李容.物理九年級(jí)，上冊(cè)[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2013.6.

[3]蘇科版物理教材編寫組.義務(wù)教育教科書物理.九年級(jí)上冊(cè)教師教學(xué)用書[M].南京：江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社，2013.8.

[責(zé)任編輯：閆久毅]

2017-06-01

詹玲艷(1978-)，女，江蘇人，本科生，從事中學(xué)物理教育.

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1008-0333(2017)20-0072-02